Пример 2 – Измерение длины с помощью линейки

Пример 1 – Измерение массы с помощью рычажных весов

Лекция 2.Основное уравнение измерений. Измерительные шкалы

Q = q [ Q ],

Q – размер измеряемой физической величины,
q – числовое значение физической величины,
[ Q ] – единица физической величины.

При q = 1 получим Q = [ Q ]. Поэтому под единицей физической величины понимают физическую величину фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице и применяемое
для количественного выражения однородных величин.

Суть измерения состоит в сравнении размера измеряемой физической величины Q с размерами величины q [ Q ].

В результате сравнения устанавливают

q [ Q ] < Q < (q + 1) [ Q ]

Массу Q, находящуюся на одной чаше весов, уравновешивают путем подбора массы q [ Q ] гирь, устанавливаемых на другую чашу.

Здесь значения q [ Q ] воспроизводятся с помощью
набора гирь – набора разнономинальных мер
{ q ₁[ Q ], q ₂[ Q ],…, q_n [ Q ]}, из которых оператор
в процессе измерения подбирает нужную комбинацию.

Операция сравнения осуществляется оператором.

Поиск нужного значения q [ Q ] производит путем перебора возможных значений мер массы опять-таки оператор.
При этом алгоритм перебора может быть самым разным.

Линейка есть мера, хранящая и воспроизводящая единицу длины, но мера многозначная,
т.е. имеющая множество делений, полученных путем масштабирования.

Оператор перебирает деления шкалы линейки
(все возможные деления) до тех пор, пока не найдет то, которое совпадает с измеряемым размером,
т.е. оператор осуществляет поиск и сравнение.

Операции воспроизведения единицы измеряемой физической величины и сравнения осуществить
в явном виде не всегда возможно.

Поэтому прибегают к ещё одной операции – операции измерительного преобразования одной физической величины в другую (связанную с ней уравнением связи):

1. измерительного преобразования величины, воспроизводимой мерой, в величину того же рода,
что и измеряемая величина.

2. измерительного преобразования измеряемой величины
в величину того же рода, что и величина, воспроизводимая мерой.

3. измерительного преобразования измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, в однородные величины.

Таким образом, процесс измерения должен содержать следующие операции:

1. Воспроизведение единицы измеряемой величины

2. Масштабирование (умножение, деление) единицы измеряемой величины

3. Сравнение величин (измеряемой и воспроизводимой)

4. Поиск значения числа q, управляемый результатом операции сравнения

5. Измерительное преобразование одной физической величины в другую (при необходимости)

Дата добавления: 2014-01-06