3.5. Види та методи вимірювань
Види вимірів
Вимір – знаходженнязначенняфізичної величиниза допомогою спеціально призначених для цього технічних засобів.
Виміри поділяють на прямі, непрямі, сукупні і сумісні.
На практиці найчастішезастосовують прямі і непрямі виміри.
Прямиминазивають виміри, при яких шуканезначенняфізичної величини знаходять безпосередньо зекспериментальнихданих. До прямих відносять наприклад, вимір температури – термометром, довжини – за допомогою лінійних мір, об’єму рідини – мірником, електричної напруги – вольтметром.
Прямі виміри є основою більш складних вимірів.
Непрямиминазивають виміри, при якихшукані значення ФВ обчислюють на підставі відомої залежності між цією величиною і величинами, що піддаються прямим вимірам. Прикладом непрямого виміру є виміри площі прямого чотирикутника за результатами прямих вимірів довжини в двох взаємноперпендикулярних напрямках; щільності однорідного тіла за його масою і геометричним розміром і швидкості за величиною довжини і часутаін.
Під сукупнимирозуміють одночасно виконувані виміри декількох однойменних ФВ, при яких шукані значення величин знаходять рішенням системи рівнянь, отриманих при прямих вимірах різних сполучень цих величин. Прикладом сукупних вимірів можуть служити виміри,при якихмасуокремих гир набору знаходятьзавідомоюмасоюоднієї з них і за результатами прямого порівняння мас різних сполучень гир.
Спільними називаютьзроблені одночасно виміри двох чи декількох однойменних величин длязнаходження функціональної залежності між ними.
Виміри також підрозділяють на види за областями вимірів:
-лінійні і кутові;
маси, щільності (густини);
сили,твердості;
параметрів руху;
витрати речовини і місткості таін.
Методи вимірів
Сукупність прийомів використання принципів і засобів вимірів називають методом вимірів.Найважливішими є наступні методи вимірів:безпосередньої оцінки, порівняння з мірою, збіжності, диференціальний, нульовий, заміщення, зіставлення.
Найбільш простим та поширенимє методбезпосередньої оцінки. Суть цього методу полягає в тому, що про значення вимірюваної величини судять за показанням одного (прямі вимірювання) або декількох (непрямі вимірювання) засобів вимірювання (ЗВ), які заздалегідь проградуйовані в одиницях вимірюваної величини або в одиницях інших величин, від яких вона залежить. Найпростішими прикладами методу безпосередньої оцінки можуть бути зважування на циферблатних вагах, вимірювання тиску пружинним манометром та ін.
Іншу групу утворюють методи порівняння: диференціальний, збіжності, заміщення. До них відносяться всі ті методи, при яких вимірювана величина порівнюється з величиною, що утворюється мірою. Отже, характерною особливістю цих методів порівняння є безпосередньо частина мір у процесі вимірювання.
Нульовий метод (компенсаційний) - різновид методу диференційного. Він відзначається тим, що ефект порівняння двох величин зводиться до нуля. Це контролюється спеціальним вимірювальним приладом високої точності - нуль-індикатором. У даному випадку значення вимірюваної величини дорівнює значенню, яке відтворює міра. Висока чутливість нуль-індикаторів, а також виконання міри з високою точністю дозволяють мати малу похибку вимірювання.
Приклад нульового методу - зважування на вагах, коли на одному плечі знаходиться вантаж, який зважують, а на іншому - набір еталонних гир.
Щоб підвищити точність прямого виміру,часто застосовують метод порівняння з мірою.
Метод порівняння з мірою, при якій вимірювану величину порівнюють з величиною відтвореною мірою (вимір на вагах з урівноваженими гирями).
Питання до самоконтролю
1. В чому полягає основний постулат метрології.
2.Які існують види вимірювань?
3. Що називається виміром?
4. Які методи вимірів є найважливішими?
Література: [12, с. 34-45; 6, 9-12; 8, 8 -10; 24-40]
Лекція № 4