Виды измерений

1. Прямое измерение — измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных (измерение тока, напряжения).

2. Косвенное измерение — измерение при котором искомое значение величины находят на основе известной зависимости между этой величиной и величинами подбираемыми прямыми измерениями.

P = ?; I, U => P=IU

3. Совокупные — производятся одновременно над несколькими одноименными величинами. Искомое значение величины находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях сочетании этих величин. Пример:

4. Совместные измерения – производятся одновременно над двумя или несколькими не одноименными величинами для нахождения зависимости между ними.

5. Метод совпадений, когда разность между измеренной величиной и мерой используют при совпадении отметок шкалы.

6. Метод измерения – метод непосредственной разметки и метод сравнения с мерой.

Мера – средство измерения, служит для воспроизведения одной или нескольких физических величин. Например, гиря меры массы (1 кг).

Метод непосредственной оценки – метод, при котором значение физической величины определяют по значению какого-либо параметра, изменяющемуся в физическом явлении, используемом при измерении.

Ртутный термометр: измерение температуры по расширению ртути.

Метод сравнения с мерой

1. Нулевой метод уравновешивания с мерой – метод, при котором действие измеряемой величины на приборе сравнения уравновешивается действием набора мер.

2. Дифференциальный метод измерения – метод, при котором на измерительном приборе воздействует разность между измеряемой величиной и известной воспроизводимой мерой.

3. Метод замещения – измеряемая величина замещается известной величиной воспроизводимой меры, так чтобы показания приборов были одинаковыми.

Погрешности измерений

Погрешности бывают систематическими и случайными

,

— систематическая погрешность,

— случайная погрешность.

Систематическая погрешность — составная погрешности, значение и знак которой не изменяются при повторных измерениях. Причины – неисправности аппаратуры, неправильная установка, отступление от норм и условий эксплуатации, особенность оператора.

Случайная погрешность – основная погрешность, значение и знак которой могут изменяться при повторных измерениях случайным образом.

Подразделяются на ожидаемая, грубая, пролиж.

1. Ожидаемая – значение ожидается в зависимости от условий измерений.

2. Грубая – погрешность резко отличается от ожидаемой.

3. Пролиж – погрешность, связанная с неправильными случайными действиями оператора.

В практике используют однократные и многократные измерения. Однократные – промышленные, медицинские. Многократные – в исследованиях, контроле качества.

Оценивание результатов измерения при многократном измерении

1. Выполняют n измерений физической величины

2. Среднее арифметическое (мат. ожидание).

.

3. Разность между среднеарифметическим и измеренной величиной: .

4. Среднеквадратическое отклонение:

.

5. Коэффициент Стьюдента .

6. Доверительный интервал .

7. Окончательный результат .

Основные характеристики измерительных приборов и преобразователей

Статическая характеристика (зависимость выходной величины от входной в стационарном режиме).

Функция y = F(x)

1 – пропорциональная; 2 – линейная; 3 – нелинейная, — передаточный коэффициент – чувствительность, т.е. на сколько изменятся показания прибора при изменении входной величины на 1.

Хн – нижний предел; Хв – верхний предел.

Диапазон измерений D = (Xв – Хн); (Ув – Ун).

Цена деления – величина обратная чувствительности (показывает сколько значений входной величины соответствует одному делению шкалы). Для измерительных приборов со шкалой применяют названия:

1 – шкала; 2 – указатель; 3 – оцифрованная отметка шкалы; 4 – отметка шкалы; 5 – деление шкалы (расстояние между двумя соседними отметками шкалы); 6 – диапазон измерений; 7 – диапазон показаний; 8 – начало шкалы; 9 – конец шкалы.

Порог чувствительности – наименьшее значение изменения входной величины, которое можно уверено зафиксировать. Эта величина принимается равной половине деления шкалы.

Динамический диапазон – отношение диапазона измерений к порогу чувствительности.

Динамическая характеристика измерительного преобразования — изменение во времени выходной величины (измеряемой) при ступенчатом (скачкообразном) изменении входной величины.