При рассмотрении количественной характеристики измеряемых величин используется уравнение измерения, в котором отражена процедура сравнения неизвестного размера Q с известным:
{Q}−Q[Q]=Δ(2.3)
где {Q} – действительное значение измеряемой величины, Δ – погрешность измерения. В качестве единицы измерения [Q] при измерении величин выступает соответствующая единица Международной системы. Информация о ней заложена либо в градировочной характеристике средства измерений, либо в разметке шкалы отсчетного устройства, либо в значении вещественной меры. Указанное уравнение является математической моделью измерения по шкале отношений.
Теоретически отношение двух размеров должно быть вполне определенным, не случайным числом. Но практически размеры сравниваются в условиях множества случайных и неслучайных обстоятельств, точный учет которых невозможен. Поэтому при многократном измерении одной и той же величины постоянного размера результат, называемый отсчетом по шкале отношений, получается все время разным. Это положение, установленное практикой, формулируется в виде аксиомы, являющейся основным постулатом метрологии: отсчет является случайным числом.
|
|
Факторы, влияющие на результат измерения (влияющие факторы). При подготовке и проведении высокоточных измерений в метрологической практике учитывают влияние объекта измерения, субъекта (эксперта или экспериментатора), метода измерения, средства измерения, условий измерения.
Объект измерения должен быть всесторонне изучен.
Субъект, т.е. оператор, привносит в результат измерения элемент субъективизма, который по возможности должен быть сведен к минимуму.
Метод измерений. Очень часто измерение одной и той же величины постоянного размера разными методами дает различные результаты, причем каждый из них имеет свои недостатки и достоинства. Искусство оператора состоит в том, чтобы соответствующими способами исключить, компенсировать или учесть факторы, искажающие результаты. Ес- ли измерение не удается выполнить так, чтобы исключить или компенсировать какой- либо фактор, влияющий на результат, то в последний в ряде случаев вносят поправку.
Поправки могут быть аддитивными (от лат. «additivus» — прибавляемый) и мультипликативными (от лат. «multipico» — умножаю).
Влияние СИ на измеряемую величину во многих случаях проявляется как возмущающий фактор. Например, ртутный термометр, опущенный в пробирку с охлажденной жидкостью, подогревает ее и показывает не первоначальную температуру жидкости, а температуру, при которой устанавливается термодинамическое равновесие. Другим фактором является инерционность СИ. Некоторые СИ дают постоянно завышенные или постоянно заниженные показания, что может быть результатом дефекта изготовления, некоторой нелинейности преобразования
|
|
Рассмотрим понятие методики выполнения измерений. На обеспечение качества измерений направлено применение аттестованных методик выполнения измерений (МВИ). Статьи 9, 11 и 17 Закона об обеспечении единства измерений включают положения, относящиеся к МВИ. В 1997 г. начал действовать ГОСТ 8.563–96 «ГСИ. Методики выполнения измерений».
Опорным понятием точности методов измерений является термин «результат измерений».
Результат измерений – значение характеристики, полученное выполнением регламентированного метода измерений.
В нормативной документации на метод измерений должно регламентироваться:
- сколько (одно или несколько) единичных наблюдений должно быть выполнено;
- способы их усреднения;
- способы представления в качестве результата измерений;
- стандартные поправки (при необходимости).
Методика выполнения измерений – совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с известной погрешностью. Как видно из определения, под МВИ понимают технологический процесс измерений. МВИ – это, как правило, документированная измерительная процедура. МВИ в зависимости от сложности и области применения излагают в следующих формах: отдельном документе (стандарте, рекомендации и т.п.); разделе стандарта: части технического документа (разделе ТУ, паспорта).
Аттестация МВИ – процедура установления и подтверждения соответствия МВИ предъявляемым к ней метрологическим требованиям.
Порядок выполнения практической занятия
1. Ознакомиться с основными теоретическими положениями общей теории измерений.
2. Ответить на поставленные вопросы.
3. Заполнить таблицу 1.
Таблица 1
Ответы на тестовые задания
№ варианта тестового задания | № вопроса тестового задания | вариант ответа |
Правила оформления отчета по практическому занятию
Отчет о выполнении практической работы №2 должен содержать:
- название и цель работы;
- основной постулат и основное уравнение метрологии;
- основные характеристики измерения;
-понятие методики выполнения измерений;
- заполненную табл. 1;
В выводах должны быть обобщены результаты работы.
Тестовые задания
Виды и методы измерений.
1. Если для определения коэффициента линейного расширения материала измеряется длина и температура стержня, то измерения называют …
a. совместными;
b. косвенными;
c. относительными;
d. совокупными.
2. Совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с выбранным принципом называется …
a. методом измерения;
b. методикой выполнения измерений;
c. единством измерений;
d. измерением.
3. При одновременном измерении нескольких однородных (одноименных) величин измерения называют …
a. совокупными;
b. косвенными;
c. совместными;
d. многократными.
4. По способу получения информации измерения разделяют на …
a. прямые, косвенные, совокупные и совместные;
b. абсолютные и относительные;
c. статические и динамические;
d. однократные и многократные.
5. Измерение электрической энергии с помощью вольтметра, амперметра и хронометра может служить примером измерения
a. косвенного;
b. прямого;
c. совместного;
d. совокупного.
6. Измерение напряжения и силы тока вольтметрами и амперметрами называется
a. прямым;
b. косвенным;
c. совместным;
d. совокупным.
7. Прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений называется измерений
|
|
a. методом;
b. способом;
c. правилом;
d. видом.
8. По способу нахождения числового значения физической величины измерения подразделяются на прямые, косвенные …
a. совокупные и совместные;
b. контрольно-проверочные;
c. статические и динамические;
d. абсолютные и относительные.
9. По способу получения информации измерения разделяют на …
a. совместные и совокупные;
b. статические и динамические;
c. абсолютные и относительные;
d. однократные и многократные.
10. Наиболее распространенным методом измерений физических величин является метод …
a. непосредственной оценки;
b. дифференциальный;
c. измерения замещением;
d. измерения дополнением.
11. Определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной, называется _____ измерением
a. косвенным;
b. совместным;
c. прямым;
d. совокупным.
12. Измерения, изменяющиеся по размеру физической величины на протяжении времени измерения, являются измерениями
a. динамическими;
b. абсолютными;
c. статическими;
d. относительными.
13. Измерения размеров тела – это измерения
a. статические;
b. относительные;
c. абсолютные;
d. динамически