Классификация измерений. Методы измерений. Средства измерений

Измерение физической величины – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, заключающихся в сравнении измеряемой величины с её единицей с целью получения значения этой величины (или информации о ней) в форме, наиболее удобной для использования.

Измерения могут быть классифицированы:

- по общим приемам получения результатов;- по выражению результата измерений;- по метрологическому назначению;- по отношению к изменению измеряемой величины;- по характеристике точности;- по числу измерений в ряду измерений.

По общим приемам получения результатов измерения бывают прямые, косвенные, совместные, совокупные.

Прямым называется измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Уравнение прямого измерения: Y=C*X,

Где Y – значение измеряемой величины в принятых для нее единицах измерения; C – цена деления шкалы; X – отсчет по индикаторному устройству.

Косвенным называется измерение, результат которого определяют на основании прямых измерений величин, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью.

Уравнение косвенного измерения: Y=f (Х1,Х2,…,Хn).

Совместными называются производимые одновременно измерения двух или нескольких разноименных величин для нахождения функциональной зависимости между ними.

Совокупными называются проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых значения искомых величин находят решением систем уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях.

По выражению результата измерений они бывают абсолютными и относительными.

Абсолютным называется измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант. Относительным называется измерение отношения величины к одноименной величине, принятой за исходную.

По метрологическому назначению – технические и метрологические.

Технические измерения – измерения с помощью рабочих средств. Они применяются в науке и технике с целью контроля параметров изделий, процессов и т.д.

Метрологические измерения – измерения при помощи эталонов и образцовых средств измерения с целью воспроизведения единиц физических величин для передачи их размера рабочим средствам измерений.

По отношению к изменению измеряемой величины – статические и динамические.

Статическое измерение – измерение физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения. Например, измерение длины детали при нормальной температуре (20 °С).

Динамическое измерение - измерение изменяющейся по размеру физической величины и, если необходимо, её измерение во времени. Например, измерение переменного напряжения электрического тока.

По характеристике точности – равноточные и неравноточные.

Равноточные измерения – ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений и в одних и тех же условиях.

Неравноточные измерения – ряд измерений какой-либо величины, выполненных различными по точности средствами измерений и (или) в разных условиях. Неравноточные измерения обрабатываются с целью получения результата измерений только в том случае, когда невозможно получить ряд равноточных измерений.

По числу измерений в ряду измерений – однократные и многократные.

Однократное измерение – измерение, выполненное один раз.

Многократное измерение – измерение одного и того же размера физической величины, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, то есть состоящее из ряда однократных измерений. При четырех измерениях и более измерение можно считать многократным, за результат обычно принимают среднее арифметическое значение из отдельных измерений.

Классификация измерений по информации, содержащейся в результатах измерений различного типа: номинальные, порядковые, интервальные, пропорциональные, кардинальные.

Номинальные измерения. С лат. Имя или название. При таком измерении все величины, которые должны быть измерены делятся на несколько классов таким образом, что измеряемые величины попадают только в один класс или группу. По такому признаку строятся классификация. Сущность измерения является равенство или неравенство. Номинальные измерения относятся к простейшему типу измерения. Любое качественное измерение является номинальным. Примером номинального измерения является измерения в системе обнаружения (двоичная система)..

Порядковые измерения. Основаны на принципе абсолютной значимости сравнения двух величин. Выполнив порядковые измерения, мы можем определить относительную величину двух характеристик, т.е. мы оказываемся в состоянии расположить характеристики в определенном порядке согласно размеру, величине или интенсивности. Значения, предписываемые порядковым измерениям, выражают собой относительную величину, но никаких других соотношений между ними не существует.

Интервальное измерение. Не только устанавливается факт, что одна величина больше другой, равна или меньше, но и справедливо ли это в отношении определенного интервала. Однако начало интервала никак не фиксируется, нет нулевой точки отчета. (время, температура). Результаты не теряются, если их умножать на одно и тоже действительное положительное число, к ним прибавить.

Пропорциональное измерение. Сохраняет все свойства предыдущих типов измерений, но добавляется точка отсчета или фиксированное начало отсчета. Это более высокий тип измерений. Для большинства ФВ можно сконструировать измерительные приборы для выполнения пропорциональных измерений. Результаты пропорциональных измерений можно только умножать на действ положит число.

Кардинальные измерения (с лат кардо – суть). С помощью такого измерения возможно не только установить факт, что одна величина отлична от другой, но и установить соотношения между значениями величин и эталонов (эталон массы).

Методы измерений - это совокупность приемов исполнения принципов и средств измерений

Принцип измерения – это физическое явление, на основании которого базисные измерения базируются в результате различных технических и методологических исследований. В основном используются два метода: метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.

В зависимости от вида сравнения используются преобразователи измеряемой величины в процессе измерения. В этом методы значения измеряемой величины Х определяется по отчетному устройству измерительного прибора. При этом значение величины определяется без каких-либо дополнительных вычислений. Точность такого метода относится к явлениям ограниченным. Приборы, которые используются для измерения этим методом, являются прямопоказывающими приборами (амперметры).

Метод сравнения с мерой – это метод измерения, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Для измерения многих ФВ меры не существует. Поэтому часто называют методом уравновешенного преобразования. Для регистрации этого метода часто необходимо преобразовывать измеряемую величину в другие ФВ, для которой существует мера.

Дифференциальный метод – это метод сравнения с мерой, в котором воспроизводимой является мера ФВ. Этот метод позволяет получить результаты с высокой точностью даже при использовании грубых средств измерений. В этом принцип ДМ.

Нулевой метод – это метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия на прибор измеряемой величины Х и Х_о, воспроизводимой мерой доводят до 0. Этот метод появляется на сравнительно ранних этапах, широко распространен, является наиболее точным. Измерительный прибор в этом случае показывает только факт достижения уравнения. В этот момент его показания должны равняться нулю и в этом методы измерит прибор ничего не выражает, поэтому его называют нульприбором, а метод нулевым.

Компенсационный метод – применяют для измерения ФВ, не изменяя условий, в которых происходит измерение величины. В этот момент измерения влияние средства измерения на ФВ исключено.

Средства измерения классифицируются по форме индексов измерительной волны, подразделяют показания и регистрирующие измерения на приборы, которые являются показывающим и регистрирующим. По методу преобразования измерительной волны различают приборы прямого, компенсационного и смежного преобразования. По назначению измерительные приборы классифицируются на амперметры, вольтметры, жиромеры и психрометры. По форме преобразования используемых измерительных сигналов приборы делятся на аналоговые цифровые.

Аналоговые приборы – показания являются непрерывной функцией, цифровые – сигнал основан на квантовании измерительной величины.

Поиск по сайту: