Виды и методы измерений
РАЗДЕЛ 1. МЕТРОЛОГИЯ. Тема 5
Тема 5. Измерения. Средства измерений.
Учебные вопросы:
1. Виды и методы измерений.
2. Понятие о средстве измерения.
3. Классификация средств измерения.
Виды измерений по способу получения информации классифицируют на:
Прямые измерения – это нахождение искомого значения величины из опытных данных путем экспериментального сравнения.
Косвенные измерения – используют результаты прямых измерений величин, связанных с искомой определенной зависимостью.
Совокупные измерения– связаны с решением системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких однородных (подобных) величин.
Совместные измерения – это измерения двух или более неоднородных физических величин для определения зависимости между ними.
Приведенные виды измерений включают различные методы, то есть способы решения измерительной задачи с теоретическим обоснованием и разработкой использования средств измерений.
Различают два основных метода:
Метод непосредственной оценки – когда значение ФВ непосредственно определяют по отсчётному устройству прямого действия.
Метод сравнения с мерой – когда измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (измерение массы на равноплечих весах).
Метод сравнения с мерой имеет несколько разновидностей: нулевой метод (метод полного уравновешивания), дифференциальный метод и метод замещения.
Средство измерений (СИ) – это техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики (предел, диапазон, цену деления, чувствительность, погрешность).
Предел измерения – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения.
Диапазон – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ.
Цена деления шкалы – это расстояние между двумя соседними отметкам шкалы, равна отношению предела измерений СИ к общему числу отметок (рисок) всей шкалы. !!!! (цена деления и интервал!
Чувствительность прибора – численно равна перемещению указателя, соответствующему единице измеряемой величины, величина, обратная цене деления.
Классификация средств измерений: элементарные (меры, устройства сравнения, измерительные преобразователи) и комплексные (измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы, измерительно-вычислительные комплексы).
Мера – это СИ (гири, линейка), предназначенное для воспроизведения и хранения ФВ заданного размера (массы, длины).
Устройство сравнения (компаратор) – это СИ, дающее возможность сравнивать друг с другом меры однородных величин или же показания измерительных приборов.
Измерительный преобразователь – электроизмерительное средство для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и сравнения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателя (например, шунты, терморезисторы, аналого-цифровые преобразователи).
Измерительные приборы – это СИ, которые позволяют полу-чать измерительную информацию в форме, удобной для восприятия пользователем (это амперметры, омметры, термометры).
Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте.
Измерительная система – это совокупность функционально объединенных средств измерений, вспомогательных устройств и средств вычислительной техники, размещенных в разных точках контролируемого пространства, с целью измерения нескольких ФВ, свойственных этому пространству.
Измерительно-вычислительный комплекс – функционально объединённая совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомо-гательных устройств, предназначенная для выполнения в составе информационно-измерительной системы конкретной задачи.
Когда наш предок — древний, но уже мыслящий человек попытался найти для себя пещеру, он вынужден был соразмерить длину, ширину и высоту своего будущего жилища с собственным ростом. А ведь это и есть измерение — сравнение неизвестной величины с однородной ей величиной, принятой за единицу.
В наши дни этот познавательный процесс не обходится без измерительных средств — приборов и мер. Нет ни одной области практической деятельности человека, где можно было обойтись без измерений:
•ребенок появляется на свет, еще не имеет имени, но нам становятся известны его рост, вес, температура — уже в первые минуты жизни нам приходится сталкиваться с линейкой, весами, термометром.
•каждое утро, выходя из дома, мы оцениваем температуру воздуха на улице, и одеваем при необходимости легкую или теплую одежду.
Итак, измерение ФВ — это нахождение физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств.