Методы измерений

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

Здесь под принципом измерений понимается физическое явление или эффект, положенные в основу измерения тем или иным типом средств измерений. Например, применение эффекта Доплера для измерения скорости, сипы тяжести при измерении массы взвешиванием.

Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.

Различают следующие основные методы измерений: непосредственной оценки, сравнения с мерой, дифференциальный, нулевой, контактный и бесконтактный.

Непосредственный метод - метод измерений, в котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора. Например, измерение размера с помощью штангенциркуля или микрометра, силы электрического тока амперметром и т. п.

Метод сравнения с мерой - метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями (мерами массы с известными значениями).

Нулевой метод измерений - метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры доводят до нуля. Например, измерение сопротивления с помощью моста сопротивлений.

Метод измерения замещением - метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замешают известной величиной, воспроизводимой мерой. Например, на чашку весов, предназначенную для взвешивания массы, устанавливают полный комплект гирь и уравновешивают весы произвольным грузом. Затем на чашку с гирями помещают взвешиваемую массу и снимают часть гирь для восстановления равновесия. Суммарное значение массы снятых гирь соответствует значению взвешиваемой массы (способ Д.И. Менделеева).

Метод измерений дополнением - метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор воздействовала сумма, равная заранее заданному значению.

Дифференциальный метод измерений - метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от измеряемой величины, при котором измеряется разность между этими двумя значениями. В этом случае относительная погрешность Ах измеряемой величины х будет равна

где Д1( - относительная (отнесенная к номинальному значению меры л;,) погрешность калибровки меры; Д" - инструментальная погрешность прибора (а = х - хи).

При малых а влияние Ди на точность результата измерений может быть сведена к нулю. Этот метод нашел широкое распространение в поверке.

Контактный метод измерений - метод, основанный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения. Например, контроль температуры термометром.

Бесконтактный метод измерения - метод, основанный на том, что чувствительный элемент прибора не приводится в контакт с объектом измерения. Например, измерение температуры пирометром.

Выбор того или иного метода измерений определяется назначением их результатов и требованиями к точности.

Понятие о точности измерений

Точность результата измерения - характеристика качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности его результата. Эти погрешности являются следствием многих причин: несовершенства средств измерений, метода измерений, опыта оператора, недостаточной тщательности проведения измерения, воздействия внешних условий и т. д. Для уменьшения погрешностей необходимо устранить или уменьшить влияние каждой из причин их появления. Точность измерений обычно характеризуется погрешностью измерения. Считается, что чем меньше погрешность измерения, тем больше его точность.

Каждый результат содержит погрешность, величину которой можно представить в следующем виде:

где Дхим - погрешность измерения; хизи - результат измерения; ^ - действительное (истинное) значение измеряемой величины.

Так как истинное значение физической величины дг(/ неизвестно, то для определения погрешности измерения вместо него принимают действительное значение физической величины х" определяемое с точностью, достаточной для оценки погрешности измерения. Тогда погрешность измерения можно оценить разностью между результатом измерения X и действительным размером хг:

Для оценки степени приближения результатов измерения к истинному значению измеряемой величины используются методы теории вероятностей и математической статистики. Использование методов, разработанных в рамках теории вероятностей и математической статистики, позволяет с определенной достоверностью оценить границы погрешностей, за пределы которых они не выходят, ^го дает возможность для каждого конкретного случая выбрать средства и методы измерения, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ с требуемой степенью доверия к результатам измерений (достоверностью).

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >