2. Технические измерения

Измерение — нахождение значения физической величины опыт­ным путем с помощью специальных технических средств. Например, измерение массы – весовые инструменты диаметра вала микрометром, давления среды — маномет­ром или вакуумметром. Значение физической величины х_изм, полу­ченное при измерении, находят по формуле

х_изм= Аи (2.1)

где А — числовое значение, и — размерность физической величины (ФВ).

В метрологии различают истинное и действительное значения физических величин.

2.1. Истинное и действительное значение.

Физическая величина — свойство, общее в качественном отноше­нии многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Например, длина, масса, элек­тропроводность и теплоемкость тел, давление газа в сосуде и т. д.

Истинное значение — значение физической величины, которое идеальным образом отражает в качественном и количественном от­ношениях соответствующее свойство объекта. Истинное значение должно быть свободно от ошибок измерения,

но так как все физиче­ские величины находят опытным путем и их значения содержат ошибки измерений, то истинное значение физических величин остает­ся неизвестным.

Действительное значение — значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для определенной цели может быть исполь­зовано вместо него. При технических измерениях значение физиче­ской величины, найденное с допустимой по техническим требованиям погрешностью, принимается за действительное значение.

2.2. Погрешность: абсолютная и относительная

Погрешность (ошибка) измерения — отклонение результата из­мерений от истинного значения измеряемой величины. Абсолютная погрешность — погрешность измерения, выраженная в единицах из­меряемой величины. Абсолютную погрешность измерения ΔХ_абс оп­ределяют по формуле

I

(2.2)

где X - истинное значение измеряемой величины.

О тносительная погрешность измерения — отношение абсолют­ной погрешности измерения к истинному значению физической вели­чины

(2.3.)

Относительная погрешность дает качественную характеристику точности измерения.

Поскольку истинное значение измеряемой величины остается не­известным, на практике можно найти лишь приближенную оценку погрешности измерения.

2.3. Классификация измерений по способу получения значения физической величины.

Технические измерения по способу получения значений физиче­ской величины измерения могут быть прямыми, косвенными.

Прямое измерение — измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Примерами прямых измерений являются измерения длины с помощью линейных мер. Прямые измерения составляют основу более сложных косвенных, совокупных и совместных измерений.

Косвенное измерение — измерение, при котором искомое значе­ние величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям; например измерение среднего диаметра резьбы методом трех прово­лочек. Косвенные измерения в ряде случаев позволяют получить бо­лее точные результаты, чем прямые измерения.

Измерения могут быть абсолютными или относительными. Абсо­лютное измерение — измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании зна­чений физических констант. При линейных и угловых абсолютных измерениях, как правило, находят одну физическую величину, напри­мер диаметр вала штангенциркулем.

Относительное измерение основано на сравнении измеряемой величины с известным значением меры, играющее роль единицы или измерение величины по отношению к одноименной величине, прини­маемой за исходную. Относительные измерения основаны на сравне­нии измеряемой величины с известным значением меры. Искомую величину при этом находят алгебраическим суммированием размера меры и показаний прибора.

Таким образом, необходимо знать и помнить основные метрологические понятия, такие как физическая величина, единицы физической величины, зна­чение физической величины, истинное и действительное значение, а также погрешности измерений.