4.4. Средства измерений

Неотъемлемой частью экспериментальных исследований являются средства измерений, т.е. совокупность технических средств (имеющих нормированные погрешности), которые дают необходимую информа­цию для эксперимента. К средствам измерений относят измерительный инструмент, измерительные приборы и установки.

Измерительные средства делят на образцовые и технические. Об­разцовые средства, являющиеся эталонными, предназначены для про­верки технических, т.е. рабочих средств. Проверка средств измерений предусматривает определение и по возможности уменьшение погрешно­стей приборов. Определение погрешностей позволяет установить, соот­ветствует ли данный прибор регламентированной степени точности и может ли он быть применен для данных измерений.

Под регулировкой измерительного прибора понимают операции, направленные на снижение систематических ошибок до величины, меньшей допустимой погрешности. При выборе средств измерения не­обходимо максимально использовать стандартно выпускаемую аппара­туру, которая приводится в специальных ежегодниках-каталогах.

4.5. Проведение эксперимента

Проведение эксперимента является важнейшим этапом исследова­ния в НИР. Экспериментальные исследования необходимо проводить в соответствии с установленным планом-программой и особенно методи­кой эксперимента.

Особое значение имеет добросовестность эксперимента, без субъ­ективного влияния на результаты измерений. Недопустима небреж­ность, которая приводит к большим искажениям и ошибкам.

Обязательным требованием проведения эксперимента является ве­дение журнала, форма которого может быть произвольной. В журнале отмечают:

• тему НИР и тему эксперимента;

• ФИО исполнителя;

• время и место проведения эксперимента;

• характеристику окружающей среды;

• данные об объекте эксперимента и средствах измерения;

• результаты наблюдений, а также другие данные для оценки полу­ченных результатов.

При проведении экспериментов исполнитель должен непрерывно следить за средствами измерений, устойчивостью аппаратов и устано­вок, правильностью их показаний, характеристиками окружающей сре­ды, а также не допускать посторонних лиц в рабочую зону.

Исполнитель должен проводить предварительную обработку ре­зультатов и их анализ. Это позволяет контролировать исследуемый про­цесс, корректировать эксперимент. Важными при этом являются кон­сультации с коллегами и научным руководителем темы.

При проведении экспериментов важно выполнять требования по охране труда, технике безопасности и противопожарные правила.

Особое место принадлежит анализу результатов эксперимента - за­вершающей части, на основе которой делают вывод о подтверждении принятой гипотезы научных исследований. Анализ эксперимента - это творческая часть исследования.

4.6. Методы графического изображения результатов измерений

При отработке результатов измерений и наблюдений широко ис­пользуют методы графического изображения. Результаты измерений, представленные в табличной форме, не позволяют достаточно наглядно характеризовать закономерности изучаемых процессов.

Графическое изображение дает наиболее наглядное представление о результатах экспериментов, позволяет лучше понять физическую суть исследуемого процесса, выявить общий характер функциональной зави­симости изучаемых переменных величин, установить наличие максиму­ма и минимума функции.

Точки на графике необходимо соединять плавной линией так, что­бы она по возможности ближе проходила ко всем экспериментальным точкам. Однако могут быть исключения. Так, иногда исследуются явле­ния, для которых в определенных интервалах наблюдается быстрое скачкообразное изменение одной из координат. Это может объясняться сущностью физико-химических процессов. В таких случаях необходимо особо тщательно соединять точки кривой.

Иногда при построении графика одна — две точки резко удаляются от кривой. Если нет основания полагать наличие скачка функции, то такое резкое отклонение можно объяснить грубой ошибкой или прома­хом. В таких случаях необходимо повторить измерение в диапазоне рез­кого отклонения точки. Если прежнее измерение ошибочно, то на гра­фике наносят новую точку. Если же повторные измерения дадут преж­ние значения, необходимо к этому интервалу кривой отнестись очень внимательно, особенно тщательно проанализировав физическую сущ­ность явления.

При графическом изображении результатов экспериментов боль­шую роль играет выбор системы координат или координатной сетки. Координаты сетки бывают равномерными и неравномерными, У равно­мерных координатных сеток ординаты и абсциссы имеют равномерную шкалу. Из неравномерных координатных сеток наиболее распростране­ны полулогарифмические, логарифмические, вероятностные. Полулога­рифмическая сетка имеет равномерную ординату и логарифмическую абсциссу, а логарифмическая координатная сетка имеет обе оси лога­рифмические, вероятностная сетка имеет ординату, обычно равномер­ную, а абсциссу - вероятностную шкалу.