Виды измерений.
По способу нахождения физической величины все измерения можно разделить на прямые, косвенные, совокупные и совместные. При прямых измерениях искомое значение физ. величины находят непосредственно из опытных данных. При косвенных измерениях искомое значение определяют на основе известной математической зависимости искомой величины от величин, подвергаемых прямым измерениям.
При совместных и совокупных измерениях искомую величину находят путем решения системы уравнений, в которых коэффициенты и отдельные члены получены прямыми измерениями. При совокупных измерениях измерению подвергают несколько одноименных величин( величин одинаковой размерности), а при совместных измерениях- величин разной размерности.
Различают обыкновенные измерения- т.е. измерения, выполняемые с однократным наблюдением физ. величины, и статистические- т.е. измерения с многократными наблюдениями искомой величины. По характеру зависимости измеряемой величины от времени различают статические и динамические измерения. По условия, определяющим точность результатов измерения делятся на измерения максимально возможной точности, контрольно- поверочные и технические.
Методика измерений- детально намеченный порядок процесса измерений, регламентирующий методы, средства, алгоритмы выполнения измерений, которые обеспечивают заданную точность.
Алгоритм измерений- это точное предписание по выполнению в определенном порядке совокупности операций при выполнению измерений по разработанной методике.
Погрешности измерений.
Истинное значение измеряемой величины всегда остается неизвестным. При оценке погрешности измерения взамен истинного значения принимают действительное значение. В зависимости от способа числового выражения различают абсолютные и относительные погрешности. В зависимости от источника возникновения различают методические, инструментальные, субъективные и внешние погрешности. По закономерностям проявления погрешности разделяются на систематические, случайные и грубые( промахи).
Систематические погрешности и способы их уменьшения.
Под систематическими
понимаются погрешности, которые остаются
постоянными или закономерно изменяются
при повторных измерениях. Различают
постоянные и изменяющиеся погрешности
в процессе эксперимента.
По возможности систематические погрешности стремятся обнаруживать и исключать. Неисключенная систематическая погрешность искажает оценки случайной погрешности. Одним из наиболее универсальных методов исключения систематических погрешностей является метод введения поправок. Он состоит в сравнении показаний средства измерения с показаниями рабочего эталона. Полученная разность показания рабочего и образцового средств измерений числено равна систематической погрешности и может быть использована в качестве поправки. Метод введения поправок:
Технически метод введения поправок состоит в проведении ряда измерений с помощью одной и той же величины в разных точках шкалы прибора с помощью рабочего и образцового средств измерений. Полученные значения поправок представляют в виде таблиц или графиков.
Другим методом
обнаружения и исключения систематической
погрешности является метод замещения.
Суть данного метода состоит в такой
замене измеряемой величины
известной величиной А, получаемой с
помощью регулируемой меры, чтобы
показания измерительного прибора
остались неизменными. При применении
метода замещения искомое значение
физической величины считывается не со
шкалы прибора, вносящего систематическую
прибора, а со шкалы регулируемой меры,
которая этой погрешности не имеет.
Метод компенсации погрешности по знаку.
Этот метод используют для компенсации постоянной систематической погрешности, в которой в зависимости от условий эксперимента меняется только знак.
В случае применения такого метода измерения проводят дважды, при этом применяя условия эксперимента, добиваются того чтобы систематическая погрешность входила в результат измерения с разными знаками.
Такой метод исключения систематической погрешности встречается при устранении влияния магнитных полей, люфтов.
Метод симметричных наблюдений.
Этот метод используется для выявления и устранения систематических погрешностей, которые линейно зависят от какого- либо параметра( температуры, времени….).
Если удается
установить факт равенства между средними
значениями симметричных пар наблюдений,
то результат измерений можно записать
следующим образом:
Метод рандомизации.
Этот метод состоит в сведении систематической погрешности к случайной. Если систематическая погрешность обусловлена выбором метода измерения, т.е является методической погрешностью, то применяя другую методику измерений той же самой величины мы получим другое значение систематической погрешности.
Если систематическая погрешность является инструментальной, т.е обусловлена выбором конкретного средства измерения, то рандомизацию проводят путем выполнением многократных наблюдений с использованием разных средств измерений. На практике часто все же остаются некоторая неисключенная систематическая погрешность (НСП), которая приводится при указании точности результатов измерения.