Лекция 1 Тема: Общие сведения об измерении физических величин.

Цель: Формирование у студента компетенции ПК-18.

Вопросы для изучения.

1. Общие сведения об измерении физических величин. Термины и определения.

2. Классификация видов и методов измерений. Классификация погрешностей измерений.

1. Общие сведения об измерении физических величин. Термины и определения.

Объект измерения – тело (физическая система, процесс, явление и т.д.), которое характеризуется одной или несколькими измеряемыми физическими величинами.

Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Единица измерения физической величины – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин.

Система физических величин – совокупность физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимают за независимые, а другие определяют как функции независимых величин.

В Российской Федерации используется Международная система единиц (СИ), введенная ГОСТ 8.417-2002 «ГСИ. Единицы физических величин», которая должна обозначаться символами LMTIТЕТАNJ, обозначающими соответственно символы основных величин – длины L, массы M, времени T, силы электрического тока I, температуры ТЕТА, количества вещества N и силы света J.

Истинное значение физической величины – значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Оно может быть получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений.

Действительное значение физической величины – значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.

Измерение – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

Измеряемая величина – физическая величина, подлежащая измерению, измеряемая или измеренная в соответствии с основной целью измерительной задачи.

Единство измерений (МИ 2365-96) – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах или шкалах измерений, а неопределенности (погрешности) результатов измерений не выходят за установленные границы (с заданной вероятностью).

Результат измерения физической величины – значение величины, полученное путем ее измерения.

Погрешность результата измерения – отклонение результата измерения от ( ) истинного (действительного) значения измеряемой величины. Истинное значение величины неизвестно, его применяют только в теоретических исследованиях. На практике используют действительное значение величины , в результате чего погрешность измерения определяют по формуле: , где – измеренное значение величины.

В зависимости от формы выражения различают абсолютную, относительную и приведенную погрешность измерения.

Абсолютная погрешность измерения – погрешность измерения, выраженная в единицах измеряемой величины, которая определяется или .

Относительная погрешность измерения – погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины, и определяется или .

Точность результата измерений – одна из характеристик качества измерений, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения. Высокая точность измерения соответствует малым погрешностям. Количественно точность оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности, например, если погрешность составляет 0,01, то точность равна 100.

Сходимость – близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же средствами, одним и тем же методом в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей на результат измерения.

Воспроизводимость – характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, полученных, разными методами, средствами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям (температура, давление, влажность и др.).

Правильность – характеристика качества измерений, отражающая близость к нулю систематических погрешностей в их результатах.

Достоверность – характеристика качества измерений, отражающая доверие к их результатам и вероятность (доверительную) того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных границах (доверительных). Измерения подразделяют на достоверные и недостоверные в зависимости от того, насколько известны вероятностные характеристики их отклонения от действительного значения измеряемых величин.