Под измерением некоторого свойства можно понимать помещение измеряемого свойства в определенную точку оценочной шкалы с использованием экспертных и аппаратурных методов. Измерением свойства («измеримой величины») также часто называют получение количественной оценки этого свойства при сопоставлении измеряемой величины с единицей, воспроизводимой мерой (непосредственное воспроизведение единицы) или прибором (опосредованное воспроизведение).
В отличие от квалиметрии, которая имеет наиболее широкий набор объектов оценки, метрология занимается измерениями физических величин. Под физическими величинами понимают свойства объектов, которые можно объективно оценивать с использованием средств измерений.
Измерение физической величины – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.
|
|
Основное уравнение измерения физической величины можно записать в виде
Q = Nq,
где Q – измеряемая физическая величина;
q – единица физической величины;
N – числовое значение физической величины (определяет соотношение измеряемой величины и использованной при измерениях единицы.
Из уравнения измерения следует, что в основе любого измерения лежит сравнение исследуемой физической величины с аналогичной величиной определенного размера, принятой за единицу. Суть измерения состоит в определении числового значения физической величины. Этот процесс называют измерительным преобразованием, подчеркивая связь измеряемой физической величины с полученным числом. Можно представить однократное преобразование или цепочку преобразований сигнала, полученного от измеряемой физической величины, в иную величину, но конечной целью преобразования является получение числа (рисунок 4.1).
Объект измерения ФВ (Q) |
Измерительный прибор |
Результат измерения число (N) |
Измерительный преобразователь |
Измерительный преобразователь |
Рисунок 4.1 – Измерение как преобразование значения физической величины в число |
Измерительное преобразование всегда осуществляется с использованием некоторого физического закона или эффекта, который рассматривают как принцип, положенный в основу измерительного преобразования.
Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенное в основу измерений. Как примеры можно рассмотреть измерение температуры с помощью термопары (использование термоэлектрического эффекта), измерение массы взвешиванием на пружинных весах (определение искомой массы по вызываемой ею силе тяжести, основанное на принципе пропорционального упругого растяжения).
|
|
Из примеров видно, что фактически принципы измерений определяются принципами, заложенными в использованные средства измерений. Поскольку принципы измерений связаны с измерительными преобразованиями, то можно говорить о средствах измерений, построенных на определенных принципах преобразования измерительной информации: механических, оптических, электрических, пневматических, гидравлических, магнитных и других. В сложных средствах измерений используют комбинированные принципы, включающих два и более конкретных принципа, например оптико-механические приборы, фотоэлектрические приборы, электромагнитные приборы и ряд других.
Для систематизации подхода к измерению, для выявления и оценки погрешностей, прежде всего, необходимо классифицировать сами измерения.