Меню

Средства измерения физических величин общая классификация



27. Классификация измерений физических величин.

Измерение физ. величин – совокупность операций по примен. технического ср-ва, хранящего ед. физ. величин, заключающиеся в сравнении измеряемой величины с её единиц с целью получения значений этой величины в форме наиболее удобной для пользователя.

1) Прямое измерение – искомое значение находится из опытных данных.

2) Косвенное измер. – значение определ. на основании прямых измерений величин связанных зависимостью с измеряемой величиной.

3) Совместные измерения — проводимые одновременно измерения двух или нескольких разнородных величин для определения зависимости между ними.

4) Совокупные измерения — когда проводят измерения одновременно нескольких однородных величин , когда значения этих величин находят путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях различных сочетаний этих величин . Классический пример совокупных измерений — калибровка набора гирь по одной эталонной гире, проводимая путем измерений различных сочетаний гирь этого набора, и решения полученных уравнений.

По выражению результатов измерений:

Абсолютное измерение — это измерение , основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величии и (или) использовании значений фундаментальных физических констант.

Относительное измерение — измерение отношения величины к одноименной величине, принятой за исходную.

По метролог. значению:

Технические измерения — измерения с целью получения информации о свойствах материальных объектов, процессов и явлений окружающего мира.

Метрологические измерения — измерения для реализации единства и необходимой точности технических измерений, производимые с помощью эталонов или образцов.

По характеру изменения измеряемой величины:

Статическое измерение — измерение величины , которая принимается в соответствии с поставленной измерительной задачей за неизменяющуюся на протяжении периода измерения .

Динамическое измерение — измерение величины , размер которой изменяется с течением времени.

По признаку точности.

Равноточные измерения — определенное количество измерений любой величины , произведенных аналогичными по точности средствами измерений в одинаковых условиях.

Неравноточные измерения — определенное количество измерений любой величины , произведенных отличными по точности средствами измерений и (или) в различных условиях.

По числу измерений:

Однократное измерение — измерение , произведенное один раз.

Многократное измерение — измерение одного размера величины , результат этого измерения получают из нескольких последующих однократных измерений (отсчетов). [5]

28. Методы измерения

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

При косвенных измерениях широко применяется преобразование измеряемой величины в процессе измерений.

Для прямых измерений можно выделить шесть основных методов:

-метод непосредственной оценки, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора (определение массы на циферблатных весах, измерение длины при помощи линейки с делениями и т.д.);

-метод сравнения с мерой, где измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой, например, измерение массы с помощью рычажных весов уравновешиванием гирей;

-метод дополнения, где значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению;

-дифференциальный метод характеризуется измерением разности между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. Данный метод позволяет получать результат высокой точности даже при использовании относительно примитивных средств;

-нулевой метод – измеряемую величину сравнивают с величиной, значение которой известно и которая выбрана так, чтобы разность между измеряемой и известной величинами равнялась нулю. Совпадение значений этих величин отмечают при помощи нулевого указателя (нуль-индикатора). Для воспроизведения любого значения известной величины в большинстве случаев пользуются наборами (магазинами) мер. Нулевой метод аналогичен разностному, но можно применять меры во много раз меньше измеряемой величины (за счет неравноплечих рычагов) или можно изменять эффект действия известной величины, передвигая вдоль плеча со шкалой.

-метод замещения — метод сравнения с мерой, в которой измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, например, взвешивание с поочередным размещением измеряемого объекта и гирь на одну и ту же чашу весов.

Читайте также:  Средств измерения параметров движения

Источник

Классификация средств измерений

Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие или хранящие единицу величины, размер которой принимается неизменным в течении известного времени.

Метрологические характеристики средств измерений – характеристики свойств средств измерений.

Средства измерений классифицируются по их роли в процессе измерений и выполняемым функциям [ПЛАКАТ- Классификация СИ по их роли в процессе измерения и выполняемым функциям].

СИ можно классифицировать по двум признакам: конструктивное исполнение и метрологическое назначение.

По конструкторскому исполнению средства измерений делятся:

1 меры (например, гиря);

2 измерительные преобразователи (термопара);

3 измерительные приборы (вольтметр);

4 измерительные установки и системы (разрывная машина).

