3.2. Основные понятия об измерениях физической величины Блок-схема процесса измерения

х – измерительная величина; х_N – мера (нормальная величина); х_а – показание.

На процесс измерения влияют только измеряемая величина и мера. Помехи не учитываются. Информация об измеряемой величине, характеризующей процесс, преобразуется измерительным устройством в показания. Ниже приведены определения основных понятий в соответствии с международными нормалями.

Измеряемая величина – физическая величина, определяемая в процессе измерения (длина, давление, электрическое сопротивление и т.д.).

Показания в аналоговых приборах – считываемое со шкалы положение указателя. Показание может быть представлено в виде численного значения, в зависимости от оцифровки шкалы в единицах измеряемой величины, в делениях шкалы, в единицах длины или цифровых мерах.

Диапазон показаний измерительного устройства - область значений измеряемой величины, в которой они могут быть отсчитаны на показывающем измерительном приборе (диапазон шкалы).

Диапазон измерений – часть диапазона показаний, в пределах которой погрешность находится в предписанных пределах.

Диапазон подавления – область значений измеряемой величины, выше которой начинается показание измерительного устройства.

Измеренное значение – значение физической величины, определяемой по показанию: оно выражается в виде произведения числового значения и единицы измерения величины (например, 3 м; 6,5 Ом).

Результат измерения в общем случае получают из многих измеренных значений по известным соотношениям. В простейшем случае результатом измерения является отдельное измеренное значение.

Измерительное устройство – совокупность средств, используемых при измерении. Оно включает чувствительный элемент, воспринимающий измеряемую величину, вычислительное устройство, усилитель и устройство представления результата измерения.

Измерительная система включает как измерительное устройство, так и области процесса, оказывающие влияние на процесс измерения.

Измерительный прибор – конструктивно законченный узел, содержащий измерительное устройство, которое составляет весь прибор или только его часть.

Принцип измерения – физическое явление, положенное в основу измерения. Например, при измерении температуры принципом измерения может быть изменение длины, термоэлектрический эффект и т.д.

Метод измерения– способ действия измерительного устройства (например, прямой и косвенный, аналоговый и цифровой).

Чувствительность – величина перемещения указателя по шкале (мм), отнесенная к единице измеряемой величины. Чувствительность приборов с числовой индикацией равна числу цифровых шагов, отнесенных к единице измеряемой величины. В нелинейных показывающих приборах чувствительность является функцией измеряемого значения.

3. Прямые и косвенные методы измерения

Метод прямого измеренияхарактеризуется тем, что искомое измеряемое значение физической величины находят непосредственным сравнением с образцовой мерой этой величины. Например, измерение веса находят сравнением с весом тарированных гирь (мерой веса); измерение вязкости жидкости сравнением с вязкостью эталонной жидкости (мерой вязкости).

К прямым методам относятся все измерительные устройства с непосредственным отсчетом. Так как измеренное значение, считываемое по шкале, является результатом измерения, шкала измерительного устройства должна быть проградуирована по образцовой мере.

Косвенный метод измерения характеризуется тем, что искомое измеряемое значение зависит от других физических величин и определяется на основе использования этой зависимости.

Так, эталоны производных величин получают из основных элементов посредством косвенных измерений. Например, при измерении давления грузопоршневым манометром его определяют расчетным путем исходя из площади поршня, массы и гравитационной постоянной.