7 Классификация измерений

Классификация измерений осуществляется в зависимости от характера и способа нахождения измеряемой величины, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений и способов выражения этих результатов.

По способу нахождения искомого значения измеряемой величины различают прямые, косвенные, совместные и совокупные измерения.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно по показаниям средства измерении (измерение тока амперметром, промежутка времени - секундомером).

Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят расчетным путем на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, функционально связанными с искомой и определяемыми посредством измерений. Искомое значение физической величины рассчитывают по формуле, а значения величин, входящих в формулу, получают измерениями (измерение мощности, удельного веса). Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат. Роль их особенно велика при измерении величин, недоступных непосредственному экспериментальному сравнению, например размеров астрономического или внутриатомного порядка.

Совокупные измерения - производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин (нахождение значений массы отдельных гирь набора по известному значению массы одной из гирь: сравнивая массы различных сочетаний гирь, получают систему уравнений, из решения которой находят массу каждой из гирь, входящих в набор).

Совместные измерения - одновременные измерения двух или нескольких разноименных величин для установления зависимости между ними (ряд одновременных, прямых измерений электрического сопротивления проводника и его температуры для установления зависимости сопротивления от температуры).

Значение физической величины может быть найдено посредством однократного ее измерения, либо путем нескольких, следующих друг за другом измерений с последующей статистической обработкой их результатов. В первом случае измерения называют однократными или простыми, во втором - измерениями с многократными наблюдениями или статистическими.

По режиму работы средства измерения или по характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения делятся на статические и динамические измерения. В том случае, когда измеряемая величина остается постоянной во времени измерение называют статическим. И, наоборот, динамические измерения – измерения, в процессе которых измеряемая величина изменяется во времени. Статическими измерениями являются, например, измерения размеров тела, постоянного давления, динамическими - измерения пульсирующих давлений, вибраций. Следует отметить, что совершенствование методик измерений и повышение точности, привело в к тому, что обнаруживаются изменения величин, которые раньше считались неизменными. Это делает деление измерений на динамические и статические весьма условным.

По точности результатов измерения разделяют точные, контрольно-поверочные и технические.

Точные (прецизионные), результат которых должен иметь максимальную при существующем уровне науки и техники точность. К ним относятся в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин, и измерения физических констант, прежде всего универсальных (абсолютного значения ускорения свободного падения). К этому же классу относятся и некоторые специальные измерения, требующие высокой точности.

Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторого заданного значения. К ним относятся измерения, выполняемые лабораториями государственного надзора за внедрением и соблюдением стандартов и состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями, которые гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающей некоторого, заранее заданного значения.

Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на машиностроительных предприятиях, на щитах распределительных устройств электрических станций и др. Как правило, точные и контрольно-поверочные измерения требуют многократных наблюдений, а технические – однократных или двукратных.

К техническим измерениям относятся: лабораторные измерения, выполняемые при разработке или исследовании новых процессов, систем и устройств; производственные и приемосдаточные, проводимые на заводах в процессе строительства и монтажа различных объектов; эксплуатационные (наиболее многочисленные) – профилактические, контрольно-испытательные, оперативные и аварийные.

По способу выражения результатов измерений различают абсолютные и относительные измерения.

Абсолютными называются измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин или на использовании значений физических констант. Можно сказать, что абсолютное измерение – это измерение величины в ее величинах. Примером абсолютных измерений может служить определение длины в метрах, силы электрического тока в амперах, ускорения свободного падения в метрах на секунду в квадрате.

Относительными называются измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Результат относительных измерений часто выражают в дБ. В качестве примера относительных измерений можно привести измерение относительной влажности воздуха, определяемой как отношение количества водяных паров в 1 м³ воздуха к количеству водяных паров, которое насыщает 1 м³ воздуха при данной температуре.

Равноточными измерениями называется ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью.

 Неравноточными измерениями называется ряд измерений какой-либо величины, выполненных различающимися по точности средствами измерений и (или) в разных условиях.

Однократное измерение – измерение, выполненное один раз. Измерения, выполняемые на практике, в большинстве своем являются однократными.

Многократное измерение – измерение ФВ одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т.е. состоящее из ряда однократных измерений.