1.Виды и методы измерений
Когда наш предок — древний, но уже мыслящий человек попытался найти для себя пещеру, он вынужден был соразмерить длину, ширину и высоту своего будущего жилища с собственным ростом. А ведь это и есть измерение — сравнение неизвестной величины с однородной ей величиной, принятой за единицу.
В наши дни этот познавательный процесс не обходится без измерительных средств — приборов и мер. Нет ни одной области практической деятельности человека, где можно было обойтись без измерений:
•ребенок появляется на свет, еще не имеет имени, но нам становятся известны его рост, вес, температура — уже в первые минуты жизни нам приходится сталкиваться с линейкой, весами, термометром.
•каждое утро, выходя из дома, мы оцениваем температуру воздуха на улице, и одеваем при необходимости легкую или теплую одежду.
Итак, измерение ФВ — это нахождение физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств.
1. Виды измерений
Виды измерений определяются:
• физическим характером измеряемой величины,
• требуемой точностью измерения,
• необходимой скоростью измерения,
• условиями и режимом измерений и т.д.
В метрологии существует множество видов измерений, и число их постоянно увеличивается.
1) По способу получения информации:
• Прямые измерения — это нахождение искомого значения величины из опытных данных путем экспериментального сравнения.
*длину измеряют непосредственно линейкой, температуру — термометром, силу — динамометром.
• Косвенные измерения — используют результаты прямых измерений величин, связанных с искомой определенной зависимостью.
*электрическое сопротивление находят путем деления падения напряжения на величину силы электрического тока R=U/I.
• Совокупные измерения — связаны с решением системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин. Решение системы уравнений дает возможность вычислить искомую величину. Однородные — значит подобные, например, длина и диаметр.
* при определении взаимоиндуктивности катушек М используют два метода: сложения и вычитания полей. Если индуктивность одной из них L1, а другой - L2 , то находят:
• Совместные измерения — это измерения двух или более неоднородных физических величин для определения зависимости между ними.
*измерение сопротивления проводника при фиксированной температуре t:
2) По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений:
• Статистические измерения связаны с определением характеристик случайных процессов. *определение звуковых сигналов, уровня шумов и т.д.
• Статические измерения — когда измеряемая величина практически постоянна.
• Динамические измерения связаны с такими величинами, которые в процессе измерений претерпевают те или иные изменения.
3) По количеству измерительной информации:
• Однократные измерения — это одно измерение одной величины, т.е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.
• Многократные измерения когда число измерений больше количества измеряемых величин. Обычно минимальное число измерений в данном случае больше трех. Преимущество многократных измерений — в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.
4) По отношению к основным единицам измерения:
• Абсолютными измерениями называют такие, при которых используются прямое измерение одной (иногда нескольких) основной величины и физическая константа.
* в формуле Эйнштейна масса (m) — основная ФВ, которая может быть измерена прямым путем (взвешиванием), а скорость света (с) — физическая константа.
• Относительные измерения базируются на установлении отношения измизмеряемой величины к однородной, применяемой в качестве единицы.