17.2 Измерение. Виды измерений

Широкое распространение получило определение, предложенное М. Ф. Маликовым: «Измерение - познавательный процесс, заключающийся в сравнении путем физического эксперимента дан­ной величины с известной величиной, принятой за единицу срав­нения».

В стандарте дано определение более лаконичное, но содержащее ту же мысль. «Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств».

По способу получения числового значения измеряемой величины все измерения делят на четыре основных вида: прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямыми называют измерения, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Простейшими примерами прямых измерений являются измерения длины линейкой, температуры - термометром, объема жидкости - мерником, электрического напряжения - вольтметром и т. д. Прямые измерения - основа более сложных видов измерений.

Косвенными называют измерения, результат которых определя­ют на основании прямых измерений величин, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью. Например, объем пря­моугольного параллелепипеда можно определить по результатам прямых измерений длины в трех взаимно перпендикулярных на­правлениях; электрическое сопротивление - по результатам из­мерений падения напряжения. Косвенные измерения некоторых величин позволяют получить значительно более точные результаты, чем прямые измерения.

Совокупными называют измерения, в которых значения измеряемых величин находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Результаты совокупных измерений находят путем решения системы уравнений, составляемых по результатам нескольких прямых измерений. Например, совокупными являются измерения, при которых массы отдельных гирь набора находят по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь.

Совместными называют производимые одновременно (прямые или косвенные) измерения двух или нескольких неодноименных величин. Целью совместных измерений по существу является нахождение функциональной зависимости между величинами, например, зависимости длины тела от температуры, зависимости электрического сопротивления проводника от давления.

Средства измерений - это технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства. От средств измерений непосредственно зависит правильное определение значения измеряемой величины в процессе измерения. В число средств измерений входят меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы и измеритель­ные преобразователи; к ним относятся также измерительные принадлежности, которые, однако, не могут применяться самостоятельно, а служат для расширния диапазона измерений, повышения точности измерений, передачи результатов измерений на расстоя­ние и обеспечения техники безопасности в процессе измерения.

Мера - средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

Некоторые меры являются телами определенной формы, изготовленные с необходимой тщательностью. Например, концевые меры длины, гири, измерительные колбы. Другие меры представ­ляют совокупность многих деталей с определенной взаимосвязью (нормальный элемент, измерительный конденсатор, генератор стандартных сигналов), но не это является характерным для мер и их роли в измерениях. Вспомним любой процесс измерения. Относительно редко сравнивают измеряемую величину с мерой, значение которой равно единице. На рычажных весах сравнивают массу взвешиваемого тела с массой гирь 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5 кг. Следовательно, любая из этих гирь или их комбинация в процессе измерения может стать исходной для определения измеряемой массы.

Эталон единицы физической величины - средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспро­изведения и хранения единицы данной величины (в некоторых случаях только для воспроизведения или только для хранения единицы). Назначение эталона единицы физической величины - передача ее размера ниже стоящим по точности средствам измерений в общегосударственном или в международном масштабе.

Эталон единицы физической величины выполняется по особой спецификации и официально утверждается в установленном по­рядке.