Основные характеристики измерений

1.2.1 Принцип измерения – физические явления или совокупность физических явлений на которых основано измерение.

Пример1: изменение температуры на основе терморезистивного эффекта. Терморезистивный эффект позволяет измерять дистанционное изменение температуры.

С помощью специального средства измерения ТР (терморезистора).

Суть: ТР, конструкция на рис.1.4 обладает следующей зависимостью своего сопротивления от температуры.

, Ом (1.8)

, Ом – начальные сопротивления ТР при нормальной температуре = 20ºС.

изменение температуры объекта, на котором установлен ТР.

Рис.1.4. Терморезистор

1 - объект температуру, которого нужно измерить;

2 – термоткань;

3 – медная или платиновая проволока, сопротивление которой соответствует от температуры

(1.8)

4 – компактные площадки для измерения терморезистора;

5 – провода;

6 – компаут, защищающий проволоку от внешних воздействий;

ТР крепиться к измеряемому объекту с помощью клеевого соединения. При действии меняется электрическое сопротивление проволоки по закону (1.8), а соответственно однозначная проверка по схеме рис.1.5.

, ,

. (1.9)

, (1.10)

. (1.11)

Рис.1.5.

Пример 2: измерение массы взвешиваний. Рассмотрим обычные весы типа кантора

Рис.1.6. Кантор

1 – основание

2 – эталонная пружина с линейной жесткостью с

3 – платформа

4 – взвешиваемый груз неизвестной массы m

5 – стрелка связанная с пружиной

6 – шкала как мера массы прокалибрована на единицей измеряемой величины.

Взвешивание в гравитационном поле Земли измерение основана на уравновешивании силы тяжести груза на пружинах. Положении статического равновесии груза

. (1.12)

, (1.13)

. (1.14)

Применив к массе силу инерции, мы получим:

При нарушении принципа измерений (1.12) могут возникнуть 2 вида погрешностей измерений:

1. Измерение не в состоянии покоя (при считывании результата измерения со шкалы весы перемещаются вверх). Тогда уравнение принципа измерения имеет вид

(1.15)

Отсюда следует

. (1.16)

Данное перемещение больше, чем при статическом взвешивании. Данная ошибка носит мультипликативный характер, поскольку зависит от измеряемой величины подобный вид ошибки (погрешности) измерений возникают, если хозяин весов меняет линейную жесткость в сторону ее уменьшений (просто подпиливает ее), при этом возрастает результат измерения при большем растяжении пружины:

, (1.17)

.

Обтачивание диаметра пружины уменьшает жесткость пружины.

1. Измерение не в плоскости местного горизонта, т.е. плоскость весов не отгоризонтирована, а находится под углом. В данном случае уравновешивается не сила тяжести, а ее проекция.

(1.18)

Данная погрешность так же носит мультипликативный характер.

1. У весов существует начальное смещение нулевого положения стрелки 5

Рис. 1.7

В данной ситуации: , (1.19)

где -- представляет собой аддитивную погрешность, которая не зависит от измеряемой величины и всегда остаётся постоянной.

Дата добавления: 2014-01-07