Похибки вимірювань

Метод заміщення. Метод непрямого вимірювання з багаторазовим порівнянням до повного зрівноваження вихідних величин вимірювального перетворювача з почерговим перетворенням ним вимірюваної величини та вихідної величини регульованої міри.

Метод зрівноваження. Метод прямого вимірювання з багаторазовим порівнянням вимірюваної величини та величини, що відтворюється регульованою мірою, до їх повного зрівноваження.

Метод подвійного збігу (метод коінциденції). Метод прямого вимірювання з одноразовим порівнянням двох квантованих фізичних величин: вимірюваної та відтворюваної багатозначною нерегульованою мірою.

Приклад. Вимірювання зістикованих інтервалів часу або зістикованих відрізків довжини за допомогою, відповідно, послідовності періодичних імпульсів з відомим значенням їх періоду або лінійки з відомим значенням поділок.

Приклад. Вимірювання електричної напруги компенсатором.

Диференційний метод (різницевий метод). Метод вимірювання, за яким невелика різниця між вимірюваною величиною та вихідною величиною одноканальної міри вимірюється відповідним засобом вимірювання.

В загальному випадку (рис.1.9) значення вимірюваної величини Х може відрізнятися від величини, що відтворює міра М.

Рисунок 1.9

Тоді різницю (вихід компаратора ПП) вимірюють за допомогою засобу вимірювання ВП, а значення невідомої величини визначається

В цьому випадку зрівноваження вимірюваної величини Х зразковою виконується не повністю. Диференційний метод забезпечує високу точність вимірювання, якщо зразкова величина відтворюється мірою з високою точністю, а різниця мала.

Окремим випадком диференційного методу є нульовий. В нульовому методі відтворювану мірою величину роблять регульованою, а різницю доводять до нуля. Високочутливий засіб вимірювання (нуль-індикатор) в цьому методі фіксує момент рівності (рис.1.10).

Прикладами застосування нульового методу є вимірювання параметрів електричного кола мостовими схемами, вимірювання напруги, Е.Р.С., струму компенсатором та ін.

Рисунок 1.10

Застосування непрямих вимірювань, як більш складних, останнім часом значно поширилось. Розглянемо коротко особливості цих методів.

Перший метод непрямого опосередкованого вимірювання полягає у використанні перетворення вимірюваної величини Х в іншу фізичну величину, для якої створені засоби вимірювання. Даний метод, наприклад, реалізовано в магнітоелектричному вольтметрі, ртутному термометрі та в багатьох інших засобах вимірювань.

Другий метод непрямого опосередкованого вимірювання, в якому також використано вимірювальний перетворювач роду вимірюваної величини, є метод заміщення.

Даний метод доцільно застосовувати у тому випадку, коли для величини Х не створені компаратори, але створені регульовані одноканальні міри. Метод реалізується за два етапи (рис.1.11).

Рисунок 1.11

На першому етапі вимірювана величина Х проходить через вимірювальні перетворювачі ВП₁, ВП₂,...ВП_N, запам’ятовується аналоговим запам’ятовувальним пристроєм АЗП і подається на перший вхід компаратора ПП. На другому етапі зразкова величина Х_N з виходу одноканальної регульованої міри М, пройшовши через ті самі вимірювальні перетворювачі, надходить на другий вхід компаратора ПП.

Як і в нульовому методі, різницю доводять до нуля за допомогою одноканальної регульованої міри, а значення вимірюваної величини визначають за значенням міри М в момент рівності. Даний метод доцільно застосовувати у тому випадку, коли між входом засобу вимірювання і входом компаратора знаходяться вимірювальні перетворювачі ВП, які вносять в результати вимірювання систематичну складову похибки. Завдяки поетапному здійсненню вимірювальної процедури в цьому методі дана складова похибки автоматично вилучається із результату вимірювання.

Класична метрологія виходить із позиції, що результат вимірю­вання завжди відрізняється від істинного значення вимірюваної величини. Тому під час вимірювань ФВ виникає похибка, яка дорівнює різниці між значенням фізичної величини та її істинним значенням

. (1.9)

Дата добавления: 2014-10-22