1.2. Виды и методы измерений

Как уже отмечалось выше, измерение – это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Основными характеристиками измерений являются: принцип измерения, метод измерения, погрешность, точность, достоверность измерений.

Принцип измерений – физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Например, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта.

Погрешность измерений – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Точность измерения – качество измерения, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Достоверность измерения – степень доверия к результатам измерения. Измерения, для которых известны вероятностные характеристики отклонения результатов от истинного значения, относятся к категории достоверных.

Принято различать несколько видов измерений. Их классификация осуществляется на основе характера зависимости измеряемой величины от времени, условий, определяющих точность результата измерений, и способов выражения этих результатов.

Классификация видов измерений приведена на рис. 1.1. Равноточными измерениями называют ряд измерений какой-либо

величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью.

Неравноточными измерениями называют ряд измерений какойлибо величины, выполненных различающимися по точности средствами измерений и (или) в различных условиях.

Однократные измерения – измерения, выполненные один раз. Многократные измерения – измерения физической величины одно-

го и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т.е. состоящее из ряда однократных измерений.

Статические измерения – измерения физической величины, неизменяющуюся на протяжении времени измерения.

Динамические измерения – измерения физической величины, изменяющей по размеру.

Абсолютные измерения – измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин или использовании физических констант.

12

Измерения

Рис. 1.1. Виды измерений

Относительные измерения – измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.

Прямые измерения – измерения, при которых искомое значение физической величины получают непосредственно. Например, измерение силы тока амперметром или длины детали микрометром.

13

Косвенные измерения – определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. Например, измерение расхода вещества методом переменного перепада давления.

Совокупные измерения – проводимые одновременно измерения нескольких величин, при которых искомые значения определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях. Например, калибровка набора гирь по одной эталонной гире, проводимая путем измерений различных сочетаний гирь этого набора, и решения полученных уравнений.

Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двух или нескольких не одноименных величин для определения зависимости между ними. Например, нахождение значения количества теплоты по измеренным значениям расхода и температуры теплоносителя.

Виды измерений в зависимости от измеряемой физической величины делятся на группы, некоторые из которых приведены в табл. 1.3.

14

Измерения также классифицируются по используемому методу измерения – совокупности приемов использования принципов и средств измерений. Классификация методов измерений приведена на рис. 1.2.

Метод непосредственной оценки – метод, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Метод сравнения с мерой – метод, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Такой метод используется при измерении термоЭДС компенсационным методом и измерение сопротивления с помощью уравновешенных мостов. Этот метод имеет следующие модификации: дифференциальный, нулевой, противопоставления, замещения, совпадений.

Дифференциальный – метод, при котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой.

Нулевой – метод, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля.

15

Методы

измерений

Рис. 1.2. Классификация методов измерений

Метод противопоставления – метод, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействует на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами.

Метод замещения – метод, при котором измеряемую величину замещают другой известной величиной, воспроизводимой мерой.

Метод совпадений – метод, при котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. [4]

Контрольные вопросы и задания

1.В чем заключается отличие между принципом и методом изме-

рения?

2.Перечислите классификационные признаки видов измерений.

3.Измерение температуры перегретого пара в режиме пуска парового котла будет относиться к динамическим или статическим измерениям?

4.Классифицируйте измерение мощности с помощью ваттметра по способу получения результата измерения.

16

5.К какой группе физических величин относится величина количества теплоты?

6.К какому методы измерений относится измерений длины детали

спомощью штангенциркуля?

7.К какому методу измерений относится измерения сопротивления

спомощью уравновешенного моста?

17