Средства измерений. Понятие об измерении физической величины

Понятие об измерении физической величины

Физическая величина, её значение и размер

Под физической величиной понимается характеристика физических объектов или явлений материального мира. Физическая величина представляет собой либо обобщенное понятие, либо конкретную индивидуальную характеристику объекта или явления.

Под значением конкретной физической величины понимают её оценку, выраженную произведением отвлеченного числа, на принятой для данной физической величины, единицу.

X = k [x], где X – это значение конкретной величины, k – отвлеченное число, называемое числовыми значением величины.

x – принятое значение физической величины. Например, I = 5А.

Количественное содержание характеристики физического объекта или явления, называется размером физической величины. Под единицей физической величины, понимают величину фиксированную по размеру и принятую в качестве основы для количественной оценки конкретных физических величин. Под системой физических величин понимают совокупность взаимосвязанных физических величин, используемых в отдельных областях естествознания. Система физических величин состоит из основных и производных физических величин. Основная физическая величина – это величина в некоторой системе величин, принимаемая за независимую и используемая для определения других величин этой системы. Производная физическая величина – это величина, в некоторой системе величин, определяемая через другие ранее веденные величины этой системы. Большинство производных величин определяются простейшими уравнениями связи между физическими величинами, тоже самое можно сказать о системе единиц физических величин (основные и производные).

Великий русский ученый Д.И. Менделеев о значении измерения для науки оговаривал, что наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука не мыслима без меры. Измерение физической величины это последовательность операций выполняемых опытным путём при помощи специальных технических средств по нахождению с известной точностью значения физической величины, характеризующий исследуемый объект или явление. Измерение начинают с привидения технического средства измерения во взаимодействие с исследуемым объектом. В результате возникает измерительный сигнал на входе средства измерения. Оканчивают измерение при получении информации о физической величине в виде значение величины и оценки погрешности этого значения.

Под средствами измерений понимают специальные технические средства, используемые при измерениях нормированные метрологические свойства. К этим средствам относятся:

1) Эталоны единиц

2) Меры

3) Измерительные приборы

4) Установки

5) Системы

Эталоны единиц – это средство измерений, обеспечивающее воспроизведение и хранение единиц для передачи их размеров другим нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполненные по особой спецификации и официально утвержденные в установленном порядке в качестве эталонов.

Меры – это средство измерений для воспроизведения физических величин, заданного размера (кварцевый генератор).

Измерительные приборы – это средство измерений для выработки сигналов измерительной информации в форме доступной для непосредственного восприятия наблюдателя.

Под измерительной информацией понимают информацию о значениях измеряемых физических величин. Сигнал измерительной информации – это сигнал функционально связанной с измеряемой физической величиной. Различают аналоговые и цифровые измерительные приборы.

Аналоговый прибор – прибор, показание которого является непрерывной функцией изменения измеряемой величины.

Цифровой прибор – прибор автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме.

Сложные измерительные средства могут состоять из функционально связанных простых измерительных средств. К ним относятся установки и системы. Измерительные установки – это совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств для выработки сигналов измерительной информации в форме удобной для непосредственного восприятия наблюдателя и расположенного в одном месте.

Измерительные системы – совокупность измерительных средств измерений и вспомогательных устройств соединенных между собой каналами связи и предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме удобной для автоматической обработки передачи и использования в других технических средствах. Измерительная система может состоять из нескольких измерительных установок связанных с каналом связи и обеспечивающее решение единой измерительной задачи.

Наиболее распространенные группы средств измерений это измерительные приборы. Измерительные приборы можно классифицировать по различным признакам, а именно по назначению, принципу действия, условиям эксплуатации, конструкции, точности и т.д. В частности по назначению приборы можно разделить на следующие группы:

1) Приборы общего назначения (Приборы широко распространенные и предназначенные для использования в различных условиях эксплуатации (в науке, технике и производстве)).

2) Специальные приборы – это приборы узкого назначения пригодные для использования только при определенных условиях эксплуатации.

3) Встроенные приборы – входящие в конструктивный состав каких-либо устройств и аппаратов

4) Образцовый прибор (эталонные)- приборы высокой точности предназначенные для проверки, градировки измерительных приборов более низкой точности.