ВИДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерения могут быть классифицированы по ряду признаков. Наибольшее распространение получила классификация по общим приемам получения результатов измерений. Согласно этому признаку, измерения делятся на прямые, косвенные, совместные и совокупные.

Прямое измерение — это измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно (по показаниям СИ). Например, измерение массы при помощи весов; температуры – термометром; напряжения – вольтметром.

Косвенное измерение – это определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.

Например, измерение плотности r = m / V по результатам прямых измерений массы m и объема V; измерение активного сопротивления R = U / I  по результатам прямых измерений напряжения U и тока I.

Совокупными называются проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях.

Например, значения массы отдельных гирь набора определяют по известному значению массы одной из гирь и по результатам измерений (сравнений) масс различных сочетаний гирь.

Совместными называются проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними.

Например, на основании ряда одновременных измерений приращений длины  Dl образца в зависимости от изменений его температуры Dt определяют коэффициент k линейного расширения образца  k =Dl / (l × Dt).

Как видно из приведенных определений, последние два вида измерений весьма близки друг к другу. В обоих случаях искомые значения находятся в результате решения системы уравнений, коэффициенты в которых получены путем прямых измерений. Отличие состоит в том, что при совместных измерениях одновременно определяются несколько одноименных величин, а при совокупных – разноименных.

Косвенные, совместные и совокупные измерения объединяются одним принципиально важным общим свойством: их результаты определяются расчетом по известным функциональным зависимостям между измеряемыми величинами и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Различие между этими видами измерений заключается только в виде функциональной зависимости, используемой при расчетах. При косвенных измерениях эта зависимость выражается одним уравнением в явном виде, при совместных и совокупных – системой неявных уравнений.

По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные.

Равноточные измерения – это ряд измерений какой-либо физической величины, выполненных одинаковыми по точности СИ  в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью.

Прежде чем обрабатывать ряд измерений,  необходимо убедиться в том, что все измерения этого ряда являются равноточными.

Неравноточные измерения — это ряд измерений какой-либо  физической величины, выполненных различающимися по точности СИ и (или) в разных условиях.

Методика обработки результатов равноточных и неравноточных измерений различна.

В зависимости от числа измерений, проводимых во время эксперимента, различают однократные и многократные измерения. 

Однократным называется измерение, выполненное один раз.

Во многих случаях на практике выполняются именно однократные измерения. Например, измерение конкретного момента времени по часам обычно производится один раз.

Многократное измерение – это измерение  физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих  друг за другом измерений, т.е. состоящее из ряда однократных измерений.

Известно, что при числе отдельных измерений более четырех их результаты могут быть обработаны в соответствии с требованиями математической статистики. Это означает, что при четырех и более измерениях, входящих в ряд, измерения можно считать многократными. Их проводят с целью уменьшения случайной составляющей погрешности.

По отношению к изменению измеряемой величины измерения делятся на статические и динамические.

К статическим относятся измерения физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения.

Например, измерение длины детали при нормальной температуре, измерение размеров земельного участка.

Динамические измерения – это измерения изменяющейся по размеру физической величины.



Например, измерение расстояния до уровня земли со снижающегося самолета.

В зависимости от метрологического назначения измерения делятся на технические и метрологические. Данный классификационный признак не предусмотрен РМГ 29-99 и дается для общего обозрения.

Технические измерения проводятся рабочими СИ. Они являются наиболее массовым видом измерений.

Например, измерение давления пара в котле при помощи манометра.

Метрологические измерения выполняются при помощи эталонов с целью воспроизведения единиц физических величин для передачи их размера рабочим СИ.              

В зависимости от выражения результатов измерений измерения подразделяются на абсолютные и относительные.

Абсолютное измерение основано на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.           

Например, измерение диаметра вала микрометром; измерение силы F = mg основано на измерении основной величины – массы m и использовании физической постоянной g (в точке измерения массы).

Относительное измерение – это измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.

Относительные измерения при прочих равных условиях могут быть выполнены более точно, чем абсолютные, поскольку в суммарную погрешность не входит погрешность меры величины.

Задания к разделу 6: Ответить на вопросы по своему варианту (номер варианта соответствует последней цифре номера зачетной книжки).

Номер варианта

Вопрос

1

2

1

1. Какие бывают виды измерений по общим приемам получения результатов измерений?

2. Какие измерения называются относительными?

2

1.Какое измерение называется прямым?

2.Какие измерения называются абсолютными?

3

1.Какое измерение называется косвенным?

2.Какие измерения называются абсолютными?

5

1.Какие измерения называются совместными?

2.Какие измерения называются статическими?

6

1.Что объединяет косвенные, совместные и совокупные измерения?

2.Какие измерения называются многократными?

7

1.В чем заключается различие между косвенными, совместными и совокупными измерениями?

2.Какие измерения называются однократными?

8

1.Какие измерения называются равноточными?

2.Какие измерения называются прямыми?

9

1.Какие измерения называются неравноточными?

2.Какие измерения называются абсолютными?

10

1.Какие измерения называются динамическими?

2.Приведите примеры косвенных, совместных и совокупных измерений.