МетодыисредстваПолученияизМерительнойинфорМации




 
 

6.1. общие Положения

Рассмотрим общепринятые в метрологии определения, которые соответствуют понятиям «измерения», «средства», «принципы»,

«методы» и «объекты измерений», «алгоритмы измерений», «шка­ лы измерений» и др.

Согласно Закону об обеспечении единства измерений понятие

«измерение» сформулировано следующим образом.

Измерение — совокупность операций, выполняемых для опреде­ ления количественного значения величины. Получаемая при этом информация называется измерите льно й.

Определенная информация об объекте измерения должна быть известна до проведения исследований, что является важным фак­ тором, обусловливающим эффективность измерения. Такую ин­ формацию об объекте измерения называют априорно й. При полном отсутствии этой информации измерение в принципе не­ возможно, так как неизвестно, что же необходимо измерить, а следовательно, нельзя выбрать нужные методы и средства измере­ ний.

Информация, получаемая в результате измерения, может со­ держаться в объекте измерения в двух формах: пассивной и актив­ ной.

Пассивная информация представляет собой совокупность све­ дений, характеризующих объект. К такой информации, например, относится информация о величине напряжения источника питания.


Информация является активной, если она имеет форму энергети­ ческой характеристики какого­либо явления. Подобные энергети­ ческие явления называются сигна лам и. Их примерами являют­ ся электрические, оптические и акустические сигналы, используе­ мые для передачи информации.

При определении значения интересующей физической величи­ ны результат измерения может быть представлен в виде аналити­ ческого соотношения, известного как основное уравнение метро­ логии:

A = kA 0,

где А — значение измеряемой физической величины; k — отноше­ ние измеряемой величины к образцу; А0 — значение величины, принятой за образец.

Принцип измерений представляет собой совокупность физи­ ческих принципов, на которых основаны измерения, например применение эффекта Холла для измерения мощности или эффек­ та Джозефсона для измерения электрического напряжения.

Метод измерений — это совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результа­ тов измерений с установленными показателями точности. Это определение на практике часто конкретизируют, относя его только к применяемым средствам измерений, например метод измерения частоты частотомером, напряжения — вольтметром, силы тока — амперметром и т. д.

Понятие «метод измерений» следует отличать от понятия «ме­ тодика измерений», которое представляет собой общий или поэтап­ ный план проведения измерений, т. е. намеченного распорядка измерений, определяющего состав применяемых приборов, после­ довательность и правила проведения операций.

Объект измерений — это реальный физический объект, свойства которого характеризуются одной или несколькими измеряемыми физическими величинами.

В технической литературе и нормативной документации часто встречается термин «алгоритм измерений», под которым следует понимать точное предписание о перечне и порядке выполнения операций, обеспечивающих измерение искомого значения физической величины.

Достоверность измерений определяется степенью доверия к результату измерения и характеризуется вероятностью того, что истинное значение измеряемой величины находится в указанных пределах. Данную вероятность называют доверительной.


Правильность измерений — это метрологическая характеристи­ ка, отражающая близость к нулю так называемых систематических погрешностей результатов измерений.

Сходимость результата измерений характеризует качество из­ мерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполняемых повторно одними и теми же методами и средствами измерений в одних и тех же условиях. Воспроизводимость результатов измерений — это характери­ стика качества измерений, отражающая близкие результаты из­ мерений одной и той же величины, полученные в разных местах, разными методами и средствами измерений, разными операторами,

но приведенные к одним и тем же условиям.

Измерения как экспериментальные процедуры определения значений измеряемых величин весьма разнообразны. Это объ­ ясняется множеством измеряемых величин, характером их изме­ нения во времени, разными требованиями к точности измерений и т. д. Итак, измерения классифицируют по определенным при­ знакам. Одним из таких признаков является способ получения результата измерения. Измерения подразделяются на прямые и косвенные.

Прямое измерение — искомое значение физической величины находится непосредственно из опытных данных. Следует отметить, что часто под прямыми понимаются такие измерения, при которых не производится промежуточных преобразований. Это, например, измерение напряжения и силы тока электроизмерительными при­ борами, например вольтметром и амперметром. Прямые измерения очень распространены в практике измерений. Математически пря­ мые измерения можно охарактеризовать элементарной форму­ лой

А = х,

где А — измеряемая величина; х — значение величины, найденное путем ее измерения и называемое результатом измерения.

Косвенное измерение — искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Косвенные из­ мерения можно охарактеризовать следующей формулой:

А =(х 1, х 2, , хт),

где х1, х2, …, хт — результаты прямых измерений величин, связанных известной функциональной зависимостью с искомым значением измеряемой величины А.


Косвенные измерения также характерны для практики электро­ радиоизмерений, например измерение мощности методом ампер­ метра — вольтметра, определение резонансной частоты колебатель­ ного контура по результатам прямых измерений емкости и индук­ тивности контура и т. д.

 

 

МетодыизМерений

 

классификацияметодовизмерений

Измерение любого вида электрических величин может быть осуществлено различными методами в зависимости от условий из­ мерения, требуемой точности и т. д.

В практике электрических измерений используются в основном два метода: метод непосредственной оценки и метод сравнения в равновесном и неравновесном режимах.

Метод непосредственной оценки. Этот метод позволяет по­ лучать результат измерения непосредственно по показанию при­ бора, шкала которого градуирована в единицах измеряемой вели­ чины. При этом образцовая мера как вещественное воспроизве­ дение единицы измерения в самом измерении прямого участия не принимает. Однако при градуировке приборов, работающих по методу непосредственной оценки, используются образцовые меры.

Таким образом, метод непосредственной оценки предполагает лишь косвенное использование образцовых мер. Поэтому точность измерения этим методом относительно невелика.

Метод сравнения. Данный метод заключается в том, что в про­ цессе измерения измеряемая величина сравнивается с образцовой мерой либо с той же физической величиной, либо косвенно с мерой другой величины.

Чаще всего используется метод сравнения в равновесном ре- жиме, когда разность между измеряемой величиной и мерой или разность между эффектами, вызываемыми измеряемой величиной и мерой, сводится к нулю. В этом случае метод сравнения обычно называют ну левым методо м. Типичным примером нулевого метода является измерение массы на весах. Примером нулевого метода в электрических измерениях являются равновесные мосто­ вые и компенсационные методы, когда о равновесии судят по от­


сутствию тока или напряжения в определенном участке цепи. Так как отсутствие тока или напряжения может быть отмечено с боль­ шой точностью с помощью весьма чувствительных нулевых при­ боров, то метод сравнения в равновесном режиме обеспечивает значительно большую точность измерения, чем метод непосред­ ственной оценки.

Метод сравнения в неравновесном режиме сводится к полу­ чению результата измерения путем измерения разности между измеряемой величиной и заведомо известной величиной (мерой) методом непосредственной оценки. Если эта разность значительно меньше, чем измеряемая величина, то результат измерения может быть получен с большей точностью, чем точность непосредствен­ ного измерения величины.

Так, если разность

а = Х - А

в 10 раз меньше, чем измеряемая величина Х (А — известная величина), то погрешность в измерении а вызовет в 10 раз мень­ шую погрешность измерения X. Таким образом, в отношении точности измерения метод сравнения в неравновесном режиме занимает промежуточное положение между методом непосред­ ственной оценки и нулевым методом. Метод сравнения в нерав­ новесном режиме также называют дифференциальнымметодо м.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-11-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: