1.3. Методы измерений
Существует два основных метода измерения:
1) Метод непосредственной оценки, при котором размер измеряемой вели- чины находится по шкале, по цифровому табло или экрану прибора, на- пример, измерение напряжения вольтметром.
2) Метод сравнения с мерой, при котором значение измеряемой величины сравнивается со значением величины, воспроизводимой мерой. Данный
метод имеет следующие разновидности:
2.1) Метод противопоставления, при котором значение величин изме- ряемой и воспроизводимой мерой, воздействует на прибор сравнения и с его помощью устанавливается отношение между этими величина-
ми.
2.2) Дифференциальный (разностный) метод, при нѐм измеряемая ве- личина определяется по разности между искомой величиной и вели-
чиной, воспроизводимой меры.
2.3) Нулевой метод – частный случай дифференциального, когда раз- ность доводят до нуля.
2.4) Метод замещения – измеряемую величину замещают равной ей по величине мерой.
2.5) Метод совпадений - значение измеряемой величины определяют по
совпадению сигналов, отметок или других признаков, относящихся к измеряемой и известной величинам.
1.4. Физические величины и шкалы измерений
Физическая величина – свойство физических объектов, общее в каче- ственном отношении многим объектам, но в количественном отношении ин- дивидуальное для каждого из них. Качественная сторона понятия «физиче- ская величина» определяет ее род (например, электрическое сопротивление как общее свойство проводников электричества), а количественная – ее «раз- мер» (значение электрического сопротивления конкретного проводника, на- пример R = 100 Ом). Числовое значение результата измерения зависит от вы- бора единицы физической величины.
Физическим величинам присвоены буквенные символы, используемые в физических уравнениях, выражающих связи между физическими величи-
нами, существующие в физических объектах.
Размер физической величины – количественная определенность ве- личины, присущая конкретному предмету, системе, явлению или процессу.
Значение физической величины – оценка размера физической величи- ны в виде некоторого числа принятых для нее единиц измерения.
Числовое значение физической величины – отвлеченное число, выра- жающее отношение значения физической величины к соответствующей еди- нице данной физической величины (например, 220 В – значение амплитуды
напряжения, причем само число 220 и есть числовое значение). Именно тер- мин «значение» следует применять для выражения количественной стороны рассматриваемого свойства.
При выбранной оценке физической величины ее характеризуют истин- ным, действительным и измеренным значениями.
Истинным значением физической величины называют значение фи-
зической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Опреде- лить экспериментально его невозможно вследствие неизбежных погрешно- стей измерения.
Это понятие опирается на два основных постулата метрологии:
истинное
значение
определяемой
величины
существует
и
оно
постоянно;
истинное
значение
измеряемой
величины
отыскать
невозможно.
На практике оперируют понятием действительного значения, степень приближения которого к истинному значению зависит от точности средства измерения и погрешности самих измерений.
Действительным значением физической величины называют ее зна- чение, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к
истинному значению, что для определенной цели может быть использовано вместо него.
Под измеренным значением понимают значение величины, отсчитан- ное по индикаторному устройству средства измерения.
Единица физической величины – величина фиксированного размера, которой условно присвоено стандартное числовое значение, равное единице.
Упорядоченная последовательность (совокупность) значений физи- ческой величины, принятая по соглашению на основании результатов точных измерений - шкалой физической величины.
Различают следующие типы шкал:
- шкала наименований, значения которой используют для выявления различий между объектами;
- шкала порядка, в соответствии с которой размеры измеряемых ве-
личин располагают в порядке возрастания или убывания;
При определении твердости материала используется шкала поряд-
ка.
- шкала интервалов обеспечивает суммирование интервалов между различными количественными проявлениями свойств;
- шкала отношений (подобия) представляет собой шкалу разностей с естественным началом отсчета.
Наибольшее количество действий можно выполнить по шкале отношений.