По метрологическому назначению средства измерений делятся:

1 рабочие средства измерений;

По уровню стандартизации средства измерений делятся:

— стандартизированные, изготовленные в соответствии с требованием стандартов;

— не стандартизированные, предназначенные для решения специальной измерительной задачи.

К нестандартным средствам измерения относятся вязкозиметры ВЗ-4, ВЗ-246, маятниковый прибор, шкала гибкости, клин и т.д. К средствам испытаний: камера влажности Г-4, камера солевого тумана КСТ, камера сернистого газа и т.д.

Измерительные преобразователи — СИ, служащие для преобразования измеряемой величины в другую величину или сигнал измерительной информации удобный для обработки хранения дальнейших преобразований. По характеру преобразования различают аналоговые (АП), цифроаналоговые (ЦАП), аналого-цифровые (АЦП) преобразователи. По месту в измерительной цепи различают первичные и промежуточные преобразователи.

Измерительный прибор — СИ, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне.

Измерительная установка — совокупность функционально объединенных элементов — мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, предназначенных для измерения одной или нескольких физических величин и расположенных в одном месте. Измерительную установку, предназначенную для испытаний каких-либо изделий иногда называют испытательным стендом.

Измерительная система — совокупность функционально объединенных элементов, размещенных в разных точках контролируемого пространства с целью измерений одной или нескольких физических величин свойственных этому пространству.

Технические системы и устройства с измерительными функциями представляет собой технические системы и устройства, которые наряду с основными выполняют и измерительные функции. Они имеют один или несколько измерительных каналов. Примером таких систем являются диагностическое оборудование.

Рабочие СИ предназначены для проведения технических измерений. По применению разделяют:

— лабораторные (повышенная точность и чувствительность);

— производственные (повышенная стойкость к ударно-вибрационным нагрузкам высоким и низким температурам);

— полевые (повышенная стабильность в условиях резкого перепада температур высокой влажности).

К средствам измерений относится и эталон.

Эталоны являются высокоточными СИ, именно поэтому используются для проведения метрологических измерений в качестве средств передачи информации о размере единицы.

Эталон – высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерения. От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них рабочим средствам измерения.

Эталоны классифицируются как:

Первичный эталон может быть международным и национальным. Первичный эталон – эталон воспроизводящий единицу величины с наивысшей точностью возможной в данной области измерений на современном уровне научно – технических достижений.

Международный эталон хранит и поддерживает международное бюро мер и весов (МБМВ).

Вторичные эталоны – эталоны свидетели, предназначенные для проверки сохранности гос. эталонов и его замены в случае порчи или утраты.

Эталоны копии – для передачи размеров единиц рабочим эталонам.

Эталоны сравнения – предназначены для сличения эталонов.

Воспроизведение единицы величины – совокупность операций по материализации величины с наивысшей точностью посредством государственных эталонов или образцового средства измерения. Различают воспроизведение основных и производных единиц.

Для некоторых единиц величин эталоны отсутствуют или нет необходимости их создания. Например, нет эталона площади.

Для некоторых единиц величин нет необходимости в создании эталонов для воспроизведения и хранения, т.к. достаточно наличие образцовых средств измерения.

Читайте также:  Электрический заряд это единица измерения

Источник

Измерение физических величин. Классификация видов измерений.

Измерение физических величин. Классификация видов измерений.

Физическая величинаодно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Истинное значение физической величинызначение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Действительное значение физической величинызначение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.

Измерение — совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины.Качество измерений оценивается по:

2) Точности (близость результатов измерения к истинному значению величины)

3) Правильности (близость к нулю систематических погрешностей)

4) Сходимости (в разных условиях один и тот же результат)

5) Воспроизводимости ( в 1 и той же лаборатории один и тот же результат)

Классификация измерений:

По признаку точности — равноточные и неравноточные измерения.

По числу измерений — однократные и многократные измерения.

По характеру изменения измеряемой величины — статические и динамические

По цели измерения — технические и метрологические измерения.

По используемым размерам единиц — абсолютные и относительные измерения.

По способу получения результата измерений — совокупные, совместные, косвенные и прямые измерения.

7. Методы измерений по областям измерений:Измерения геометрические, механические, давления и т.д.

