Метод и методика измерений

Выбор того или иного метода измерений зависит от измерительной задачи, которую следует решить (точность результата измерений, быстрота его получения и др.). При решении любой измерительной задачи важно иметь такие средства измерений, в которых реализованы выбранные принципы измерений. Например, температуру можно измерить платиновым термометром сопротивления (реализованный принцип измерения — зависимость сопротивления платины от температуры) и термоэлектрическим термометром (реализованный принцип измерения — зависимость термоЭДС от разности температур). Безусловно, при разработке того или иного метода измерений принцип измерения влияет на выбор средства измерений. Но это не означает, что принцип измерения следует считать одним из основных компонентов при определении метода измерений. Метод измерений — это способ решения измерительной задачи, характеризуемый его теоретическим обоснованием и разработкой основных приемов применения средства (средств) измерений.

Методы измерений весьма разнообразны. Их появление обусловлено научно-техническим прогрессом. И все же основными из них являются метод непосредственной оценки (значение величины получают непосредственно по отсчетному устройству, например, отсчет по часам, по барометру-анероиду, амперметру) и метод сравнения с мерой (измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой, например, измерение массы на рычажных весах). Метод сравнения с мерой имеет ряд разновидностей. Широко распространен, в частности, так называемый нулевой метод (при сравнении измеряемой величины с величиной, воспроизводимой мерой, их различие сводят к нулю). Известны также контактный и бесконтактный методы измерений, при которых чувствительный элемент прибора приводится (контактный метод) или не приводится (бесконтактный метод) в контакт с объектом измерения. Так, измерение диаметра вала измерительной скобой осуществляется контактным методом, измерение температуры в доменной печи пирометром или параметров изделия на измерительной машине, снабженной электронными щупами, — бесконтактным методом.

Разновидность метода сравнения с мерой — метод замещения (замещение измеряемой величины мерой с известным значением). Например, взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы груза и гирь на одну и ту же чашу весов относят к методу замещения. Очевидно, что выбор метода измерений зависит от его теоретической обоснованности, наличия необходимых средств измерений, их вида (мера, измерительный прибор и др.) и конструктивных особенностей. Например, чтобы решить такую простейшую измерительную задачу, как измерение высоты заводской трубы, можно выбрать один из следующих методов:

1. поднимаясь с рулеткой на трубу, произвести измерение (метод сравнения с мерой);

2. снабженному высотомером вертолету подняться до уровня трубы и измерить расстояние до земли (метод непосредственной оценки);

3. вычислить высоту трубы как катет прямоугольного треугольника на основании прямых измерений горизонтального расстояния до трубы и вертикального угла, образованного основанием и вершиной трубы (метод косвенных измерений).

Если метод измерений предусматривает разработку основных приемов применения средства измерений, то методика измерений — это, по сути дела, технология выполнения измерений с целью наилучшей реализации выбранного метода измерений. Методика измерений предопределяет требования к выбору средств измерений, порядок выполнения операций, необходимость соблюдения установленных условий измерений, числа измерений, способов обработки их результатов. В нашей стране разрабатываются нормативно-технические документы, устанавливающие конкретные методики измерений. Вместе с тем, хотя понятие «методика измерений» и используется в метрологической практике, оно не стандартизовано в рамках ГСИ. Учитывая имеющийся опыт разработки методик измерений, можно сформулировать следующее определение этого понятия: методика измерений — это установленная совокупность операций и правил, выполнение которых при измерении обеспечивает получение результатов измерений в соответствии с данным методом.

Часто повторяющиеся измерения обычно регламентируются нормативно-техническим документом, устанавливающим унифицированную методику измерений. Унификация методик имеет важное значение в обеспечении единства тех или иных измерений.