Дополнительная работа – 1 час

ПРИЛОЖЕНИЕ к Лекции № 1

☻ Виды и методы измерений

Измерения различают по способу получения и характеру резуль­тата, условиям, методам, степени достаточности, связи с объек­том, числу и точности оценки погрешности.

По способу получения результата измерения делятся на: пря­мые, косвенные, совокупные, совместные и динамические.

Прямые измерения — это непосредственное сравнение физи­ческой величины с ее единицей. Например, при определении длины предмета с помощью линейки происходит сравнение ис­комой величины (количественного выражения значения длины) с мерой, т. е. единицей измерения.

►Различают шесть методов прямых измерений:

• метод непосредственной оценки, при котором значение ве­личины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора, например, давле­ние — пружинным манометром, массу — на весах, элект­рический ток — амперметром;

• метод сравнения с мерой, где измеряемую величину сравни­вают с величиной, воспроизводимой мерой, например, из­мерение массы с помощью рычажных весов уравновеши­ванием гирей; измерение напряжения постоянного тока — компенсатором, сравнивая с ЭДС параллельного элемента;

• метод дополнения, где значение измеряемой величины до­полняется мерой этой же величины с таким расчетом, что­бы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению;

• дифференциальный метод характеризуется измерением раз­ности между измеряемой величиной и известной величи­ной, воспроизводимой мерой. Данный метод позволяет получать результат высокой точности даже при использо­вании относительно примитивных средств;

• нулевой метод аналогичен дифференциальному, но раз­ность между измеряемой величиной и мерой сводится к нулю;

• метод замещения — метод сравнения с мерой, в которой измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, например, взвешивание с пооче­редным размещением измеряемого объекта и гирь на одну и ту же чашу весов.

►Косвенные измерения отличаются от прямых тем, что искомое значение устанавливают по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с искомой функциональной зависимостью.

►Совокупные измерения основываются на решении системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измере­ний нескольких одноименных величин. Для вычисления иско­мой величины число уравнений должно быть не меньше числа величин.

►Совместные измерения — это одновременное измерение двух или нескольких неодноименных физических величин для опре­деления зависимости между ними.

Совокупные и совместные измерения часто применяют при измерениях различных параметров и характеристик в электро­технике.

►Динамические измерения связаны с такими величинами, кото­рые изменяют свой размер во времени. Например, измере­ние мгновенного значения переменного тока или напряжения.

☺По числу измерений величины различают на однократные и многократные измерения:

Однократные измерения — это когда одно измерение соответ­ствует одной величине, т. е. число измерений равно числу изме­ряемых величин. Такой вид измерений всегда сопряжен с боль­шими погрешностями, поэтому, как правило, проводят не менее трех однократных измерений и находят конечный результат как среднее арифметическое значение.

Многократные измерения — это когда число измерений пре­вышает число измеряемых величин. В этом случае минимальное число измерений больше трех. Преимуществом многократных измерений является значительное снижение влияния случайных факторов на погрешность измерения (иногда этот вид измере­ний называют статистическим).

☺По характеру результата измерения делятся на абсолютные, относительные и допусковые (пороговые):

■ Абсолютными измерениями называют такие, при которых ис­пользуют прямое измерение одной (иногда нескольких) основ­ной величины и значение физической константы. Так, в фор­муле Эйнштейна Е = тс² масса (т) — основная физическая величина, которая может быть измерена прямым путем (взвеши­ванием), а скорость света (с) — физическая константа.

■ Относительные измерения — это установление как относится измеряемая величина к одноименной величине, применяемой в качестве единицы. Искомое значение зависит от используемой единицы измерения.

►►Точность измерения

Точность измерения — это степень приближения результатов из­мерения к некоторому действительному значению физической величины. Чем меньше точность, тем больше погрешность изме­рения и, соответственно, чем меньше погрешность, тем выше точность.

Даже самые точные приборы не могут показать действитель­ного значения измеряемой величины. Обязательно существует погрешность измерения, причинами которой могут быть различ­ные факторы.

■ Погрешности могут быть:

• систематические, например, если тензосопротивление плохо наклеено на упругий элемент, то деформация его решетки не будет соответствовать деформации упругого элемента и датчик будет постоянно неправильно реагиро­вать;

• случайные, вызванные, например, неправильным функцио­нированием механических или электрических элементов измерительного устройства;

• грубые, как правило, допускаются самим исполнителем, ко­торый из-за неопытности или усталости неправильно счи­тывает показания прибора или ошибается при обработке информации. Их причиной могут стать и неисправность средств измерений, и резкое изменение условий измерения.

Полностью исключить погрешности практически невозмож­но, а вот установить пределы возможных погрешностей измере­ния и, следовательно, точность их выполнения необходимо.

☻Погрешностью измерения - называют отклонение резу­льтата измерения от истинного или действительного значе­ния измеряемой величины.

▪ Погрешность может быть абсолютной, относительной и при­веденной.

Абсолютная погрешность измерения представляет собой разность между измеренной величиной и истинным или дейст­вительным значением этой величины.

Относительная погрешность измерения представляет со­бой отношение абсолютной погрешности измерения к действи­тельному значению измеряемой величины

Приведенная погрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешности к нормированному значению величины, например, ее максимальному значению.

В.Г.________

Дата добавления: 2015-05-10