Эталоны единиц физических величин. Образцовые средства

Измерений

   Эталон единицы физической величины — средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспро­изведения и хранения единицы данной величины (в некоторых случаях только для воспроизведения или только для хранения еди­ницы). Назначение эталона единицы физической величины - пере­дача ее размера ниже стоящим по точности средствам измерений в общегосударственном или в международном масштабе.

   Эталон единицы физической величины выполняется по особой спецификации и официально утверждается в установленном по­рядке.

Точность измерений

Под точностью измерения понимают степень при­ближения результатов измерений к истинному значению измеряе­мой величины.

Погрешность измерений

    Под погрешностью измерения понимается алгебраическая раз­ность между полученным при измерении значением измеряемой величины и значением, выражающим истинный размер этой величины. Практически мы всегда заменяем значение, соответствую­щее истинному размеру измеряемой величины (сокращенно истин­ное значение измеряемой величины), значением, наиболее близким к истинному. По крайней мере, настолько близким, насколько это может удовлетворить нас в каждом данном конкретном случае. Таким образом, результат измерения дает нам только приближен­ное значение измеряемой величины. И оценить степень этого при­ближения мы можем тоже только приближенно.

Погрешность результата измерения может быть выражена в единицах измеряемой величины или в долях (или в процентах) ее значения. Погрешности измерения, выраженные в долях или в про­центах от значения измеряемой величины, называют относитель­ными. В отличие от них погрешности, выраженные в единицах измеряемой величины, называют абсолютными [4].

2. ВИДЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

    Прежде чем разбираться в сущности каких-либо явлений, удобно их сначала упорядочить, т.е. классифицировать.

    Измерения подразделяются на виды измерений – часть области измерений,

имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин, и методы измерений - часть области измерений, состоящая в различии приемов использования принципов и средств измерений.

 

Классификация видов измерений

    Классификацию видов измерений можно проводить по различным классификационным признакам

Прямым измерением называют измерение, при котором значение измеряемой физической величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения характеризуются тем, что эксперимент как процесс измерения производится над самой из­меряемом величиной, имея в виду то или иное её проявление.

Косвенными измерениями называют та­кие измерения, при которых значение искомой величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величи­нами, подвергаемыми прямым измерениям.

Совокупные измерения - это производи­мые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.

Совместные измерения - это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин X₁, X₂,…,X_n, значения которых находят решением системы уравнений

- обыкновенные измерения - измерения, выполняемые с однократным наблюдением;

- статистические измерения - измерения с многократными наблюдениями.

- на статические, при которых измеряемая величина оста­ется постоянной во времени в процессе измерения;

- дина­мические, при которых измеряемая величина изменяется в процессе измерения и является непостоянной во вре­мени.

Дискретные измерения – измерения, при которых на заданном интервале времени число измеряемых мгновенных значений конечно.

Непрерывные (аналоговые) измерения – измерения, при которых на заданном интервале времени число измеряемых мгновенных значений бесконечно.

- максимально воз­можной точности, достигаемой при существующем уров­не техники;

- контрольно-поверочные, погрешность кото­рых не должна превышать

некоторое заданное значение;

- технические, в которых погрешность результата опреде­ляется характеристиками средств измерений [

Абсолютные измерения – измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.

   Относительные измерения – измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную [12].

2.2. Методы измерений и их классификация

   Все измерения могут производиться различными методами. Различают следующие основные методы измерений: метод непосредственной оценки и методы сравнения c мерой [7] .

   2.2.1. Метод непосредственной оценки характеризуется тем, что значение измеряемой величины опреде­ляется непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора, заранее градуированного в единицах измеряемой величины. Этот метод является наиболее простым и поэтому широко применяется при измерении различных величин, например: измерение веса тела на пружинных весах, силы электрического тока стрелочным ампермет­ром, разности фаз цифровым фазометром и т.д.

   Функциональная схема измерения методом непосредственной оценки приведена на рис. 2.3.

 

 

2.2.2. Методы сравнения с мерой – методы измерений, в которых известную величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Эти методы по сравнению с методом непосредственной оценки более точны, но несколько сложны. Группа методов сравнения с мерой включает в себя следующие методы: противопоставления, нулевой, дифференциальный, совпадения и замещения.

Сравнение может быть одновременным, когда мера и измеряемая величина воздействуют на измерительный при­бор одновременно, и разновременным, когда воздей­ствие измеряемой величины и меры на измерительный прибор раз­несено во времени. Кроме того, сравнение может быть непосредственным и опосредован­ным. В первом случае измеряемая величина и мера непосредст­венно воздействуют на устройство сравнения, а во втором – через другие величины, однозначно связанные с известной и измеряемой величинами.

Метод противопоставления – метод сравнения с мерой в котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами

Примером этого метода является взвешивание груза на равнопле­чих весах с помещением измеряемой массы и уравновешивающих её гирь на двух чашках весов и с полным уравновешиванием весов.

 

Нулевой метод является разновидностью мето­да противопоставления, в котором результирующий эффект воз­действия величин на прибор сравнения доводят до нуля. Функциональная схема нулевого метода измерения приведена на рис. 2.5.

Примерами нулевых методов измерений являются: измерение массы на равноплечих весах с помещением измеряемой массы и уравновешивающих её гирь на двух чашках весов и полным уравновешиванием весов или измерение напряжения путем компенсации его напряжением образцового источника (в обоих случаях осуществляется непосредственное сравнение); а также измерение электрического сопротивления мостом с полным его уравновешиванием (опосредованное сравнение).

Дифференциальный метод представляет собой метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор (обязательно прибор сравнения) воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой, причем эта разность не доводится до нуля, а измеряется измерительным прибором прямого действия.

Примером дифференциального метода измерения может служить определение отклонения сопротивления резистора от но­минала неуравновешенным (процентным) мостом (здесь реализуется опосредованное сравнение).

       Метод совпадений (или метод «нониуса») представляет собой метод сравнения с мерой, в котором разность между измеряемой величи­ной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

Примером измерения методом совпадения может служить измерение длины детали с помощью штангенциркуля с нониусом, другим примером - измерение частоты вращения детали с помощью мигающей лампы стробоскопа

Метод замещения есть метод сравнения с ме­рой, в котором измеряемую величину замещают известной величи­ной, воспроизводимой мерой [2].

 

 

Метод замещения является самым точным из всех известных методов и обычно используется для проведения наиболее точных (прецизионных) измерений. Ярким примером метода замещения является взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов (вспомните - на один и тот же вход прибора).

Методика измерений - детально намеченный поря­док процесса измерений, регламентирующий методы, средства, алгоритмы выполнения измерений, которые в определенных (нормированных) условиях обеспечива­ют измерения с заданной точностью.

Алгоритм измерения - точное предписание о выпол­нении в определенном порядке совокупности операций, обеспечивающих измерение значения физической вели­чины.

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

---

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 485; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!