1.2. Классификация измерений. Результат измерения

Для удобства описания все измерения классифицируют в зависимости от условий, свойств объекта, процедуры, назначения и области применения результатов.

С точки зрения цели измерений можно разделить все измерения на технические и метрологические измерения. Технические измерения применяют в науке и производстве с целями контроля и управления научным экспериментом, контроля параметров изделий, контроля параметров технологических процессов, диагностики заболеваний, контроля загрязнения окружающей среды и т.п. Например, контроль частоты радиостанции, контроль параметров интегральной схемы при выпуске, контроль радиопомех, контроль дозы УВЧ облучения в больнице и т.п.

Метрологические измерения - это измерения при помощи эталонов с целью поверки правильности технических измерений или для выполнения градуировки средств, применяемых для технических измерений.

По числу измерений различают однократное, то есть когда измерение выполняется один раз, и многократное, то есть измерение одного и того же размера ФВ, при котором результат получен из нескольких последующих измерений, то есть состоящее из ряда однократных измерений. Обычно за результат многократного измерения принимают среднее арифметическое значение результатов однократных измерений. Известно, что результаты ряда измерений могут быть обработаны в соответствии с требованиями математической статистики при числе отдельных измерений n > 4. Поэтому многократным можно считать измерение при четырех и более измерениях, входящих в ряд.

По условиям, при которых выполняются измерения, их можно разделить на равноточные, когда ряд измерений выполнен одинаковыми по точности средствами измерений и в одних и тех же условиях, и неравноточные, то есть когда ряд измерений выполнен несколько разными по точности средствами измерений и (или) в несколько разных условиях. Под рядом измерений понимают серию следующих друг за другом измерений ФВ.

По способу выражения результата выделяют относительные измерения, то есть измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Так, например, ряд измерителей мощности для сверхвысоких частот измеряют мощность в относительных единицах (децибелах относительно одного милливатта), а ряд измерителей напряжения высоких частот в аппаратуре связи измеряют напряжение прямо в децибелах, при этом имеется в виду, что отсчет производится относительно некоторого начального уровня, например, относительно 0,707 вольта.

По приемам (процедуре) получения результата все измерения принято разделять на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямое измерение - это измерение, при котором искомое значение ФВ получают непосредственно, например, измеряют напряжение при помощи вольтметра, частоту при помощи частотомера, массу при помощи весов и гирь и т.п. Главный признак прямого измерения - наличие средства измерений, на шкале которого фиксируется отсчет показаний непосредственно в значении измеряемой величины.

Косвенное измерение - это измерение, при котором искомое значе­ние ФВ определяют на основании результатов прямых измерений других ФВ, функционально связанных с искомой величиной, например, измерение добротности контура или резонатора проводят путем измерения отноше­ния напряжений и частоты, измерение емкости или индуктивности путем определе­ния резонансной частоты контура. Принципиальной особенностью косвен­ных измерений является обязательность некоторых априорных сведений об объекте, то есть необходимо заранее знать зависимость, связываю­щую искомую ФВ и результаты прямых измерений других величин. Вариан­том косвенных измерений являются совместные измерения , то есть про­водимые одновременно измерения двух или нескольких не одноименных величин для определения зависимости между ними. Например, измерения вольтамперной или частотной характеристики транзистора, диода.

Совокупные измерения - это проводимые одновременно измерения нескольких значений одноименных величин, при которых искомые значения определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях различных сочетаний этих величин. Примером может служить измерение емкости конденсаторов путем прямого измерения емкости параллельного и последовательного их соединения. Другой пример ­измерение коэффициента усиления антенны методом трех или двух антенн.

Различают статические и динамические измерения по отношению к изменению измеряемой величины за время измерений. Если за время, необходимое для получения результата измерения, измеряемую величину можно считать неизменной, то измерение называют статическим. Измерение изменяющейся во времени ФВ называют динамическим.

Результат измерения - это значение ФВ, полученное путем ее измерения. В этом определении необходимо выделить две стороны. Первая - это то, что численное значение ФВ, которое принимается за результат измерения, является продуктом целенаправленных действий (операций) с применением технических средств. Другая сторона - это то, что в технической документации, в соответствии с которой выполняются измерения, должны быть указаны условия, при выполнении которых полученное численное значение ФВ принимается за результат. Например, должно быть указано, если это необходимо, что понятие «результат измерения» относится к среднему значению результатов нескольких измерений, или что в каждое число должны быть внесены поправки и т.п. Не следует безусловно принимать за результат измерений отсчет показаний, то есть значение величины или число, зафиксированное по отсчетному устройству средства измерений в заданный момент времени.