5 Методы измерений

Методы измерений подразделяются на:

- методы непосредственной оценки;

- методы сравнения.

Методы сравнения подразделяются на:

а) методы непосредственного сравнения с мерой;

б) методы опосредованного сравнения с мерой.

Методы непосредственного сравнения с мерой – методы измерения в которых измеряемую величину сравнивают непосредственно с величиной, воспроизводимой мерой, а опосредованного сравнения с мерой – методы измерения в которых измеряемую величину сравнивают через косвенную величину, воспроизводимую мерой с последующим пересчетом значений с соответствующей зависимостью непосредственной величины с косвенной.

В свою очередь методы непосредственного сравнения с мерой, а также и методы опосредованного сравнения с мерой, подразделяется на:

1. дифференциальный метод сравнения с мерой;

2. нулевой метод сравнения с мерой;

3. метод замещения при сравнении с мерой;

4. метод совпадения при сравнении с мерой;

5. метод противопоставления при сравнении с мерой.

Каждый метод измерения имеет обобщенную структурную схему при прямом преобразовании и наличии компенсации, с использованием меры и без нее, имеет определенные условия применения или должен иметь их, должен иметь возможность оценки на точность. Обобщенная схема простого процесса измерения представлена на рисунке 5.1.

Влияющие Физические Величины (ВФВ)

Человек–оператор, занимающийся наблюдениями при измерениях

Средство измерения

Объект измерения

Рисунок 5.1 - Обобщенная схема простого процесса измерения

Д ля организации процесса измерений инженер или простой рабочий должен обладать необходимым элементарным запасом знаний о том, как это делается! Для этого необходимо уметь организовать выбор метода измерения! Выбор метода измерений определяется принятой моделью объекта измерения (ОИ) и доступными или имеющимися в своем распоряжении средствами измерений (СИ). Таким образом, метод измерений - прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с мерой, т.е. с ее единицей (или шкалой) в соответствии с реализованным принципом измерений. При выборе метода измерений необходимо добиться того, чтобы погрешность метода измерений, т.е. составляющая систематической погрешности измерений, обусловленная несовершенством принятых модели и методов измерений (иначе, теоретическая погрешность), не сказывалась заметно на результирующей погрешности измерения, т.е. не превышала 30 % от нее. Перечисленные выше методы измерений требуют разных затрат денежных средств и времени на выполнение наблюдений при измерениях. Поэтому необходимо учитывать требования точности и временные зависимости измеряемых величин. Измерения измеряемых параметров модели в течение времени измерения (выполнение цикла наблюдений), как правило, не должно превышать 10 % от заданной погрешности измерения. Если возможны альтернативы, учитывают и экономические соображения: ненужное завышение точности модели и метода измерения приводит к необоснованным затратам, тоже относится и к выбору СИ. Из этого вытекает, что выбор метода и СИ практически происходит одновременно. Выбор СИ и вспомогательных устройств. Выбор СИ определяется измеряемой величиной, принятым методом измерений и требуемой точностью результата измерений (нормами точности из ОИ, при этом учитывать также диапазон измеряемой величины и СИ, условия измерений, эксплуатационные качества СИ, их стоимость).

Основное внимание уделяют погрешностям СИ. При этом добиваются выполнения условия /5/

(5.1)

где _ - предельные погрешности;

_мод - модели измерений;

_м - метода измерений;

_си - средства измерений; Она состоит из ряда составляющих по МХ самого СИ, главная и которых является предельно допустимой погрешностью СИ.

_о - оператора;

 _усл - дополнительные погрешности, обусловленные воздействием влияющих факторов условий измерений;

Д – предельно допускаемая погрешность результатов измерений.

МХ – метрологические характеристики СИ, состоящие из составляющих – смотри ГОСТ на тип любого СИ.

Критерий - _ выбора СИ достаточно надежен, но дает завышенную на от 20 до 30 % оценку суммарной погрешности измерения. Если такой запас по точности не допустим, суммирование составляющих _ следует произвести по формулам, приведенным в статистической методике, которую мы будем рассматривать позже. Образцовые средства измерений (ОСИ), термин по старому, а теперь - эталонные средства измерений (ЭСИ), для проведения метрологической аттестации или поверки выбирают в соответствии с указаниями в НД на поверочные схемы и (или) методики поверки (аттестации). После выбора метода и СИ определяется необходимость разработки методики выполнения измерений (МВИ) или применения уже утвержденной, или применения простой инструкции по эксплуатации на СИ.