1. Основные понятия и определения иит

Физическая величина (ФВ): физическое свойство, поддающееся измерению.

Качественно свойственно многим объектам, различается количественно. Например, температура, масса, объём. Измерение, как вид человеческой деятельности, предполагает проведение опыта.

Измерение: нахождение значений ФВ опытным путем. для определения результата опыта используются единицы измерения.

Результат измерения: сравнение измеряемой величины с единицей измерения.

Погрешность измерения: отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

 = X_изм – X_ист  X_изм – X_д, (1.3)

где  - абсолютная погрешность измерения; X_изм - измеренное значение ФВ; X_ист - истинное значение ФВ; X_д - действительное значение измеряемой ФВ.

Значения физической величины:

• истинное значение: всегда неизвестно и недоступно, т. к. любое СИ имеет погрешность измерения, исключить которую не представляется возможным;

• действительное значение: найденное экспериментальным путем и близкое к истинному значению настолько, что может быть использовано вместо него. Определяется с помощью приборов с высокой точностью измерения, используется при поверке СИ;

• измеренное значение: результат оценки ФВ измерительным прибором.

Поверка: определение погрешности СИ и установление его пригодности к применению.

Поверка СИ обычно осуществляется путем сличения его показаний с показаниями более точного прибора.

Всякая область технической деятельности человека имеет научную и методическую основу. При проведении измерений этой основой является метрология.

Метрология: раздел физики, для установки единиц измерения; создания их эталонов; разработки методик точных измерений.

2. Стратегии измерений.

мультиплексирование– передача нескольких сигналов по одной линии связи за счёт их временного или частотного разделения

При частотном мультиплексировании узкополосный измеряемый сигнал X_i посредством модуляции сдвигается в другой диапазон частот за счет U(t)

3. Классификация методов измерений

прямое измерение: результат измерения получают непосредственно из опытных данных.

Косвенное измерение: результат вычисляют после прямых измерений величин, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью X = f (A₁, A₂, …).

совместные измерения: одновременные измерения не одноименных величин для нахождения зависимости между ними.

совокупные измерения: неоднократные измерения одноименных величин. Искомые значения величин находят решением системы уравнений, составленных из результатов прямых измерений различных сочетаний этих величин.

Методы прямых измерений

Метод непосредственной оценки: значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора.

Данный метод дает значение измеряемой величины непосредственно, без каких - либо дополнительных действий со стороны лица, проводящего измерение. Этому методу свойственна быстрота процесса измерения, что делает его часто незаменимым для практического использования, хотя точность измерения обычно бывает ограниченной.

Методы сравнения с мерой: одновременное или разновременное сравнение двух однородных независимых друг от друга величин – измеряемой и известной.

В зависимости от требований и технических возможностей используют:

• метод дополнения: измеряемую величину дополняют мерой и получают заданное суммарное значение;

• дифференциальный метод: на измерительный прибор воздействует разность из меряемой величины и меры

• нулевой метод: разность измеряемой величины и меры доводится до нуля регулированием значения меры. Показания снимаются по шкале меры.

Это частный случай дифференциального метода. Он более точен, так как важна не точность, а чувствительность измерительного прибора, который служит индикатором равенства меры и измеряемой ФВ. Метод используется в уравновешенном измерительном мосте. Можно применять меры, во много раз меньшие измеряемой величины (неравноплечие весы).По сравнению с дифференциальным методом, недостаток нулевого заключается в необходимости иметь меры, воспроизводящее любое значение известной величины без существенного понижения точности;

• метод перестановки: измеряемую и известную величины сравнивают до и после их взаимной перестановки.

например, добиваются совпадения стрелки весов с нулевой отметкой в обоих случаях. Результат определяется как среднее значение известной величины. Исключается систематическая погрешность , которая возникает из-за возможного отклонения стрелки весов от нулевой отметки до проведения измерений:

• метод замещени измеряемая величина замещается равновеликой ей известной величиной, воспроизводимой мерой. Известная величина регулируется, и по ней определяют измеряемую величину.