Специальные приемы измерений

Для точных измерений величин в метрологии разработаны приемы использования принципов и средств измерений, применение которых позволяет исключить из результатов измерений ряд систематических погрешностей и тем самым освобождает экспериментатора от необходимости определять многочисленные поправки для их компенсации, а в некоторых случаях вообще является предпосылкой получения сколько-нибудь достоверных результатов. Многие из этих приемов используют при измерении только определенных величин, однако существуют и некоторые общие приемы, названные методами измерения. При проведении наиболее точных измерений предпочтение отдается различным модификациям метода сравнения с мерой, при котором измеряемую величину находят сравнением с величиной, воспроизводимой мерой.

В рамках общих методов измерений в метрологической практике и в общем приборостроении часто применяются специальные приемы для исключения самих источников систематических погрешностей или их компенсации. Рассмотрим наиболее употребительные из этих приемов.

Параметрическая стабилизация очень широко применяется при ответственных измерениях. Этот прием используют для поддержания в заданных пределах температуры и влажности окружающей среды, напряжения питания и др. Наиболее распространены такие способы параметрической стабилизации, как термоста-тирование приборов, защита от воздействия вибраций, использование эффективных стабилизаторов в цепях электропитания приборов, экранирование приборов для защиты их от воздействия посторонних электрических, магнитных, радиационных и других полей.

Способ компенсации постоянных и периодических погрешностей по знаку. При реализации этого способа процесс измерения строится таким образом, что постоянная систематическая погрешность входит в результат измерения один раз с одним знаком, а другой раз – с другим. Тогда среднее из двух полученных результатов оказывается свободным от постоянной погрешности.

Способ вспомогательных измерений применяется в тех случаях, когда воздействие влияющих величин на результаты измерений вызывает большие погрешности измерений. Тогда идут на заведомое усложнение схемы измерительной установки, включая в нее элементы, воспринимающие значение влияющих величин, автоматически вычисляющие соответствующие поправки и вносящие их в полезные сигналы, которые поступают на отсчетные или регулирующие устройства.

В настоящее время наибольшее применение нашли специальные методы измерения, использующие оборудование, специально разработанное для измерения параметров с заданными метрологическими и эксплуатационными характеристиками (тип устройства, диапазон измеряемых параметров, погрешность измерений, время подготовки к повторному опыту, ресурс работы).

Например, специальные методы измерений скоростей используют два основных принципа измерений:

• измерение смещения частоты отраженного от движущегося тела сигнала относительно частоты основного сигнала (эффект Допплера);
• измерение интервала времени между сигналами датчиков пролета пули, разнесенных на величину измерительной базы.

Допплеровские измерители скоростей представляют собой сложные и дорогостоящие измерительные комплексы (типа измерительного комплекса «Ариэль»), пригодные для измерения скоростей на участках внутренней и внешней баллистики.