Методы измерений

Методы измерений классифицируют по многим призна­кам.

1. По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения методы измерений подразделяются на статические и динамические (сущность методов представлена в классификации измерений, п. 2.1)

2. По способу получения результатов измерений (виду уравнения измерений) методы измерений разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные (сущность методов представлена в классификации измерений, п. 2.1).

3. По условиям, определяющим точность результата измерения, методы делятся на три класса: измерения максимально возможной точности; контрольно-поверочные измерения; технические измерения (сущность методов представлена в классификации измерений, п. 2.1).

4. Исходя из способа сравнения измеряемой величины с ее единицей, различают методы непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.

При методе непосредственной оценки определяют значение величины непосредственно по отсчетному устройству показывающего средства измерения (штангенциркуль, термометр, вольтметр и пр.). Мера, отражающая единицу измерения, в измерении не участвует. Ее роль играет в средстве измерения шкала, проградуированная при его производстве с помощью достаточно точных средств измерения.

При использовании метода непосредственной оценки частным методом может служить метод совпадений, при котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов (например, при измерении штангенциркулем используют совпадение отметок основной и нониусной шкал).

При методе сравнения с мерой измеряемую величину срав­нивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Существуют несколько разновидностей метода сравнения с мерой.

Метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения (измерение массы на рычажных весах с использованием гирь).

Нулевой метод, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры доводят до нуля, например, это может быть сделано в методе противопоставления при измерени массы на рычажных весах или при измерении сопротивления по схеме моста сопротивления с полным его уравновешиванием.

Метод измерений замещением, при котором измеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой. Например, на чашку весов, предназначенную для измерения массы, помещают комплект гирь и уравновешивают весы произвольным грузом. Затем на чашку с гирями помещают взвешиваемую массу и снимают часть гирь для восстановления равновесия. Суммарное значение массы снятых гирь соответствует значению взвешиваемой массы.

Метод измерений дополнением, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор воздействовала сумма, равная заранее заданному значению.

Дифференциальный метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от измеряемой величины, в результате сравнения определяется разность между этими двумя значениями. Таким методом, например, определяют отклонение контролируемого диаметра детали на оптиметре после его настройки на нуль по блоку концевых мер длины.

5. По условиям измерения различают контактный и бесконтак­тный методы измерений.

Контактный метод измерений основан на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения (измерение линейных размеров индикаторами, измерение температуры тела термометром).

Бескон­тактный метод измерений основан на том, что чувствительный элемент прибора не приводится в контакт с объектом измере­ния (измерение расстояния до объекта радиолокатором, изме­рение температуры в доменной печи пирометром, измерение линейных и угловых размеров на измерительном микроскопе).

6. По способу выражения результатов измерений различают абсолютный и относительный методы измерения (сущность методов представлена в классификации измерений, п. 2.1).

7. В зависимости от совокупности измеряемых параметров изделия различают поэлементный и комплексный методы измерения.

Поэлементный метод характеризуется измерением каждого параметра изделия в отдельности (например, эксцентриситета, овальности, огранки цилиндрического вала).

Комплексный метод характеризуется измерением суммарного показателя качества, на который оказывают влияние отдельные его составляющие (например, измерение радиального биения цилиндрической детали, на которое влияют эксцентриситет, овальность и др.).

8. Различают также инструментальный, экспертный, эвристический и органолептический методы измерений.

Инструментальный метод основан на использовании специальных технических средств, в том числе автоматизированных и автоматических.

Экспертный метод основан на использовании данных нескольких специалистов. Широко применяется в квалиметрии, спорте, искусстве, медицине.

Эвристические измерения основаны на интуиции. Широко используется способ попарного сопоставления, когда измеряемые величины сначала сравниваются между собой попарно, а затем производится ранжирование на основании результатов этого сравнения.

Органолептические измерения основаны на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса). Часто используются измерения на основе впечатлений (конкурсы мастеров искусств, соревнования спортсменов).

Методы измерений различают также:

- по физическому принципу измерения (механические, пневматические, акустические, оптические, электрические и т.п.);

- по виду измерительных сигналов в средствах измерения (аналоговые и цифровые); при аналоговом виде – соответствующая функция непрерывна, при цифровом виде – квантуется.

Лекция 8 (3 ч.)