- •Часть 1
- •1.2. Классификация измерений
- •1.3. Основные характеристики измерений
- •1.4. Классификация средств измерений по роли,
- •1.5. Метрологические характеристики средств измерении и их нормирование. Классы точности
- •2.2. Оценивание и способы исключения систематических
- •2.3.1. Оценка случайных погрешностей при нормальном распределении результатов наблюдений
- •2.4. Суммирование погрешностей при прямых измерениях
- •2.5. Оценка погрешностей при косвенных измерениях
- •3. Формы представления результатов измерений и показатели точности
- •Содержание
1.2. Классификация измерений
Принято различать несколько видов измерений. Их классификация осуществляется на основе характера зависимости измеряемой величины от времени, условий, определяющих точность результатов измерений, и способов выражения этих результатов
По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения делятся на статические и динамические. Статические намерения соответствуют случаю, когда измеряемая величина остается постоянной; динамические - когда измеряемая величина в процессе измерения изменяется.
По способам получения результатов различают прямые, кос венные, совокупные и совместные измерения. Прямое измерение такое, при котором значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. При этом измеряемую величину сравнивают с мерой измерительными приборами, градуированными в требуемых единицах, например, измерение электрического тока амперметром.
Косвенное измерение - такое, при котором искомое значение физической величины Y находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами Х1, X2,..Хn, подвергаемыми прямым измерениям. В результате измерения искомая величина находится путем расчета по формуле Y = F(Х1, Х2,…Хn). Например, при измерении мощности с помощью амперметра и вольтметра ток и напряжение измеряют прямым методом, а мощность Р вычисляют по формуле .
При совокупных измерениях одновременно измеряют несколько одноименных величин и искомые значения величин находят, решая систему уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
Совместные измерения - производимые одновременно измерения двух или нескольких одноименных величин для нахождения зависимости между ними.
По способу выражения результатов измерений принято различать абсолютные и относительные измерения.
Абсолютное измерение основано на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант. Примером абсолютного измерения являются измерение силы тока в амперах, измерение длины в метрах, времени - в секундах.
Относительным называют измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную, например, измерение модуля коэффициента преломления, измерение относительной влажности и т.д.
1.3. Основные характеристики измерений
Основными характеристиками измерений являются: принцип измерений, метод измерений, погрешность, точность, правильность и достоверность измерений.
Принцип измерений - физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Например, измерение модуля Юнга на основе исследования зависимости упругих характеристик тела от величины внешней силы, действующей на тело, определение момента инерции тела по изучению крутильных колебаний.
Метод измерений - совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Различают два основных метода измерений: непосредственной оценки и сравнения с мерой.
1. Метод непосредственной оценки - метод измерений, при котором значение физической величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия, например, измерение длины - длиномером.
2. Метод сравнения с мерой - метод измерений, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой, например, определение массы груза взвешиванием сводится к сравнению этой массы с массой гири, измерение напряжения постоянного тока путем сравнения с э.д.с. нормального элемента. Этот метод имеет несколько модификаций.
Погрешность измерений - отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Истинное значение физической величины идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующие свойства объекта, но оно остается неизвестным, поэтому с помощью измерений находят так называемое действительное значение, настолько приближающееся к истинному, что для данной цели может быть использовано вместо него.
Точность измерений - качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Правильность измерений - качество изменений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей результатов, т.е. таких погрешностей, которые остаются постоянными или закономерно изменяются при повторных измерениях той же величины (о систематических погрешностях см. раздел 2.1). Правильность измерений зависит от того, насколько были верны средства измерений, используемых при эксперименте.
Достоверность измерения - степень доверия к результатам измерений. Измерения, для которых известны вероятностные характеристики отклонения результатов от истинного значения, относятся к категории достоверных. Наличие погрешности ограничивает достоверность измерений, т.е. вносит ограничение в число достоверных значащих цифр числового значения измеряемой величины и определяет точность измерений.
Сходимость измерений - качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях.
Воспроизводимость измерений - качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, различными методами и средствами).