№ 27. Обеспечение необходимых условий для измерений

Говоря о создании внешних условий, обеспечивающих необходимое качество и единство измерений, имеют в виду, прежде всего приведение этих условий к так называемым нормальным, при которых влияющие величины имеют вполне определенные номинальные значения.

Эта значения определены соответствующими нормативными документами.

Номинальное значение температуры для всех видов измерений составляет 20 , плотность воздуха – 1,2 кг/м³, а ускорение свободного падения – 9,8 м/с².

Поддержание нормальных условий может оказаться чрезвычайно сложной, а в ряде случаев неразрешимой технической задачей. В связи с этим устанавливают пределы возможных измерений влияющих величин. Эти пределы, называемые пределами нормальной области значений влияющих величин, регламентируют соответствующие нормативные документы.

Для создания необходимых внешних условий измерительного эксперимента необходима информация о виде и возможных значениях влияющих величин, ожидаемых скоростях их изменения, а также границах рабочей зоны, за пределами которых действием влияющих величин можно пренебречь. На базе этой информации обосновывают различные защитно-предохранительные меры уменьшения влияющих физических величин в рабочей зоне до номинальных значений.

Так, влияние температуры уменьшают термостатированием, магнитного поля – магнитным экранированием, электрического поля – электрическим экранированием, влажности, пыли, агрессивных газов и паров – герметизацией и нанесением специальных покрытий, вибраций и ударов – применением специальных амортизаторов и демпферов, изменений атмосферного давления – применением барокамер и т.д.

№ 28. Выбор метода измерений

Методы измерений чрезвычайно разнообразны и число их по мере развития науки и техники постоянно возрастает. Одну и ту же величину можно измерить с помощью различных методов.

Методы измерений классифицируют по самым различным признакам. Однако основным из них является способ применения меры для получения результатов измерений. Этот способ предоставляет основные достоинства и недостатки каждого из методов. Выбор конкретного из них базируется на анализе этих достоинств и недостатков с учетом имеющихся условий и предшествующего опыта.

Так, для метода непосредственной оценки характерны простота реализации и быстрота получения искомого результата. В то же время он обеспечивает сравнительно низкую точность измерений.

Все разновидности метода сравнения обеспечивают более высокую точность измерений. Однако предъявляют повышенные требования к точности меры и квалификации оператора. Кроме того, преимущества нулевого метода реализуются только при наличии высокочувствительного нуль-индикатора и близости меры к измеряемой величине. Последнее характерно и для дифференциального метода. Метод замещения требует наличия перестраиваемой меры и высокочувствительного измерительного прибора.

Важным достоинством ряда методов можно считать то, что их использование позволяет существенно уменьшить систематическую составляющую погрешности. В частности, это относится к методу замещения, а также к методу компенсации погрешности по знаку. Последний предполагает проведение двух измерений одной и той же величины таким образом, чтобы систематическая погрешность входила в результат каждого измерения с разными знаками, и получение итогового в виде:

В отдельную группу обычно выделяют так называемые электрические методы измерения неэлектрических величин. Эти методы классифицируют по способу преобразования измеряемой величины в электрический сигнал, который достаточно просто можно передавать на большие расстояния, усиливать, обрабатывать, регистрировать, использовать для целей управления и регулирования.

Достоинства и недостатки указанных методов определяются главным образом свойствами и характеристиками соответствующих первичных преобразователей измеряемой величины в электрический сигнал.

Наиболее часто выбор метода измерений базируется на обобщении опыта решения определенного тимпа измерительных задач. Указанное обобщение можно реализовать с помощью метода контрольных вопросов, суть которого составляет анализ ответов на определенный список вопросов, задаваемых экспериментатором.

Методы измерения некоторых физических величин безальтернативны. Например, единственным методом измерения температур выше 3000 является пирометрический метод, основанный на бесконтактной измерении интенсивности теплового излучения нагретых тел в оптическом диапазоне спектра.