Введение.

Измерение физической величины – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины и обеспечивающего нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины. Это определение построено на основе основного уравнения измерений и содержит техническую сторону (совокупность операций), метрологическую сущность (сравнение с единицей) и гносеологический аспект (получение значения физической величины). Не рекомендуется использовать термин “измерение значения”. Неизмеряемые величины оцениваются по условным шкалам.

Физическая величина – одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Размер физической величины – количественная определенность физической величины, присущая материальному объекту, системе, явлению или процессу.

Значение физической величины – выражение размера физической величины в виде некоторого числа, принятого для нее единиц.

Истинное значение физической величины – значение, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину.

Действительное значение физической величины – значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной задаче оно может быть принято вместо него.

Важнейшими характеристиками измерения являются: принцип измерения, метод измерения, результат измерения, погрешность измерения, точность измерения, сходимость, воспроизводимость, правильность, достоверность.

Принцип измерения – физическое явление или эффект, положенный в основу измерения.

Метод измерения – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с реализованным физическим принципом.

Результат измерения – значение физической величины, полученное путем измерения.

Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения.

Точность измерения – одна из характеристик качества измерений, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения.

Сходимость – близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполненных повторно одними и теми же средствами, одними и теми же методами, в одинаковых условиях и с одинаковой тщательностью (сходимость отражает влияние случайных погрешностей на результат измерения).

Воспроизводимость – близость результатов измерения одной и той же величины, полученных разными методами, в различных местах, различными средствами, различными операторами, в разное время, но приведенных к одним и тем же условиям.

Правильность – характеристика качества измерений, отражающая близость к нулю систематических погрешностей в их результатах.

Достоверность – характеристика качества измерений, отражающая доверие к их результатам, которая определяется доверительной вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных границах.

Измерения можно классифицировать по различным признакам:

1. по числу измерений: однократные, многократные;

2. по точности: равноточные, неравноточные;

3. по характеру изменения во времени: статические, динамические;

4. по способу представления результата измерения: абсолютные, относительные;

5. по способу получения результата: прямые, косвенные.

Косвенные измерения подразделяются на совокупные и совместные.

Совокупные измерения – измерения нескольких физических величин, проводимые одновременно. Искомые значения определяются путем решения системы уравнений, полученной при измерениях величин в различных сочетаниях.

Совместные измерения – измерения нескольких физических величин, проводимых одновременно, для определения зависимости между ними.

Особенности представления методов измерений:

1. по физическому принципу, положенному в основу измерения: механические, электрические, магнитные;

2. по режиму взаимодействия средства и объекта: статические, динамические;

3. по степени взаимодействия средства и объекта: контактные, бесконтактные;

4. по виду сигналов измерительной информации: аналоговые, цифровые;

5. по организации сравнения измеряемой величины с мерой: непосредственная оценка, сравнение с мерой.

Методы сравнения с мерой подразделяются на дифференциальные, нулевые, методы противопоставления, замещения, совпадения.

Средство измерения – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и хранящее единицу физической величины, размер которой принимается неизменным в течение известного интервала времени. Средства измерений классифицируют в зависимости от назначения и метрологических функций.

По назначению средства измерения делятся на эталоны, меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы.

По метрологической функции средства измерения делятся на эталоны и рабочие средства измерения.

Эталон единицы физической величины – средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения и утвержденное в установленном порядке.

По соподчинению эталоны подразделяются на:

1. международные эталоны;

2. национальные (первичные) эталоны;

3. исходные эталоны – эталоны, обладающие наивысшими метрологическими свойствами в данной организации, от которых передают размеры единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерения;

4. эталоны сравнения, используемые для сличения эталонов;

5. рабочие эталоны, предназначенные для передачи размера единицы рабочим средствам измерения.

Рабочее средство измерения не связано с передачей единицы размера другим средствам измерения.

Мера – средство измерения, предназначенное для воспроизведения или хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражаются в установленных единицах с необходимой точностью.

Меры бывают: однозначные (хранят и воспроизводят величину одного размера); многозначные (хранят и воспроизводят величины разных размеров); набор мер; магазин мер (набор мер, объединенных в единое устройство).

Измерительный преобразователь – техническое средство с нормированными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал удобный для обработки.

Измерительный прибор – средство измерения, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в заданном диапазоне. Приборы подразделяются:

1. по применению: угломеры, длинномеры, амперметры;

2. по назначению: приборы для измерения электрических величин, приборы для измерения неэлектрических величин;

3. по форме регистрации: аналоговые, цифровые;

4. по способу индикации: показывающие, сигнализирующие, регистрирующие;

5. по методу преобразования: приборы непосредственной оценки (прямого преобразования), приборы сравнения;

6. по способу применения и конструкции: накладные, станковые, переносные, стационарные;

7. по защищенности от воздействия внешних условий: обыкновенные, пылевлагогазозащищенные, взрывобезопасные.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенных для измерения одной или нескольких физических величин и расположенных в одном месте.

Измерительная система – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, преобразователей, вычислительных машин и других технических средств, расположенных в различных точках объекта с целью измерения одной или нескольких физических величин и выработки измерительных сигналов в различных целях. Выделяют измерительные, управляющие и контролирующие системы.

Основное средство измерения – средство измерения той физической величины, значение которой необходимо получить в соответствии с измерительной задачей.

Вспомогательное средство измерения – средство для измерения физической величины, влияние которой на основное средство измерения или объект измерения необходимо учитывать для получения результатов измерений с требуемой точностью.