Основы теории измерений

Предметами познания являются объекты, свойства и явления окружающего нас мира. Окружающее нас пространство – это объект, а его свойство – протяжённость можно характеризовать разными способами. Т.е. пространство многомерно, и для его полного описания нужны такие меры, как длина, площадь, объём, угол.

Любые явления в реальном мире имеют длительность, которая качественно отличается от пространственной протяжённости. Мерой длительности является время.

Мерой инертности тела является масса.Инертность – это свойство тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения без внешнего воздействия. Мерой нагретости тел служит термодинамическая температура.

К физическим величинам относятся: длина, время, температура, масса, плоский и телесный угол, сила, давление, скорость, ускорение, сила тока, напряжение и др.

Измерениемназывают совокупность операций, выполняемых техническим средством, хранящим единицу величины и позволяющим сопоставить с нею измеряемую величину.

Измерение – это познавательный процесс, цель его – получение значения физической величины (ФВ) в форме, удобной для пользователя. Значение физической величины определяется опытным путем, поэтому оно содержит погрешности измерений. В связи с этим сформулирован основной постулат метрологии- всякое измерение случайно.

Погрешность - отклонение результатов измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины, при этом следует иметь в виду, что истинное значение физической величины считается неизвестным и применяется в теоретических исследованиях. Действительное значение физической величины устанавливается экспериментальным путём и предполагается, что результат максимально приближается к истинному значению с повышением точности измерений. Действительное значение - это значение величины, найденное с допустимой для определенной цели погрешностью.

Абсолютная погрешность - погрешность измерения, выражаемая в единицах измеряемой величины:

∆Х = Х изм - Х ист,

где Х изм - значение, полученное при измерении;

Х ист - истинное значение измеряемой величины.

Более полно качество измерений характеризуется относительной погрешностью l, равной отношению абсолютной погрешности к действительному или измеренному значению величины, выраженному в процентах:

l = * 100%

Погрешности измерений приводятся в технической документации на средства измерений или в нормативных документах. Погрешность зависит от

- условий измерения,

- условий эксперимента,

- ошибки методики,

- субъективных факторов человека, участвующего в измерениях.

Поэтому говорят о суммарной погрешности, то есть о нескольких составляющих погрешности измерений.

Измерения характеризуются четырьмя состояниями:

1) Достоверностьизмерений говорит о том, что погрешность не выходит за заданные пределы в соответствии с поставленной целью измерений.

2) Точность измерений характеризует степень приближения погрешности измерения к нулю, то есть к истинному значению измеряемой величины.

3) Сходимость –это близость результатов двух измерений, полученных одним методом, одними средствами измерений в одних и тех же условиях.

4) Воспроизводимость- оба результата измерений получены в разныхусловиях.

Обобщает все эти положения современное определение понятия единства измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.