Шкала измерений, принципы и методы измерений

Шкала измерений, принципы и способы измерений


Систематизация измерений

Суть, цели и качество измерений

Теоретические базы измерений

Измерение- совокупа операций по применению техниче­ского средства, хранящего единицу физической величины, заклю­чающихся в сопоставлении (в очевидном либо неявном виде) измеряемой величины с ее единицей с целью получения значения этой величи­ны (либо инфы о нем) в форме, более комфортной для ис­пользования.

Согласно официальному определению, единица физической величины - физическая величина фик­сированного размера, которой условно присвоено числовое значе­ние, равное 1, и используемая для количественного выражения од­нородных физических величин.

Целью измерения является получение значения этой величины в форме, более комфортной для практического использования.

Качество измерений - совокупа параметров измерений, обу­славливающих соответствие средств, способа, методики, критерий измерений и состояния единства измерений требованиям измери­тельной задачки (по точности, технике безопасности, экологиче­ским и другим факторам).



Точность измерений - показатель свойства измерения, отра­жающий близость к нулю погрешности его результата.

Единство измерений -характеристика свойства измерений, заключающаяся в том, что их результаты выражаются в узаконен­ных единицах, размеры которых в установленных границах равны размерам воспроизводимых единиц, а погрешности результатов измерений известны с данной вероятностью и не выходят за ус­тановленные пределы.

Измерения различают

по методу получения инфы,

по нраву из­менений измеряемой величины в процессе измерений,

по количеству измеритель­ной инфы,

по отношению к главным единицам.

Систематизация измерений изображена на схеме.

Схема 3. Систематизация измерений

По методу получения инфы измерения делят на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения — это конкретное сопоставление физической величи­ны с ее мерой. К примеру, при определении длины предмета линейкой происхо­дит сопоставление разыскиваемой величины (количественного выражения значения длины) с мерой, т.е. линейкой.

Косвенные измерения отличаются от прямых тем, что разыскиваемое значение ве­личины устанавливают по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с разыскиваемой определенной зависимостью. Так, если измерить силу тока ам­перметром, а напряжение вольтметром, то по известной многофункциональной взаимо­связи всех 3-х нареченных величин можно высчитать мощность электронной цепи.

Совокупные измерения связаны с решением системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин. Решение системы уравнений дает возможность вычислить разыскиваемую величину.

Совместные измерения — это измерения 2-ух либо более неоднородных фи­зических величин для определения зависимости меж ними.

Совокупные и совместные измерения нередко используют в измерениях различ­ных характеристик и черт в области электротехники.

По нраву конфигурации измеряемой величины в процессе измерений бывают статистические, динамические и статические измерения.

Статистические измерения связаны с определением черт случай­ных процессов, звуковых сигналов, уровня шумов и т.д.

Статические измерения имеют место тогда, когда измеряемая величина фактически постоянна.

Динамические измерения связаны с такими величинами, которые в процессе измерений претерпевают те либо другие конфигурации.

Статические и динамические измерения в безупречном виде на практике редки.

По количеству измерительной инфы различают одно­кратные и неоднократные измерения.

Однократные измерения — это одно измерение одной величины, т.е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такового вида измерений всегда связано с большенными погрешностями, потому следует проводить более 3-х однократных измерений и отыскивать конечный итог как среднее арифметическое значение.


Загрузка...

Неоднократные измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин. Обычно малое число измерений в этом случае больше 3-х. Преимущество неоднократных измерений в значимом понижении воздействий случайных причин на погрешность измерения.

Абсолютными измерениями именуют такие, при которых употребляются прямое измерение одной (время от времени нескольких) основной величины и физическая константа. Так, в известной формуле Эйнштейна Е=тс2 масса (т) — основная физическая величина, которая может быть измерена прямым методом (взвешиванием), а скорость света (с) — физическая константа.

Относительные измерения базируются на установлении дела изме­ряемой величины к однородной, используемой в качестве единицы. Естественно, что разыскиваемое значение находится в зависимости от применяемой единицы измерений.

Главные величины не зависимы друг от друга, но они могут служить основой для установления связей с другими физическими величинами, которые именуют производными от их. Главным величинам соответствуют главные единицы измерений, а производ­ным — производные единицы измерений.

Совокупа главных и производных единиц именуется системой единиц физических величин.

Более обширно всераспространена в мире Интернациональная система единиц СИ. Интернациональная система СИ считается более совершенной и универсаль­ной по сопоставлению с предшествовавшими ей.

Зависимо от использованных средств измерений измерения систематизируют как технические и метрологические.

Технические измерения- измерения при помощи рабочих средств измерений.

Метрологические измерения- измерения с помощью этало­нов и примерных средств измерений с целью проигрывания единиц физических величин для передачи их размера рабочим средствам измерений

С измерениями связаны такие понятия, как "шкала измерений", "принцип измерений", "способ измерений".

Шкала измерений — это упорядоченная совокупа значений физической величины, которая служит основой для ее измерения. Поясним это понятие на примере температурных шкал.

В шкале Цельсия за начало отсчета принята температура таяния льда, а в качестве основного интервала (опорной точки) — температура кипения воды. Одна сотая часть этого интервала является единицей температуры (градус Цельсия). В температурной шкале Фаренгейта за начало отсчета принята температура тая­ния консистенции льда и нашатырного спирта (или поваренной соли), а в качестве опорной точки взята обычная температура тела здорового человека. За едини­цу температуры (градус Фаренгейта) принята одна девяносто шестая часть ос­новного интервала. По этой шкале температура таяния льда равна + 32°F, а тем­пература кипения воды + 212°F. Таким макаром, если по шкале Цельсия раз­ность меж температурой кипения воды и таяния льда составляет 100°С, то по Фаренгейту она равна 180°F. На этом примере мы лицезреем роль принятой шкалы как в количественном значении измеряемой величины, так и в нюансе обеспече­ния единства измерений. В этом случае требуется отыскивать отношение разме­ров единиц, чтоб можно было сопоставить результаты измерений.

