- •Основы метрологии и измерительной техники
- •1.1. Измерение
- •1.1.1. Физическая величина
- •1.1.2. Виды средств измерений
- •1.1.3. Виды и методы измерений
- •1.2. Единство измерений
- •1.2.1. Единицы физических величин
- •Основные и дополнительные единицы физических величин
- •1.2.2. Стандартизация
- •1.2.3. Эталоны
- •1.3. Точность измерений
- •1.3.1. Погрешность результата измерения
- •1.3.2. Погрешности средств измерений
- •1.3,3. Классы точности средств измерений
- •Формы задания классов точности
- •1.3.4. Основная и дополнительная погрешности
- •1.3.5. Методическая погрешность
- •1.3.6. Погрешность взаимодействия
- •1.3.7. Динамическая погрешность
- •1.3.8. Субъективная погрешность
- •1.4. Обработка результатов измерений
- •1.4.1. Обработка прямых измерений
- •1.4.2. Многократные прямые измерения
- •1.4.3. Обработка косвенных измерений
- •1.4.4. Расчет погрешности результата косвенного измерения
1.1.3. Виды и методы измерений
Получать значения ФВ (результаты измерений) можно различными способами. В практике электрических измерений применяются разнообразные виды и методы измерений. Существуют следующие виды измерений: прямые, косвенные, совокупные и совместные. Наиболее распространены прямые и косвенные измерения.
Прямые измерения – измерения, при которых искомое значение измеряемой величины находят непосредственно из опытных данных. Пример прямого измерения – измерение действующего значения напряжения электрической сети с помощью цифрового мультиметра. Косвенные измерения – измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной функциональной зависимости между этой величиной и исходными величинами, оцениваемыми прямыми измерениями. Пример косвенного измерения – измерение мощности Р на активной нагрузке R с помощью амперметра и вольтметра: Р =UI, где U – напряжение на нагрузке R, измеренное вольтметром; I – ток в нагрузке, измеренный амперметром.
Совокупность приемов использования физических принципов и средств измерений называют методом измерений. Различают метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой (рис. 1.3).
Рис.1.3. Методы измерений
В методе непосредственной оценки значение измеряемой величины определяется прямо (непосредственно) по отсчетному устройству измерительного прибора. Например, измерение температуры цифровым термометром.
Метод сравнения с мерой основан на сравнении измеряемой величины с мерой. Процедура сравнения может быть выполнена по-разному. Это может быть одновременное или разновременное сравнение величины с мерой (см. рис. 1.3). В свою очередь, метод одновременного сравнения подразделяется на дифференциальный и нулевой.
В дифференциальном методе измеритель (например, вольтметр V) оценивает разность между измеряемой величиной ЭДС Ех и известной величиной Е0, воспроизводимой мерой.
В нулевом методе разница между измеряемой Ех и известной Е0 величинами доводится до нуля с помощью изменения известной величины Е0.
Факт достижения равенства Ех = Е0 определяется показаниями нулевого индикатора (НИ). Типичный пример реализации нулевого метода – измерение сопротивления уравновешиваемым мостом постоянного тока.
В методе разновременного сравнения сравнение измеряемой величиной Ех и изменяемой известной Е0 происходит в режиме поочередного измерения. Если показания измерителя (например, вольтметра) при измерении величины Ех равны V1 то, подключив известную Е0 и изменяя ее значение до достижения равенства результатов второго и первого измерений (V2 = Vx), получим равенство Ех = Е0.
1.2. Единство измерений
Под единством измерений понимают такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности результатов измерений известны с известной или заданной вероятностью. Единство измерений позволяет сопоставлять результаты измерений, выполненные в разных местах, в разное время, разными специалистами, с помощью разных средств измерений. Единство измерений обеспечивается использованием общепринятой системы единиц физических величин, стандартизацией, метрологическим обеспечением, эталонами и образцовыми средствами измерений, соответствующей нормативно-технической документацией.