Меню

Прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей это



Методы измерений. Метод измерений — прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

Метод измерений — прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

Под принципом измерений понимается физическое явление или эффект, положенные в основу измерения тем или иным типом средств измерений.

Метод измерений обычно обусловлен конструкцией средства измерения.

В соответствии с РМГ 29−90 различают следующие основные методы измерений:

методы сравнения с мерой:

по условиям измерения:

Непосредственный метод — метод измерений, в котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Например, измерение штангенциркулем, микрометром.

Метод сравнения с мерой — метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Например, измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями (мерами массы с известными значениями).

Дифференциальный метод измерений — метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной мерой, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от измеряемой величины, при котором измеряется разность между этими двумя значениями.

В этом случае относительная погрешность Dx измеряемой величины x будет равна

, (2.6)

где — относительная (отнесенная к номинальному значению меры ) погрешность калибровки меры;

— инструментальная погрешность прибора ( ):

a — величина, имеющая известное значение, незначительно отличающееся от измеряемой величины;

x — измеряемая величина.

При малых значениях a влияние на точность результата измерений может быть сведена к нулю.

Этот метод нашел широкое распространение при поверке средств измерений.

Нулевой метод измерений — метод сравнения с мерой, при котором разность между измеряемой величиной и мерой сводится к нулю.

Например, измерение сопротивления с помощью моста сопротивлений; взвешивание на весах, когда на одном плече находится взвешиваемый груз, а на другом — набор эталонных грузов.

Метод замещения — метод сравнения с мерой, в котором измеренную величину замещают известной величиной воспроизводимой меры.

Метод замещения применяется при взвешивании. Например, одна весов с грузом массой M1 уравновешивается любым другим грузом (тарой, гвоздями, и т.д.). Затем груз M1 снимается и на ту же чашу весов помещаются высокоточные гири, так чтобы весы вновь уравновесились.

В этом случае неуравновешенность весов от неравноплечности устраняется.

Метод совпадения — метод сравнения с мерой, в котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Примером использования данного метода может служить измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом, или определение скорости вращения детали бесконтактным методом на основе стробоскопического эффекта.

Деталь освещается неоновой лампой стробоскопа импульсами, вырабатываемыми генератором импульсов. При совпадении частоты импульсов и частоты вращения детали риска на детали кажется неподвижной.

По условиям измерения различают:

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

§ Бесконтактный метод измерений основан на том, что чувствительный элемент прибора не приводится в контакт с объектом измерения (измерение расстояния радиолокатором, дальномером).

Источник

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ. Метод измерения – совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений (физическое явление или

Метод измерения – совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений (физическое явление или процесс, положенное в основу измерения).

1. Метод непосредственной оценки. Значения измеряемой величины определяют по отсчетному устройству прибора.

2. Метод сравнения с мерой. Измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой меры.

2.1. Метод дополнения. Значение измеряемой величины дополняются мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения действовала их сумма, равная заранее заданному значению.

2.2. Метод замещения. Сравнение с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной с помощью воспроизводимой меры

3. Дифференциальный метод характеризуется измерением разности между измеряемой величиной и известной с помощью воспроизводимой меры. Метод позволяет получить результат высокой точности при использовании относительно грубых СИ.

L a x = ? x = L + a а – измеряемая величина

Действительное значение ад будет отличаться от измеренного а на величину погрешности Δ.

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ И ИХ ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

СИ – техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Метрологическая характеристика – характеристика одного из свойств СИ, влияющая на результат измерения и его точность (погрешность диапазона измерений, стабильность, градировочная характеристика).

Метрологическая характеристика (МХ), установленная нормированными документами на данное СИ, называется нормированной, а определяемая экспериментально – действительной.

Тип СИ – совокупность СИ одного и того же назначения, основанного на одном и том же принципе действия, имеющее одинаковую конструкцию и выпущенное по одной документации, т.е. это абсолютно одинаковые приборы, отличающиеся лишь заводскими номерами.

Читайте также:  Как сравнить натуральное число с дробью

Сертификат об утверждении типа СИ – документ, выдаваемый уполномоченным на то госорганом, удостоверяющий, что данный тип СИ утвержден в порядке, предусмотренном действующим законодательством, и соответствует установленным требованиям.

