Метрологические измерения.

Измерение физических величин.

Понятие об измерении. Аксиомы метрологии, лежащие в основе измерения. Измерение физической величины

Классификация измерений.

Методы измерений.

Погрешности измерений и причины их возникновения. Классификация погрешностей результатов измерений. Суммирование составляющих погрешности измерения

Аксиомы метрологии.

1. Любое измерение есть сравнение.

2. Любое измерение без априорной информации – невозможно.

3. Результат любого измерения без округления является случайной величиной.

Классификация измерений

Технические измерения- это измерения, проводимые в заданных условиях по определенной методике, разработанной и исследованной за­ранее; как правило, к ним относят массовые измерения, проводимые во всех отраслях народного хозяйства, за исключением научных исследова­ний. При технических измерениях погрешность оценивают по метрологи­ческим характеристикам СИ с учетом при меняемого метода измерения.

Метрологические измерения.

Контрольно-поверочные измерения - это измерения, выполняемые службами метрологического надзора с целью определения метрологи­ческих характеристик СИ. К таким измерениям относят измерения при метрологической аттестации СИ, экспертные измерения и др.

Измерения максимально возможной точности, достигаемой при су­ществующем уровне развития науки и техники. Такие измерения прово­дят при создании эталонов и измерениях физических констант. Харак­терными для таких измерений являются оценка погрешностей и анализ источников их возникновения.

По способу получения измерения:

• Прямые – когда физическая величина непосредственно связывается с ее мерой;

· Косвенные – когда искомое значение измеряемой величины установлено по результатам прямых измерений величин, которые связаны с искомой величиной известной зависимостью. Например, сопротивление участка цепи можно измерить зная ток и напряжение на этом участке.

Совокупные измерения- это проводимые одновременно измерения нескольких однородных величин, при которых искомые значения ве­личин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях и различных сочетаниях этих величин.

Примером совокупных измерений может служить нахождение со­противлений двух резисторов по результатам измерений сопротивлений последовательного и параллельного соединений этих резисторов.

Иско­мые значения сопротивлений находят из системы двух уравнений.

б)

Совместные измерения- это проводимые одновременно измерения двух или более не одноименных величин для нахождения зависимости между ними

Совместные– производятся с целью установления зависимости между величинами. При этих измерениях определяется сразу несколько показателей. Классическим примером совместных измерений является нахождение зависимости сопротивления резистора от температуры:

Где: где R₂₀ — сопротивление резистора при t = 20° С; α, b — температурные ко­эффициенты.

Для определения величин R₂₀, α, b вначале измеряют сопротивление R_t, рези­стора при, например, трех различных значениях температуры (t₁, t₂, t₃), а затем со­ставляют систему из трех уравнений, по которой находят параметры R₂₀, а и b:

Совместные и совокупные измерения по способам нахождения ис­комых значений измеряемых величин близки между собой, т.к. искомые значения находят путем решения систем уравнений. Отличие состоит в том, что при совокупных измерениях одновременно измеряют несколько одноименных величин, а при совместных несколько разноименных

По характеру изменения измеряемой величины:

• Статические – связаны с такими величинами, которые не изменяются на протяжении времени измерения.
• Динамические – связаны с такими величинами, которые в процессе измерений меняются (температура окружающей среды).

По числу измерений в серии:

• Однократные;
• Многократные. Число измерений не менее 3 (лучше – 4, как минимум);

По отношению к основным единицам измерения:

• Абсолютные (используют прямое измерение одной основной величины и физической константы).
• Относительные – базируются на установлении отношения измеряемой величины, применяемой в качестве единицы. Такая измеряемая величина зависит от используемой единицы измерения

Статистические   VQ<<VQX

Совокупные L1, L2, L3…

Совместные L, M, T…

Измерения

Однократные   n=1

Динамические   VQ≈VQX

Косвенные Q=F(X, Y…)

Метрологические   ∆→0

Технические   ∆≤[∆]

Ориентировочные [∆]=∆

По сопоставлению серий 1 и 2

Равноточные   ∆1=∆2

Неравноточные   ∆1≠∆2

Прямые Q=X

Абсолютные Q=X

Относительные Q=X/Xнорм

Многократные   n≠1

Принцип измерений это совокупность взаимодействия СИ с объектом основанное на физических явлениях (см. выше).

Ме­тод измерения это совокупность приемов использования принципа и средств измерений.

Все без исключения методы измерений основаны на сравнении из­меряемой величины с величиной, воспроизводимой мерой (однозначной или многозначной). При этом в зависимости от способа применения меры известной величины выделяют метод непосредственной оценки и методы сравнения с мерой.