Методы измерений
Метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.
Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенное в основу измерений (например, использование силы тяжести при измерении массы взвешиванием, или применение эффекта Доплера для измерения скорости).
В соответствии с РМГ 29-99 различают:
Методы
измерений
Метод |
Метод |
Метод |
Дифферен- |
|
|
|
непосред- |
Нулевой |
Метод |
||||
сравнения |
измерений |
циальный |
||||
ственной |
метод |
замещения |
||||
с мерой |
дополнением |
метод |
||||
оценки |
|
|
||||
|
|
|
|
|
21
Еще один вид классификации методов измерений
Виды
методов
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Методы сравнения |
|
|
|
Непосредственный |
|
|
|
|
|
|
метод оценки |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дифференци |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нулевой |
|
|
|
Метод |
|
|
|
Метод |
|
||
альный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
метод |
|
|
|
замещения |
|
|
|
дополнения |
|
|
метод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
||
Метод непосредственной оценки
Метод непосредственной оценки – метод, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора.
Например, измерение давления пружинным манометром, массы – на весах,
силы электрического тока – амперметром.
23
Метод сравнения с мерой
|
Метод сравнения с мерой |
|
|
|
(метод сравнения) – метод, в |
|
|
|
котором измеряемую |
|
|
|
величину сравнивают с |
|
|
|
величиной, воспроизводимой |
|
|
|
мерой. |
XN |
|
Например, измерение массы на |
|||
|
рычажных весах с уравновешиванием |
|
|
|
гирями (мерами массы с известными |
|
|
|
значениями); |
|
|
измерение напряжения постоянного |
|
||
|
тока на компенсаторе сравнением с |
|
|
известной ЭДС нормального |
|
||
элемента. |
|
||
24
Метод измерений дополнением
Метод измерений дополнением (метод дополнения) – метод, в
котором значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
измеряемой величины |
|
|
|
|
|
X X0 |
УС |
|
|
||||
дополняется мерой этой же |
X |
|
|
|
X 0 |
||||||||
величины с таким расчетом, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
чтобы на прибор сравнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздействовала их сумма, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
равная заранее заданному |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
значению. |
|
X0 |
|
|
|
|
|
|
X N |
||||
∑- суммирующее устройство, УС- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
устройство сравнения, Х- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
измеряемая величина, ХN- заранее заданное точное значение величины, Х0- дополняемая
величина.
25
Дифференциальный метод
Дифференциальный метод
– метод, при котором
измеряемая величина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔX=X-x |
|
|
|
|
|
||
сравнивается с однородной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
величиной, имеющей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
известное значение, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
незначительно отличающееся |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
от значения измеряемой |
|
X N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
величины, и при котором |
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
N |
|
||||||
измеряется разность между |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
этими двумя величинами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метод характеризуется измерением
разности между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Метод позволяет получить результат высокой точности при использовании относительно грубых средств измерения.
дифференциальный метод.flv 
Разность ΔХ≠ 0 измеряется вспомогательным прибором ИП, 
Результат измерений: Х=ХN+ΔХ 
Погрешность результата: δх = δхn
+ δп(ΔХ/Х);
δхn- погрешность меры,
δп- погрешность измерений ИП.
26
Нулевой метод
Нулевой метод – метод |
|
сравнения с мерой, в |
|
котором результирующий |
|
эффект воздействия |
|
измеряемой величины и |
|
меры на прибор сравнения |
|
доводят до нуля. |
нулевой метод.flv |
|
Нулевой метод аналогичен дифференциальному, но разность между измеряемой величиной и мерой сводится к нулю. При этом нулевой метод имеет то преимущество, что мера может быть во много раз меньше измеряемой величины.
27
Метод замещения
Метод замещения –
метод сравнения с мерой, в которой измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины.
Взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов (метод Борда).
СИ- средство измерения, ЗУ- запоминающее устройство, П- переключатель, М- одноканальная регулируемая мера.
xN Nx1
метод замещения.flv
28
Нестандартизованные методы
• метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения.
• метод совпадений
представляет собой разновидность метода сравнения с мерой, при котором разность между сравниваемыми величинами измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.
метод притовопоставления.flv
метод совпадения.flv
29
|
|
|
|
УС1 |
|
|
кода |
|
Метод совпадений( метод |
|
|
X |
|
|
|
УС2 |
|
|
Преобразователь |
|
однократного нониуса) |
|
|
|
|
|
УС3 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
характеризуется использованием совпадения |
|
|
|
|
|
|
|
УС4 |
|
|
отметок шкал или периодических сигналов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По принципу метода совпадения построен |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нониус штангенциркуля. Метод применяется |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
также при приеме сигналов времени. |
|
|
|
Многозначная |
|
|
|
Пример: |
|||
|
|
нерегулируемая мера |
|
|
|
Приложим линейку с миллиметровыми |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N1 |
|
|
N2 |
|
|
|
|
|
делениями к линейке с дюймовыми |
|
|
|
|
|
|
|
|
делениями и совместим их нулевые отметки. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При этом обнаружим, что точно совпадают |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
отметки, соответствующие 127 мм и 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дюймам; 254 мм и 10 дюймам и т.д. Отсюда |
|
X1 |
|
|
N2 |
|
|
|
|
можно определить, что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 дюйм=25,4 мм. |
||
|
X |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
|
|
|
|
Результат измерений в методе |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
X 2 |
|
|
|
|
|
сопоставления определяется по старшему |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
из сработавших УС. |
||
A |
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
X N1 X1 N2C |
C X1 X2 |
|
30 |
|||||||