Как подразделяют измерения по способу получения измеряемой величины

Классификация видов измерений

Измерения различают по способу получения информации, по характеру изменений измеряемой величины в процессе измерений, по количеству измерительной информации, по отношению к основным единицам.

По способу получения информации измерения разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения – это непосредственное сравнение физической величины с ее мерой. Например, при определении длины предмета линейкой происходит сравнение искомой величины (количественного выражения значения длины) с мерой, т. е. линейкой.

Косвенные измерения – отличаются от прямых тем, что искомое значение величины устанавливают по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с искомой определенной зависимостью. Так, если измерить силу тока амперметром, а напряжение вольтметром, то по известной функциональной взаимосвязи всех трех величин можно рассчитать мощность электрической цепи.

Совокупные измерения – сопряжены с решением системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин. Решение системы уравнений дает возможность вычислить искомую величину.

Совместные измерения – это измерения двух или более неоднородных физических величин для определения зависимости между ними.

Совокупные и совместные измерения часто применяют в измерениях различных параметров и характеристик в области электротехники.

По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений бывают статистические, динамические и статические измерения.

Статистические измерения связаны с определением характеристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня шумов и т. д. Статические измерения имеют место тогда, когда измеряемая величина практически постоянна.

Динамические измерения связаны с такими величинами, которые в процессе измерений претерпевают те или иные изменения. Статические и динамические измерения в идеальном виде на практике редки.

По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения.

Однократные измерения – это одно измерение одной величины, т. е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.

Многократные измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин. Преимущество многократных измерений – в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.

По используемому методу измерения – совокупности приемов использования принципов и средств измерений различают:

• метод непосредственной оценки;
• метод сравнения с мерой;
• метод противопоставления;
• метод дифференциальный;
• метод нулевой;
• метод замещения;
• метод совпадений.

По условиям, определяющим точность результата, измерения делятся на три класса: измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровнетехники; контрольно-поверочные измерения, погрешность которых не должна превышать некоторое заданное значение; технические (рабочие) измерения, в которых погрешность результата измерения определяется характеристиками средств измерений.

Источник

Средства измерений. По способу получения числового значения измеряемой величинывсе измерения делятся на четыре основные вида: прямые, косвенные, совокупные и совместные

Классификация измерений

По способу получения числового значения измеряемой величинывсе измерения делятся на четыре основные вида: прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямыми называют измерения, при которых искомое значение x измеряемой величины X находят непосредственно (прямо) из опытных данных в результате выполнения измерения. Прямые измерения – основа более сложных видов измерений.

Пример прямого измерения – измерение вольтметром напряжения источника.

Косвенныминазывают измерения, при которых искомое значение x величины X определяют на основании прямых измерений величин Y, Z, . связанных с измеряемой величиной Xизвестной зависимостью

X = F (Y, Z, . ).

Пример косвенного измерения –измерение сопротивления резистора по результатам измерения падения напряжения на резисторе и силы тока через него.

Совокупныминазывают измерения, в которых значении величин находят по данным повторных прямых измерений одноимённых величин при различных сочетаниях этих величин. Результаты совокупных измерений находят путем решения систем уравнений, составляемых по результатам нескольких прямых измерений.

Пример совокупного измерения – измерение сопротивлений резисторов, соединенных треугольником, путем измерений сопротивлений между различными вершинами треугольника и решением известной из электротехники системы трех уравнений.

Совместными называют проводимые одновременно (прямые или косвенные) измерения двух или большего числа не одноименных величин. Целью совместных измерений по существу является нахождение функциональной зависимости между величинами.

Пример совместного измерения – определение зависимости сопротивления резистора от температуры.

Rt = R₀ (1 +At + Bt²)

Измеряя сопротивление резисторов при различных температурах, составляют систему уравнений, из которых находят параметры. A и B. Для повышения точности число уравнений берут больше числа неизвестных и полученную систему уравнений решают методом наименьших квадратов.

Числовое значение измеряемой величины получается путем ее сравнения с известной величиной, воспроизводимой средством измерения – мерой. В зависимости от способа применения меры известной величины выделяют две группы методов измерений (совокупности приемов использования принципов и средств измерений): непосредственной оценки и сравнения с мерой.

При методе непосредственной оценки значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора. Измерение силы тока с помощью амперметра – пример измерения по методу непосредственной оценки.

К методам непосредственной оценки относятся прямые измерения, за исключением методов, основанных на непосредственном сравнении размера измеряемой величины с размером величины, воспроизводимой мерой.

Методы сравнения с мерой – методы, при которых производится сравнение измеряемой величины и величины воспроизводимой мерой. Отличительной особенностью методов сравнения является непосредственное участие в процессе измерения меры известной величины, однородной с измеряемой.

Группа методов сравнения с мерой включает в себя следующие методы: компенсационный, противопоставления, нулевой, дифференциальный, замещения и сопоставления.

Компенсационный метод измеренийсостоит в том, что на вход сравнивающего устройства одновременно воздействуют, измеряемая величина и одноименная ей величина, размер которой воспроизводится мерой, а соотношение между их размерами определяется по выходному сигналу сравнивающего устройства. Пример: измерение напряжения постоянного тока с помощью компенсатора путем сравнения с э.д.с. нормального элемента.

