6) Методы измерений.

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

Методы измерений классифицируют:

По характеристике точности различают равноточные и неравноточные измерения. Равноточные измерения – ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности СИ и в одних и тех же условиях. Неравноточные измерения– ряд измерений какой-либо величины, выполненных несколькими различными по точности СИ и (или) в нескольких разных условиях.

По способу получения информации различают прямые и косвенные измерения. При прямых измерениях значения физической величины находят из опытных данных, при косвенных — на основании известной зави­симости от величин, подвергаемых прямым измерениям.

По способу сравнения измеряемой величины с единицей различают метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.

При методе непосредственной оценки значение физической вели­чины определяют непосредственно по отсчетному устройству при­бора прямого действия (например, измерение давления пружин­ным манометром).

При методе сравнения с мерой измеряемую вели­чину сравнивают с мерой.. Разновидностью метода сравнения с мерой является метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, позволяющий установить соотношение между этими величинами При дифференциальном методе измеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой.

По количеству измерительной информации

Однократные измерения – это одно измерение одной величины. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.

Многократные измерения позволяют получить результат из нескольких следующих друг за другом измерений одного и того же объекта. Обычно минимальное число измерений в данном случае больше трех..

По отношению к основным единицам Абсолютные измерения основаны на прямых измерениях основ­ных величин и использовании значений физических констант (на­пример, измерение длины штангенциркулем).

При относительных измерениях величину сравнивают с одноименной, играющей роль еди­ницы или принятой за исходную. Примером относительного изме­рения является измерение диаметра вращающейся детали по числу оборотов соприкасающегося с ней аттестованного ролика.

7) Погрешности измерений.

погрешность результата измерения - это отклонение результата измерения (X_изм) от истинного (действительного) значения (X_{ист(действ)}) измеряемой величины.

ΔX=X_изм-X_{ист(действ)} абсолютной погрешности

относительной по­грешности

или в процентах

Точность измерений — качество измерения, отражающее близость их результатов к истинному значению изме­ряемой величины. Количественно точность измерения может быть выражена– 1/δ.

,В качестве истинного значения при многократных измерениях одного и того же параметра используют среднее арифметическое значение :

где X_i – результат i-го единичного измерения; n – число единичных измерений в ряду.

Для оценки возможных отклонений X от X_ист определяют среднюю квадратичную погрешность

,СКП , при n<20 , при n 20,

отсюда , т.е. СКП из серии измерений всегда меньше, чем в каждом отдельном измерении, отсюда следует, что для повышения точности измерений необходимо увеличивать число измерений.

Инструментальная по­грешность — составляющая погрешности измерения, зависящая от погрешностей применяемых средств. По­грешность метода измерения — погрешности измере­ния, вызванная несовершенством метода измерений. Погрешность настройки — составляющая, возникающая из-за несовершенства осуществления процесса настройки. Погреш­ность отсчитывания — составляющая погрешности измерения, вы­званная недостаточно точным отсчитыванием показаний средств из­мерений. Погрешность по­верки — погрешность измерений при поверке средств измерений.

Систематиче­ская погрешность измерения — составляющая погрешности измере­ния, остающаяся постоянной или изменяющаяся по определенному закону при повторных измерениях одной и. той же величины.

, Суммарная предельная погрешность

где - алгебраическая сумма систематических погрешностей,

- случайные предельные погрешности.

Температурная погрешность подсчитывается по формуле

∆l = l [α₁ (t₁ – 20) – α₂ (t₂ – 20)], где ∆l – погрешность измерения;

l - номинальный размер;

α₁ и α₂ – коэффициенты линейного расширения материалов измеряемого объекта и измерительного средства; t₁ и t₂ – температуры измеряемого объекта