4 Понятие измерения

4.1 Измерения как способ получения количественной информации

Развитие науки, управление технологическими процессами немыслимы без получения количественной информации о тех или иных свойствах физических объектов [9]. Измерения – единственный способ получения количественной информации о величинах, характеризующих те или иные физические объекты, физические явления и процессы. Современная информационно-измерительная техника располагает средствами измерения нескольких сот различных электрических и неэлектрических (тепловых, механических, оптических и др.) величин.

Измерение неэлектрических величин может осуществляться как электрическими устройствами с предварительным преобразованием неэлектрической величины в электрическую, так и неэлектрическими устройствами. Электрические средства измерений имеют ряд преимуществ перед другими средствами измерений. Они характеризуются следующим.

А) Простотой изменения чувствительности в широком диапазоне измеряемых значений. Использование электронной техники позволяет повысить чувствительность измерительного прибора в тысячи раз, что позволяет измерять такие величины, которые другими методами не могут быть измерены.

Б) Малой инерционностью (широким частотным диапазоном), что позволяет проводить измерения как медленно меняющихся, так и быстро меняющихся во времени величин.

В) Возможностью создания комплексных измерительно-информационных систем, передачи результатов измерения на большие расстояния, математической обработки и использования их для создания управляющих систем.

Д) Возможностью комплектования измерительных и обслуживаемых ими автоматических систем из блоков однотипной электронной аппаратуры.

Существует несколько определений понятия «измерение». Большинство говорит о том, что измерение – это процесс получения информации, т. е. измерение представляет собой информационный процесс, результатом которого является получение измерительной информации. Измерительная информация – это количественная оценка состояния материального объекта, получаемая экспериментально, путем сравнения параметров объекта с мерой.

Физическая величина – это свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов, (систем, их состояний и происходящих в них процессов), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Основной задачей измерений является получение информации о значении физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Единица физической величины – это физическая величина, которой по определению присвоено численное значение, равное 1. Значением физической величины называется оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.

Физическая величина может характеризоваться истинным ее значением. Истинное значение физической величины – значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Следует отметить, что экспериментально определить истинное значение невозможно. Результат измерения дает только оценку истинного значения физической величины с некоторой погрешностью. Поэтому при необходимости вместо истинного значения используют действительное значение физической величины.

Действительное значение физической величины – значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него. Средства измерений – это технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики. По характеру участия в процессе все средства измерений (СИ) можно разделить на пять основных групп: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки и измерительные системы.