Виды и методы измерений

Виды и методы измерений — разные понятия. Видов в основном четыре: прямые, косвенные совокупные и совместные, а методов два: метод непосредственной оценки и метод сравнения. Виды — это фактически способы измерений — приемы их осуществления, а методы (от греч. теЛоскк — путь, способ исследования) — систематизированная совокупность действий, т. е. применения способов (видов) измерений.

Таким образом, метод по иерархии выше, чем способ (вид) измерений. Методам в дальнейшем будет посвящен отдельный материал.

Прямые измерения — это нахождение искомого значения непосредственно из опытных данных (тока — из показаний амперметра, напряжения — из показаний вольтметра, сопротивления — из показаний омметра и т. д.).

Косвенные измерения — это нахождение величины на основе известной зависимости (например, Р = I ? II, К = II / Г).

Совокупные измерения — это случай, когда испытанию подвергаются одновременно несколько величин, а сами величины находят на основе решения системы уравнений (например, находят В_х и В₂, ^посл = + &2’ ^пар ⁼ + Не

совместные измерения — противоположный случай, когда испытанию подвергаются несколько неодноименных величин для нахождения зависимости между ними (например, измеряют К_Т1 = - 100 Ом при Гу = 20 °С и В_т2 = 140 Ом при Г₂ = 60 °С и находят температурный коэффициент сопротивления ос_? = —В / Т², где В = = (Т_тТ₂) / (Т₂ - е • 1п(В_Т1 / В_т2) — коэффициент температурной чувствительности материала резистора).

Основные погрешности всех измерений и самих средств измерений

Погрешностью называется отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Однако истинное значение фактически никто не знает, поэтому за него обычно принимают среднее многократных измерений, называя его действительным значением. В инженерной практике считается вполне допустимым принимать среднее из десяти значений.

Погрешности принято классифицировать как по характеру, так и природе проявлений.

По характеру проявлений различают систематические, случайные и грубые погрешности, а по природе проявлений — инструментальные, методические, отсчитывания и установки.

Систематические погрешности неизменны при многократных измерениях. На них влияют внешние условия и сами методы измерений.

Случайные погрешности происходят из-за аналогичных, но неизвестных факторов, в данном случае обычно прибегают к использованию теории вероятностей.

Грубые погрешности — явно не соответствующие измеряемому значению исследуемой величины (неправильный отсчет показаний, ошибка записи и т. д.).

Инструментальные погрешности зависят от точности самих методов измерений.

Методические погрешности вызваны несовершенством методики измерений, а также допущениями, упрощениями и т. д.

Отсчитывания погрешности зависят от неправильного отсчета долей по шкале прибора (ее нет при цифровом отсчете).

Установки погрешности вызваны отклонением условий измерений от оптимальных, градуированных в соответствие с техническими условиями (ТУ).

Сами же СИ, как известно, имеют три главных вида погрешности: абсолютную, относительную и приведенную.

Абсолютная погрешность: А = ±(У-Х), где У — показание прибора; X — истинное (действительное) значение.

Относительная погрешность: 8 = ±(А /X) • 100 %.

Данная погрешность наиболее информативна, так как позволяет наиболее объективно оценивать точность измеряемых величин в их больших пределах. Так, к примеру, при измерении двух величин 1000 В и 1 В с одинаковой абсолютной погрешностью А = ±0,1 В уже интуитивно ясно, что точность первого измерения значительно выше: У = (1000 ± 0,1) В или У = (1 ± 0,1) В.

Приведенная погрешность: о = ±(Д / Х_н), где Х_н = Х_тах — в приборе с 0 в начале шкалы; Х_н = ~Х_т1П — в приборе с 0 в конце шкалы (у омметра); Х_н = Х_тах + Х_тк1 — в приборе с 0 в середине шкалы.

Понятие точности СИ. Точность — это метрологический параметр, отражающий близость к нулю его погрешностей.

Таким образом, погрешность — это количественный параметр, а точность — качественный.

Вопросы и задания для самоконтроля

• 1. Что называется измерением и средством измерений?
• 2. На какие основные виды делятся все средства измерений?
• 3. Что называется в измерительной технике мерой и что — измерительным преобразователем?
• 4. Что называется измерительным прибором и измерительной установкой?
• 5. Что называется информационно-измерительной системой?
• 6. Что называется измерительной информацией?
• 7. Что называется датчиком? В каком случае датчик отождествляют с изме-рительным преобразователем в виде чувствительного элемента?
• 8. Что такое виды и методы измерений и в чем их различие?
• 9. Что такое прямые и косвенные измерения? Поясните примерами.
• 10. Что такое совокупные и совместные измерения? Поясните примерами.
• 11. Что называется погрешностью измерений и по каким двум основным признакам классифицируются все погрешности в измерении?
• 12. Что такое систематические и случайные погрешности?
• 13. Что такое грубые и инструментальные погрешности?
• 14. Что такое методические погрешности, погрешности отсчитывания и установки?
• 15. Какие основные три вида погрешностей свойственны непосредственно для средств измерений?
• 16. Что называется абсолютной погрешностью средства измерений?
• 17. Что называется относительной погрешностью средства измерений и в чем ее преимущество перед абсолютной погрешностью? Поясните примером.
• 18. Что называется приведенной погрешностью средства измерений и чему она равна в приборах с различными шкалами?
• 19. Что такое точность измерения и в чем ее отличие от понятия погрешности этого измерения?