Методы измерений

Наиболее просто реализуется метод непосредственной оценки, заключающийся в определения величины непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия. Например, измерение силы тока – амперметром, давления – пружинным манометром, взвешивание – на циферблатных весах и т. д.

Измерения этим методом проводятся очень быстро и просто и не требуют высокой квалификации оператора. Однако их точность чаще всего оказывается невысокой из-за погрешностей, связанных с необходимостью градуировки шкал приборов и воздействием влияющих величин (непостоянство температуры, нестабильность источников питания и пр.).

При проведении наиболее точных измерений предпочтение отдается различным модификациям метода сравнения с мерой, при котором измеряемую величину находят сравнением с величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение содержания элемента в образце сравнением со стандартным образцом состава, или измерение напряжения постоянного тока на компенсаторе сравнением с ЭДС нормального элемента.

Дифференциальный метод – метод, при котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой. Он может быть использован, конечно, только в тех случаях, когда просто и точно реализуется операция вычитания величин (длины, перемещения, электрические напряжения и ЭДС). Дифференциальный метод не применим при измерении таких величин, как температура или твердость тел.

Характерным примером дифференциального метода, иногда называемого методом неполного уравновешивания, является метод, приведенный на рисунке 2.

Рисунок 2 – Дифференциальный метод измерений

Вольтметр V включается с помощью переключателя П в цепь с измеряемым сопротивлением r_x или в цепь с регулируемым потенциометром (мерой) . При достижении одинаковых показаний вольтметра регистрируется искомое значение r_x.

Разновидностью метода сравнения с мерой является нулевой метод, который состоит в том, что подбором воспроизводимой мерой величины или путем ее принудительного изменения эффект воздействия сравниваемых величин нa прибор сравнения доводят до нуля. В этом случае компенсация воздействий влияющих величин оказывается более полной, а значение измеряемой величины принимается равным значению меры. Например, измерения сопротивления, индуктивности и емкости с помощью мостовых схем. Характерный пример нулевого метода – измерение активного сопротивления мостом постоянного тока (см. рисунок 3).

Рисунок 3 – Мостовая схема измерения сопротивления

Мостовая схема оказывается полностью уравновешенной (гальванометр G показывает нуль), когда выполняется следующее условие: . Таким образом, при полном уравновешивании искомая величина .

Одним из общих методов измерений является метод совпадений, представляющий собой разновидность метода сравнения с мерой. При проведении измерений этим методом разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Например, при измерении длины с помощью штангенциркуля фиксируют совпадение отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса. Метод совпадений применяется также при приеме точных сигналов времени, при измерении частоты вращения и в других случаях.

Дата добавления: 2014-12-27