Вид СИ – совокупность СИ, предназначенных для измерения данных ФВ. Вид СИ может включать в себя несколько типов.

2. Диапазон показаний и диапазон измерений

Диапазон показаний – область значения шкалы, ограниченная начальным и конечным ее значением.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормируемы допускаемые погрешности СИ.

3. Нормальные условия применения СИ – условия, при которых влияющие величины имеют нормальные значения (в установленном стандарте).

4. Рабочие условия применения СИ – условия, при которых возможная работа СИ, и влияющие величины могут иметь значения, отличные от нормальных; пределы влияния влияющих величин нормализуют дополнительной погрешностью.

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

1. По конструктивным признакам;

2. По измеряемой физической величине;

3. По метрологическому назначению;

4. По уровню стандартизации.

Классификация СИ по конструктивному признаку.

1. Мера – это СИ, предназначенная для воспроизведения заданного размера:

1.1. Однозначные. Определяют ФВ одного размера.

1.2. Многозначные. Определяют ряд ФВ различного размера (линейка).

1.3. Набор мер – совокупность однозначных и многозначных мер (магазин электрических сопротивлений).

2. Стандартный образец (СО) – это СИ в виде определенного количества вещества (материала), состав и свойства которого установлены аттестацией. СО относят к однозначным мерам.

3. Измерительный прибор – это СИ, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для восприятия.

3.1. Показывающая. Показывают отсчитываемые показания:

3.1.1. Прямого действия (амперметр);

3.1.2. Приборы сравнения измерительных ФВ с величинами, которые известны (весы).

4. Измерительные преобразователи – это СИ, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи:

4.1. Первичные (датчики) непосредственно воспринимают измеряемую величину и преобразовывают в сигнал.

4.2. Промежуточные работают в сочетании с первичными и не влияют на измерение рода ФВ, они преобразуют сигнал первичных преобразователей (например, усиливают).

4.3. Передающие регистрируют и передают значения ФВ на расстоянии.

5. Измерительные установки – совокупность СИ и вспомогательных устройств, находящихся в одном месте.

6. Измерительные системы – это совокупность объединенных сил и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи и расположенных в разных местах. Предназначены для измерения полученной информации, обработки и управления объектами

Вспомогательные СИ – это СИ ФВ, значения которых влияют на метрологические свойства других СИ.

Классификация средств измерения по измеряемой физической величине

Делятся на 13 групп и связаны с видами измерения:

3. Расхода вместимости уровня;

4. Давления и вакуума;

6. Температурные и теплофизические;

7. Времени и частоты;

8. Электрические и магнитные;

12. Параметров ионизирующих излучений;

Классификация средств измерения по метрологическому назначению

1. Рабочие СИ измеряют ФВ в различных отраслях хозяйства.

2. Метрологические предназначены для метрологических целей – воспроизведение, хранение и передача размера единицы ФВ рабочим СИ. К ним относятся эталоны, проверочные установки и образцовые СИ – мера или измерительный прибор, служащий для поверки по ним других СИ.

Классификация средств измерения по уровню стандартизации

1. Стандартизованная – изготовленная и применяемая в соответствии ГОСТа или ОСТа. Их подвергают испытаниям, а сведения о них вносят в гос. реестр;

2. Нестандартизованная – это СИ, стандартизация требований к которым признана нецелесообразной. К ним относятся узкоспециализированные СИ, изготовленные в единичных экземплярах и не предназначенные для массового производства. Измерительные задачи носят ограниченный и локальный характер. Как правило, используются на одном или нескольких предприятиях для вспомогательных измерений.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Метод измерения — прием или совокупность приемов (способов) сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерения.

Тема 9. Методы измерений

Основу реализации любого измерения составляет взаимосвязанная триада: принцип, метод и методика измерения.

Принцип измерения — совокупность физических явлений (эффектов), положенных в основу измерения тем или иным средством измерений.

Рассмотрим один из широко распространенных эффектов.

