3.2.. Виды измерений.

Измерения могут быть классифицированы по ряду признаков.

Можно выделить следующие виды измерений

1. По характеру зависимости измеряемой величины от времени

1.1 Статические - при которых измеряемая величина остается постоянной во времени, например, измерение размеров тела.

1.2. Динамические – в процессе которых измеряемая величина изменяется во времени. Это проявляется в виде отставания показания средства измерения от истинного значения величины в каждый момент времени. Это отставание зависит от инерционных свойств средства измерения, а также от скорости изменения самой измеряемой величины. Примеров является измерение пульсирующих давлений, вибраций.

2. По способу получения результата, что является целью любого измерения, подразделяются на прямые, косвенные, совокупные, совместные. Это также называется видами измерений.

2.1. Прямые измерения - это измерения, при которых искомое значение измеряемой величины находится непосредственно из опытных данных. К прямым относится подавляющее большинство измерений, применяемых на практике, например, измерение массы при помощи весов, температуры – термометром, напряжения – вольтметром

2.2. Косвенные измерения - это измерения, при которых искомое значение измеряемой величины находится на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, найденными прямым измерениям. Например, измерение плотности по результатам прямых измерений массы и объема; измерение активного сопротивления по результатам прямых измерений напряжения и силы тока.

2.3.Совокупные измерения - это одновременные измерения нескольких одноименных величин, при которых искомое значение измеряемой величины находится путем решения системы уравнений, получаемой при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.

Типичным примером совокупных измерений является определение номинальных величин масс отдельных гирь по образцовой величине массы какой либо гири.

2.4. Совместные измерения - это одновременные измерения нескольких не одноименных величин с целью нахождения зависимости между ними.

Примером могут служить ряд одновременных измерений электрического сопротивления материала при различных температурах для установления зависимости сопротивления от температуры.

3. По метрологическому назначению:

3.1. Метрологические измерения – выполняются при помощи эталонов с целью воспроизведения единиц ФВ или для передачи их размера рабочим средствам измерения, например, при поверке.

3.2. Технические измерения – измерения, выполняемые в процессе производства на предприятиях.

4. По числу измерений бывают:

4.1. Однократные – это одно измерение одной измеряемой величины. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями.

4.2. Многократные измерения – измерение каждой ФВ более чем один раз.

3.3. Методы измерений

Прямые измерения являются основой более сложных измерений и могут быть выполнены различными методами.

Под методами измерения подразумевается совокупность приемов, принципов и средств измерения.

Можно выделить следующие методы измерений.

1. По способу получения значений измеряемых величин: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.

1.1.. Метод непосредственной оценки заключается в определении значения измеряемой величины непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия, отградуированного в единицах измеряемой величины. Это наиболее распространенный метод измерения, его реализуют большинство средств измерений, например, измерение напряжения электромеханическим вольтметром.

2.2. Методы сравнения с мерой, или методы сравнения, заключаются в сравнении измеряемой величины с величиной, воспроизведенной мерой. Следовательно, отличительной особенностью этих методов является непосредственное участие мер в процессе измерения. К методам сравнения относятся дифференциальный,, нулевой, замещения и совпадений.

а) Дифференциальный метод заключается в сравнении с мерой, при котором на измерительный прибор воздействует разность между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Т.о. измеряемая величина сравнивается с мерой и о значении величины Х судят по измеряемой прибором разности ΔХ=Х-Х_М и по известной величине Х_М, воспроизводимой мерой. Следовательно, Х= ΔХ+Х_М. Примером является измерение массы на весах (рис. 1. а).

Рис. 1. Методы сравнения с мерой

б) Нулевой (компенсационный) метод является разновидностью дифференциального метода и заключается в сравнении с мерой, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводится до нуля. Это контролируется специальным измерительным прибором высокой точности – нуль-индикатором. В данном случае значение измеряемой величины равно значению, которое воспроизводит мера. Высокая чувствительность нуль-индикатора, а также выполнение меры с высокой точностью позволяют получить малую погрешность измерения. Пример нулевого метода – взвешивание на весах, когда на одном плече находится взвешиваемый груз, а на другом – набор эталонных грузов (рис. 1, б).

в) метод замещения – в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой. Например, взвешивание на пружинных весах в два приема. Вначале на чашу весов помещают взвешиваемую массу и отмечают положение указателя весов, затем измеряемую массу замещают массой гирь, подбирая их таким образом, чтобы указатель весов устанавливался в том же положении, что и в первом случае.

г) в методе совпадений разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадения отметок шкал. Например, совпадение основной и нониусной отметок шкал в штангенприборах для измерения линейных размеров.

2. В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения, различают:

1. Инструментальный метод, основанный на использовании специальных технических средств.

2. Экспертный метод основан на использовании данных нескольких специалистов. Широко применяется в квалиметрии, спорте, искусстве, медицине.

3. Эвристические методы оценки основаны на интуиции.

4. Органолептические методы оценки основаны на использовании органов чувств человека.

3. По связи с объектом различают:

1. Контактный – основанный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерений. Например, измерение температуры ртутным термометром.

2. Бесконтактный метод измерения состоит в том, что чувствительный элемент прибора не приводится в контакт с объектом измерения. Например, измерение температуры с помощью пирометров.