20. Основные правила проведения измерений

Измерения физических величин могут проводиться в различных условиях. В простейших случаях, когда в качестве СИ используют простейшие меры (измерительные линейки, рычажные весы) или несложные приборы типа омметра, правила проведения измерений являются обычно простыми, и на них специально останавливаться не будем. Будем в дальнейшем говорить об измерениях, проводимых в лабораториях или в производственных условиях, когда при проведении измерений следует учитывать опасность поражения электрическим током или другие виды опасности. При проведении подобных измерений требуется руководствоваться, прежде всего, правилами техники безопасности и охраны труда, а лица, выполняющие измерения, должны быть обучены и иметь допуск для их проведения, т.е. не иметь медицинских противопоказаний, сдать экзамен и пройти инструктаж. Лица, приступающие к измерениям в лаборатории на том или ином приборе, должны знать ответы на следующие вопросы:

1. Что такое трехфазная сеть, фаза, нуль; какое напряжение существует между фазами, фазой и нулем, какие напряжения имеются в лаборатории, на электрощитках, в розетках и на измерительном приборе?

2. Какова величина смертельного тока и как рассчитать величину тока через человека при касании токоведущей части, как снизить опасность поражения током?

3. Что такое зануление, как оно выполняется и в чем состоит его защитная функция?

Прежде чем приступать к измерениям, следует ознакомиться с принципом действия приборов и правилами обращения с ними, выяснить цену деления шкал, класс точности измерительных устройств, величины приборных ошибок. Далее следует сопоставить необходимую точность искомого результата (которая требуется) с точностью используемого прибора и убедиться в том, что на данном приборе искомые измерения можно выполнить.

Перед началом работы все измерительные приборы следует так расположить на лабораторном столе, чтобы было удобно делать отсчеты и работать с подвижными частями приборов (переключателями, движками и т.д.). Все шкалы должны быть хорошо освещены и расположены так, чтобы исключить параллакс. Положение самого экспериментатора должно быть таким, чтобы не вызывать быстрого утомления, а случайные неловкие движения не должны вызывать риска нарушить правильность работы приборов или их порчи.Все приборы должны находиться в правильном положении, устойчивы и установлены по уровню, если это требуется. При электрических измерениях все провода должны иметь надежные соединения и хорошую изоляцию, а корпуса самих приборов – занулены.

Прежде чем приступить к измерениям, необходимо наметить порядок, в котором должны следовать отдельные манипуляции и отсчеты в течение всего цикла измерений. Беспорядочные измерения с пропусками обычно приводят к неудовлетворительным результатам и нежелательны. В тех случаях, когда возникает сомнение в правильности результатов, измерения следует повторить несколько раз. Следует иметь ввиду и то, сколько раз снимаются показания в процессе измерений. Если отсчет по шкале прибора возможен только один раз, то этот единственный отсчет принимается за результат, а погрешность измерения оценивают с учетом всех возможных ошибок – приборной, самого отсчета, округления и др. Если отсчеты при измерении одной и той же величины повторяют многократно, то погрешность результата вычисляют путем нахождения средней величины с указанием доверительного интервала и доверительной вероятности.

При вычислениях погрешности измерений всегда важно проводить анализ тех причин, которые могут приводить к случайным и систематическим ошибкам, и учитывать, что эти ошибки могут зависеть от условий работы приборов – температуры, влажности и давления. Следует учитывать при этом, что ошибка приборов, если измерения проводят в ненормальных, но допустимых условиях, может заметно превышать ошибку измерений в нормальных условиях, при которых выполнена градуировка прибора.