Термоэлектрический эффект широко применяется при измерениях темпера­туры, причем используются два основных способа реализации этого эффекта. В первом используется свойство изменения электрического сопротивления метал­лов и полупроводников при изменении температуры. Из металлов часто применя­ются медь (для обычных измерений) и платина (для высокоточных измерений). Соответствующий измерительный преобразователь называется терморезистором. Чувствительные элементы полупроводникового преобразователя — термистора изготавливаются из окислов различных металлов. С увеличением температуры сопротивление термистора уменьшается, в то время как у терморезистора возрас­тает. Зависимость изменения сопротивления термисторов при изменении темпера­туры существенно нелинейна, у медных терморезисторов — линейна, у платино­вых аппроксимируется квадратным трехчленом. Платиновые терморезисторы позволяют измерять температуру в пределах от —200 °С до +1000 °С.

Читайте также:  Сравнение космических кораблей разных вселенных

Примерами принципов измерений являются:

• применение эффекта Доплера для измерения скорости;

• использование силы тяжести при измерении массы взвеши­ванием;

• зависимость сопротивления платины от температуры, реали­зованная в платиновых термометрах сопротивления;

Однако выбором принципа измерений не исчерпывается определение метода измерений. Это гораздо более общее понятие, характеризующее способ решения измерительной задачи. Оно определяется следующим образом.

Метод измерения — прием или совокупность приемов (способов) сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерения.

Методы измерений весьма разнообразны. Их можно классифицировать по различным признакам. Первый из них — используемый физический принцип.

По нему методы измерений разделяют на электрические, магнитные, акустические, оптические, механические и т. д.

В качестве второго признака классификации используют режим изменения во времени измерительного сигнала. В соответствии с ним все методы измерений разделяют на статические и динамические.

Третий признак — способ взаимодействия СИ и объекта измерений. По этому признаку методы измерений разделяют на контактные (чувствительный элемент средства измерений (СИ) приводится в контакт с объектом измерений) и бесконтактные (чувствительный элемент СИ не приводится в контакт с объектом измерений).

Четвертый признак — применяемый в СИ вид измерительных сигналов. В соответствии с ним методы разделяют на аналоговые и цифровые.

Однако более общей является метрологическая классификация методов измерений, под которой понимается классификация по способу сравнения измеряемой величины с единицей (см. рис. 2). По этому признаку все методы измерений разделяют на два метода:

1) Метод непосредственной оценки позволяет определить значение величины непосредственно по показывающему средству измерений (амперметр, вольтметр, термометр). Мера, отражающая единицу измерения (дольные, кратные ее части), в измерении непосредственно, как правило, не участвует. Ее роль в показывающем средстве измерений играет шкала, проградуированная при его производстве с помощью достаточно точных средств измерений.

2) Метод сравнения с мерой предусматривает сопоставление измеряемой величины с величиной, воспроизводимой мерой. (измерение массы на рычажных весах) Методы сравнения имеет ряд разновидностей:

Дифференциальный (разностный) метод измерения заключается в сравнении измеряемой величины с однородной величиной, имеющей известное значение. При этом разность между измеряемой величиной и величиной с известным значением, которую собственно и измеряют, мала по сравнению с самими этими величинами. Пример: измерения, выполняемые при поверке мер длины сравнения с образцовой мерой на компараторе (приборе, предназначенном для сравнения мер).; спектрофотометрическое определение больших и малых содержаний веществ в анализируемом растворе, когда измеряемая величина — оптическая плотность — представляет собой разницу между абсолютными оптическими плотностями анализируемого и стандартного (нулевого) растворов.

Частным случаем дифференциального метода является Нулевой метод измерениясостоит в том, что результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля. В данном случае значение измеряе­мой величины равно значению, которое воспроизводит мера. При­мерами нулевого метода являются: взвешивание массы на весах с помощью набора гирь; измерение электрического напряжения мостом с полным его уравновешиванием.

Дифференциальный метод обеспечивает снижение погрешно­сти измерений. Для борьбы с систематическими погрешностями полезен метод замещения. Метод замещения — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают величиной, вос­производимой мерой.Поскольку оба измерения проводятся одним и тем же прибором в одинаковых условиях, систематическая погрешность измерений может быть в значительной степени ском­пенсирована. Например, существенная составляющая погрешности измерений массы на рычажных весах — погрешность от неравноплечести весов — может быть исключена из результата измере­ний, если измерения проводить по методу Борда, взвешиванием с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов.

