2.3. Принципи та методи вимірювань.

Для точних вимірювань фізичних величин у метрології розроблені способи використання принципів і засобів вимірювальної техніки, застосування яких дозволяє вилучити із результатів вимірювань ряд систематичних і випадкових похибок і позбавити експериментатора необхідності вводити поправки для їх компенсації, а в деяких випадках взагалі одержувати вірогідні результати. Багато способів використання так і залишаються лише способами, їх застосовують лише в окремих, небагатьох випадках. Проте є такі способи використання, які необхідні при численних вимірюваннях багатьох величин. Коли вони стають загальними, їх називають методами вимірювань.

Вибір того чи іншого методу вимірювань залежить від вимірювальної задачі, яку необхідно розв’язати (точність результата вимірювань, швидкість його одержання та інші). Кожну фізичну величину можна виміряти декількома методами, які можуть відрізнятися один від одного особливостями як технічного, так і методичного характера.

У відношенні технічних особливостей можна сказати, що існує багато методів вимірювань, і з розвитком науки і техніки число їх збільшується.

З методичної сторони всі методи вимірювань піддаються систематизації та узагальненню по загальним характерним ознакам. Розгляд і вивчення цих ознак допомагає не тільки правильному вибору метода та його співставлення з іншими, але й суттєво полегшує розробку нових методів вимірювань.

Введемо деякі поняття.

Принцип вимірювання — фізичне явище або сукупність фізичних явищ, які покладені в основу вимірювання певної величини. Наприклад, вимірювання температури за допомогою використання термоелектричного ефекту, зміни електричного опору терморезисторного перетворювача чи зміни тиску термометричної речовини газового термометра та ін.

Засіб вимірювальної техніки — технічний засіб, який застосовується під час вимірювань і має нормовані метрологічні характеристики.

Метод вимірювання — сукупність способів використання засобів вимірювальної техніки та принципів вимірювань для створення вимірювальної інформації.

Вимірювальна інформація — інформація про вимірювані величини та залежності між ними у вигляді сукупності їх значень.

Процедура вимірювань – це послідовність вимірювальних операцій, що забезпечує вимірювання згідно з обраним методом.

Алгоритм вимірювання – це послідовність операцій вимірювання.

Методика вимірювань – це сукупність процедур і правил, виконання яких забезпечує одержання результатів з потрібною точністю, або методика вимірювання – це поєднання методу та алгоритму вимірювань.

Якщо метод вимірювань передбачає розробку основних прийомів застосування засобів вимірювань, то методика вимірювань – це по суті технологія виконання вимірювань з метою найкращої реалізації вибраного методу вимірювань.

Методика вимірювань визначає вимоги до засобів вимірювань, порядок виконання операцій, необхідність дотримання встановлених умов вимірювань, числа вимірювань, способів обробки їх результатів.

У метрології в процесі вимірювань найширше застосовуються прямі методи вимірювання, що забезпечують визначення шуканої величини за експериментальними даними.

До прямих методів вимірювання відносяться:

1. метод безпосередньої оцінки (відлік по годиннику, амперметру);

2 диференціальний метод;

3. нульовий метод;

4. метод співпадань.

Три останні методи об’єднуються під загальною назвою метод порівняння з мірою.

При непрямих вимірюваннях широко застосовується перетворення вимірюваної величини в процесі вимірювання.