Метод противопоставления – метод измерений, при котором измеряемая величина и величина, размер которой воспроизводится мерой, одновременно воздействуют на разные входы прибора сравнения, по выходному сигналу которого определяется соотношение между размерами этих величин. Пример: взвешивание на равноплечих весах.

При нулевом методе измерения разность измеряемой величины и известной величины или разность эффектов, производимых измеряемой и известной величинами, сводится в процессе измерения к нулю, что фиксируется высокочувствительным прибором – нуль – индикатором. Пример: измерение сопротивления резистора с помощью четырех – плечного моста, в котором падение напряжения на резисторе с неизвестным сопротивлением уравновешивается падением напряжения на резисторе известного сопротивления.

Дифференциальный метод состоит в том, что разность измеряемой величины и величины известной, воспроизводимой мерой, измеряется с помощью измерительного прибора. Неизвестная величина определяется по известной величине и измеренной разности. В этом случае уравновешивание измеряемой величины известной величиной производится не полностью и в этом заключается отличие дифференциального метода от нулевого.

При методе замещения производится поочередное подключение на вход прибора измеряемой величины и известной величины и по двум показаниям прибора оценивается значение неизвестной величины. Примером этого метода является точное измерение малого напряжения с помощью высокочувствительного гальванометра, к которому сначала подключают источник неизвестного напряжения и определяют отклонение указателя, а затем с помощью регулируемого источника известного напряжения добиваются того же отклонения указателя. При этом известное напряжение равно неизвестному.

При методе совпадения измеряют разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Примером этого метода является измерение частоты вращения объекта с помощью стробоскопа.

Источник

Классификация измерений

Содержание

Измерения можно классифицировать разными способами.

Классификация по характеру зависимости измеряемой величины от времени

По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения могут быть:

• статическими (измеряемая величина постоянна в течение всего периода измерений) и
• динамическими (измеряемая величина изменяется во времени).

Примеры: статические измерения — измерение длины или массы твердого тела, динамические — измерение температуры или давления в химическом реакторе. Отметим, что химический анализ получаемого продукта реакции в большинстве случаев — это статическое измерение, поскольку концентрация определяемых веществ в пробе в ходе анализа обычно постоянна.

Классификация по способу получения результатов

По способу получения результатов измерения делятся на:

• прямые, когда искомое значение измеряемой величины находят непосредственно из опытных данных, и
• косвенные, когда значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Кроме того, проводят совместные измерения — одновременные измерения двух или более различных величин, осуществляемые обычно для нахождения зависимости между ними. Типичным примером совместных измерений является градуировка термопары: одновременно измеряют ЭДС термопары и температуру среды, в которую помещен ее спай.

В случае одновременных измерений нескольких одноименных величин их называют совокупными. При этом искомую величину находят, решая систему уравнений, полученных по­средством прямых измерений различных сочетаний этих величин.

Классификация по условиям, определяющим точность измерений

По условиям, определяющим точность измерений, выделяют:

• измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники;
• контрольно-поверочные измерения — измерения, выполняемые с помощью средств измерений и по методи­кам, гарантирующим погрешность результата с заданной вероятностью;
• технические измерения, в которых погрешность результата определяется погрешностью средств измерений.

Измерения максимально возможной точности — это главным образом измерения, выполняемые для воспроизведения единиц физических величин и для измерения физических констант. Контрольно-поверочные измерения выполняются лабораториями с целью контроля за состоянием измерительной техники, а также для проверки качества работы специализированных измерительных лабораторий (например, заводских). Эти два вида измерений являются метрологическими по своему характеру, поскольку проводятся с использованием эталонов и образцо­вых средств измерений с целью воспроизведения единиц физических величин для передачи их размера рабочим средствам измерений. Технические измерения — все остальные измерения, выполняемые на практике, например рутинные измерения в заводских лабораториях.

Классификация по способу выражения результатов

По способу выражения результатов измерения делятся на:

• абсолютные, основанные на прямых измерениях одной или нескольких физических величин или на использовании значений физических констант;
• относительные, когда измеряется отношение величины к одноименной величине, играющей роль единицы или принимаемой за исходную.

Результаты относительных измерений вы­ражаются либо в долях (безразмерные величины), либо в процентах.

Классификация по характеристике точности измерений

По характеристике точности измерений рассматривают:

• равноточные измерения — ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений и в одних и тех же условиях, например взятие нескольких навесок вещества на одних и тех же аналитических весах с помощью одних и тех же разновесов в одних и тех же условиях, и
• неравноточные измерения — ряд измерений какой-либо величины, выполненных различными по точности средствами измерений и (или) в разных условиях, например взятие навески одного и того же вещества на весах различной чувствительности или при различной температуре.

Классификация по числу измерений одной и той же величины в ряду измерений

По числу измерений одной и той же величины в ряду измерений последние подразделяют на:

Однократные измерения выполняют один раз, например измерение момента времени по часам или температуры раствора в условиях ее постоянства. Часто на практике этого бывает вполне достаточно.

При многократном измерении одного и того же размера физической величины результат получают на основании нескольких следующих друг за другом измерений, т.е. из ряда однократных измерений. За результат многократного измерения обычно принимают среднее арифметическое из суммы результатов отдельных измерений. Условно принято считать измерение многократным, если число отдельных измерений больше или равно 4. В этом случае данные ряда измерений могут быть обработаны методами математической статистики.

Ссылка на источник

01.09.2021 11:24:07 | Автор статьи: Усачёва Вера

Источник