Международная система единиц

Наличие ряда систем единиц физических величин, а также значительного числа внесистемных единиц, неудобства, связанные с пересчетом при переходе от одной системы единиц к другой, требовали унификации единиц измерений. Рост научно-технических и экономических связей между разными странами обусловливал необходимость такой унификации в международном масштабе. Требовалась единая система единиц физических величин, практически удобная и охватывающая различные области измерений.

Система СИ была принята в 1960г XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.

Система СИ определяет семь основных и производные единицы измерения, а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц измерения и правила записи производных единиц.

В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование системы СИ. В нем перечислены единицы измерения, приведены их русские и международные названия и установлены правила их применения. По этим правилам в международных документах и на шкалах приборов допускается использовать только международные обозначения. Во внутренних документах и публикациях можно использовать либо международные либо русские обозначения (но не те и другие одновременно).

Основные единицы системы СИ: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. К примеру, метр равен длине пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды и т.д. В рамках системы СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е. ни одна из основных единиц не может быть получена из других.

Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в Системе СИ присвоены собственные названия.

Приставки можно использовать перед названиями единиц измерения; они означают, что единицу измерения нужно умножить или разделить на определенное целое число, степень числа 10. Например приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.

В настоящее время система СИ принята в качестве законной системы единиц измерения большинством стран мира и почти всегда используется в области науки (даже в тех странах, которые не приняли СИ).

Погрешности измерений.

Погрешность — отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Читайте также:  Форма 2 бухгалтерской отчетности единица измерения

По форме представления:

· Абсолютная погрешность измерения— погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины. Это разность между показанием измерительного прибора и действительным значением измеряемой величины:

· Относительная погрешность измерения — погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины:

Она более информативна! Выражается в процентах или долях.

· Приведенная погрешность измерения –это погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона:

где Xn — нормирующее значение, которое зависит от типа шкалы измерительного прибора и определяется по его градуировке:

(если шкала прибора односторонняя, то есть нижний предел измерений равен нулю, то Xn определяется равным верхнему пределу измерений; если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно ширине диапазона измерений прибора.)

Выражается в процентах или долях.

По причине возникновения:

По характеру проявления:

· Грубая погрешность (промах)

А так же погрешности бывают:

Класс точности средств измерений — обобщенная характеристика средств измерений, определяемые пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Классы точности присваиваются средствам измерений при их разработке с учетом результатов государственных приемочных испытаний.

5. Методы и средства измерения температуры..

Термометрическое свойство Наименование средства измерения Диапазон измерений в *С
Основаны на изменении объема газа, жидкости и твердых тел в зависимости от температуры Термометры расширения: Жидкостные Дилатометрические Биметаллические Манометрические (основаны на изм. давления газа/пара или жидкости в замкнутой системе при изм.темп) -250..750 -150…700 -150…700 -120…600
Термоэлектрический эффект (основаны на изм. термоЭДС при нагревании спая разнородных проводников) Термоэлектрические термометры («в замкнутой цепи, состоящей из 2х и более разнородных проводников возникает эл.ток, если места соединения нагреты до различной температуры»Остается только измерить этот ток) -100…1800
Использование зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от температуры Термометры сопротивления -100…650
Тепловое излучение Пирометры частичного излучения (основаны на изм.яркости свечения тел при изм.темп.) Пирометры радиационные (основаны на изм. суммарной энергии излучаемой нагретым телом при изм.темп.) Цветовые пирометры (основаны на изм. цвета нагретого тела при изм.температуры) 700-6000 20-2000 1400-2800

Приборы для измерения температуры условно классифицируются по диапазону измерений: термометры

Классифицируются на контактные и бесконтактные приборы

Измерение физических величин. Классификация видов измерений.

Физическая величинаодно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Истинное значение физической величинызначение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Действительное значение физической величинызначение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.

Измерение — совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины.Качество измерений оценивается по:

2) Точности (близость результатов измерения к истинному значению величины)

3) Правильности (близость к нулю систематических погрешностей)

4) Сходимости (в разных условиях один и тот же результат)

5) Воспроизводимости ( в 1 и той же лаборатории один и тот же результат)

Классификация измерений:

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Источник