В некоторых измерительных задачах удобно применение дру­гих разновидностей метода сравнения с мерой: метода дополнения и метода совпадений. Метод дополнения — метод сравнения с ме­рой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее известному значению. Например, в некото­рых случаях может оказаться более точным измерение массы, при котором уравновешивают гирю, значение которой известно с вы­сокой точностью, измеряемой массой и набором более легких гирь, помещенными на другую чашку весов.

Метод совпадений — метод измерений, при котором опреде­ляют, разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, используя совпадение отметок шкал или перио­дических сигналов. Примером этого метода является измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом.

Читайте также:  Стандартные интерфейсы net сравнение объектов

Очевидно, что выбор метода измерений зависит от его теоретической обоснованности, наличия необходимых СИ, 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:

• поднявшись с рулеткой на трубу, произвести измерение (метод сравнения с мерой);

• поднять вертолет с высотомером до уровня трубы и измерить высоту подъема (метод непосредственной оценки);

• вычислить высоту трубы как катет прямоугольного тре­угольника на основании результатов измерений расстояния до трубы и угла этого треугольника (косвенные измерения).

Если метод измерений предусматривает разработку основных приемов применения СИ, то методика выполнения измерений — по сути, технология выполнения измерений с целью наилучшей реализации выбранного метода измерений.

Дата добавления: 2015-02-16 ; просмотров: 37 | Нарушение авторских прав

Источник

Измерения

Метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей или шкалой в соответствии с реализованным принципом измерений.

По общим приемам получения результатов измерений методы различают на:

  • прямой метод измерений – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения не требуют методики проведения измерений и проводятся по эксплуатационной документации на применяемое средство измерений;
  • косвенный метод измерений – измерение, результат которого определяют на основании прямых измерений величин, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью. Косвенные измерения применяются в случаях, когда невозможно выполнить прямые измерения, например при определении плотности твердого тела, вычисляемой по результатам измерений объема и массы.

По условиям измерения:

  • контактный метод измерений – основан на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения (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).

Исходя из способа сравнения измеряемой величины с ее единицей, различают:

  • метод непосредственной оценки – метод при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству показывающего СИ (термометр, вольтметр и пр.). Мера, отражающая единицу измерения, в измерении не участвует. Ее роль играет в СИ шкала, проградуированная при его производстве с помощью достаточно точных СИ.
  • метод сравнения с мерой – метод при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями). Существует три разновидности этого метода:
    • нулевой метод – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля, например, измерения электрического сопротивления мостом с полным его уравновешиванием;
    • метод замещения – основан на сравнении с мерой, при котором измеряемую величину замещают измвестной величиной, воспроизводимой мерой, сохраняя все условия неизменными, например взвешивание c поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов;
    • метод совпадений – метод сравнения с мерой, в котором разность между значениями искомой и воспроизводимой мерой величин измеряют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов, например при измерении с использованием штангенциркуляс нониусом наблюдают совпадение меток на шкалах штангенциркуля и нониуса;
  • дифференциальный метод – метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами.
  • метод совпадений – метод измерений, при котором определяют разность между измеряемой величиной и величиной воспроизводимой мерой, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Примером этого метода является измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом. Метод совпадений часто применяется при измерениях параметров периодических процессов.

Поскольку погрешность определяется не только метрологическими характеристиками средств измерений, но и погрешностью отбора и приготовления проб, условиями проведения измерений, ошибкой оператора и другими причинами, это определение означает, что методики выполнения измерений могут разрабатываться и быть аттестованными только применительно к конкретным условиям проведения измерения с использованием конкретных средств.

Данное утверждение не означает, что для каждой измерительной или испытательной лаборатории должны разрабатываться собственные методики. Но если лаборатория использует тип средства измерения, приведенный в аттестованной методике, влияющие факторы (температура и влажность окружающего воздуха и измеряемой среды, напряжение и частота электрической сети, вибрация, внешнее магнитное поле и др.) находятся в определенном данной методикой диапазоне, а оператор соответствует установленной в ней квалификации, то физические величины будут измеряться в этой лаборатории с известной погрешностью.

Источник