1.2. Виды и методы измерений

По виду различают прямые, косвенные, совокупные и со­вместные измерения.

Прямым называется измерение, при котором искомое значение вели­чины находят непосредственно из опытных данных. Иными словами, здесь измеряется непосредственно та величина, значение которой необ­ходимо определить (измерение тока амперметром, массы на весах и т.п.).

При косвенном измерении искомое значение величины находят на ос­новании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям (измерение мощности постоянно­го тока амперметром и вольтметром с использованием зависимости, связывающей мощность постоянного тока с током и напряжением, нахождение плотности тела по его массе и геометрическим размерам и т.п.).

Совокупные измерения производятся одновременно над несколь­кими одноименными величинами, причем \ жомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измере­ниях различных сочетаний этих величин. Примером совокупных измере­ний является нахождение сопротивлений двух резисторов по результа­там измерения сопротивлений последовательного и параллельного соединения этих резисторов. Искомые значения сопротивлений находят из системы двух уравнений.

Совместные измерения производятся одновременно над двумя или несколькими неодноименными величинами для нахождения зависимости между ними. Например, прямые измерения значений сопротивления терморезистора при двух различных температурах дают затем возмож­ность рассчитать значения двух коэффициентов в уравнении, опреде­ляющем зависимость сопротивления этого терморезистора от темпера­туры. В этом примере результатом совместного измерения является определение двух упомянутых коэффициентов.

Совокупность приемов использования принципов и средств измере­ний называется методом измерений.

Методы измерения подразделяют на метод непосредственной оценки и метод сравнения.

Метод непосредственной оценки характеризуется тем, что отсчет зна­чения измеряемой величины производится непосредственно по отсчет- ному устройству измерительного прибора. Так, измерение сопротивле­ния омметром является примером прямого измерения методом непо­средственной оценки.

- Метод сравнения предполагает операцию сравнения измеряемой ве­личины с мерой в каждом из актов измерения. Сравнение можно про­водить различными способами, поэтому метод распадается на ряд раз­новидностей, из которых наиболее употребительны следующие.

1. Нулевой метод, при котором результирующий эффект воздействия измеряемой величиной и известной величиной (мерой) на прибор срав­нения доводят до нуля. В качестве примера нулевого метода можно привести измерение активного сопротивления мостом постоянного тока с полным его уравновешиванием.

2. Дифференциальный метод, при котором на измерительный прибор воздействует разность между измеряемой величиной и известной, вос­производимой мерой. Таким образом, в отличие от нулевого метода в зтом случае измеряемая величина уравновешивается не полностью. Точность дифференциального метода повышается при уменьшении раз­ности между измеряемой и известной величинами.

3. Метод замещения, при котором измеряемая величина замещается известной величиной, воспроизводимой мерой. Примером использова­ния этого метода является определение емкости конденсатора, вклю­ченного в колебательный контур. Изменением частоты напряжения, по­ступающего на колебательный контур, добиваются резонанса, а затем вместо конденсатора с неизвестной емкостью С_х включают переменный образцовый конденсатор и вновь добиваются резонанса изменением значения емкости С₀ образцового конденсатора. При резонансе Су = С₀.

Достоинством метода сравнения является высокая точность измере­ний, а недостатком — сложность. Метод непосредственной оценки, наобо­рот, отличается простотой и малым временем измерения. Поэтому, несмотря на сравнительно малую точность, он получил наибольшее распространение в производственной практике, в то время как метод сравнения используется в основном при лабораторных измерениях. Однако в связи с интенсивным развитием автоматизации измерений, которое происходит в настоящее время, следует ожидать, что метод сравнения будет находить все большее применение и на производстве.