Таким макаром, понятие шкала употребляется в математиче­ском смысле, т. е. как способ оценивания и сравнения параметров разных объектов. В метрологической практике известны несколько разновидностей шкал: шкала наименований, шкала порядка, шкала интервалов, шкала отношений и др.

Шкала порядка-это таковой способ оценивания, при котором оцениваемые характеристики, характеристики либо другие объекты оценивания размещаются в порядке роста либо уменьшения значения па­раметра (показателя) либо параметров объекта, при этом метод определе­ния порядка расположения не связан с какой-нибудь численной харак­теристикой оцениваемых объектов.

Черта значений измеряемой величины дается в баллах (шкала землетрясений, силы ветра, твердости физических тел и т.п.).

Традиционным примером оцени­вания с применением шкалы порядка является оценивание твердости минералов на базе шкалы Мооса. Шкала Мооса относитель­ной твердости минералов состоит из 10 стандартов твердости: тальк -1, гипс- 2, кальцит- 3, флюорит- 4, апатит- 5, ортоклаз- 6, кварц- 7, топаз- 8, корунд- 9, алмаз- 10. Относительная твер­дость определяется методом царапанья образцом шкалы Мооса по­верхности испытываемого объекта. Если идеал, имеющий твер­дость п, п= 1, 2, ..., 10, царапает исследуемый эталон, а исследуе­мый эталон царапает идеал с твердостью п - 1, то твердость ми­нерала принимается равной (п- 1), 5. В рассмотренном примере оценивание в шкале порядка обосновано тем фактом, что для оце­нивания исследуемого характеристики не существует способа, позволяю­щего выполнить оценку в установленных единицах измерения.

Другим примером внедрения шкалы порядка может служить оценка свойства продукции, при которой учитывается несколько параметров. В данном случае качество характеризуется вектором, коор­динатами которого являются характеристики параметров, учитываемых при оценке. Потому в данном случае для получения имеющей смысл оценки нужно сделать некоторую шкалу, аналогичную шкале Мооса.

Шкала интервалов- это таковой способ оценивания, при кото­ром значимой чертой является разность меж зна­чениями оцениваемых характеристик, которая может быть выражена числом установленных в этой шкале единиц. При всем этом начало от­счета может быть установлено произвольно. Примером шкалы ин­тервалов может служить шкала температур, времени, длины.

Шкала отношений- это таковой способ оценивания, при кото­ром употребляется единица измерения и, как следует, величина оцениваемого параметра может быть представлена в виде

Q = qN,

где Q - величина оцениваемого параметра, q - единица измерения,

N - положительное действительное число, являющееся коли­чественной чертой этого параметра.

Шкала отношений имеет естественное нулевое значение, а единица измерений устанавливается по согласованию. К примеру, шкала массы (обычно мы говорим "веса"), начинаясь от нуля, может быть градуирована по-разному зависимо от требуемой точности взвешивания. Сравните бытовые и аналитические весы.

В шкале порядка вероятны логические операции, но невоз­можны арифметические деяния. Если значение параметра про­дукции, измеряемого в шкале порядка, у первого вида продукции больше, чем у второго, а у третьего больше, чем у первого, то можно прийти к выводу о том, что значение этого параметра у третьего вида продукции больше, чем у второго. Но в обоих случаях нельзя сказать, как больше. Это можно сделать, если для измерения параметра может быть использована шкала ин­тервалов. На отградуированной шкале может быть определена разность меж хоть какими 2-мя значениями параметра. Но как в шкале интервалов, так и, тем паче, в шкале порядка нельзя оп­ределить, во сколько раз значение 1-го параметра больше, чем значение другого параметра. Это можно сделать, если для оценки параметра употребляется шкала отношений. В этом смысле эта шкала является более совершенной, в ней вероятны все арифметические деяния. Необходимо подчеркнуть, что шкала отноше­ний применима к большинству характеристик, представляющих со­бой физические величины: размер, вес, плотность, сила, напря­жение, частота и пр.

Шкала, в какой измеряется тот либо другой показатель свойства, должна учитываться при оценивании уровня свойства продукции.

Шкала наименований — это собственного рода высококачественная, а не количественная шкала, она не содержит нуля и единиц измерений. Примером может служить атлас цветов (шкала цветов). Процесс измерения заключается в зрительном срав­нении окрашенного предмета с эталонами цветов (эталонными эталонами атласа цветов). Так как каждый цвет имеет много вариантов, такое сопоставление под силу опытнейшему профессионалу, который обладает не только лишь практическим опытом, да и надлежащими особенными чертами зрительных способностей.

В метрологии шкалой именуют также часть отсчетного устройства средства измерений, представляющая собой упорядоченный ряд отметок, со­ответствующих поочередному ряду значений величины, вме­сте со связанной с ними нумерацией. Другими словами это часть средства из­мерения.

Принцип измерений - это совокупа физических явлений, на которых основаны измерения. Так, измерения массы основаны на использовании силы земного притяжения, измерения линейных размеров - на использовании параметров твердого тела и т.п. Принцип измерения всегда принципиально знать при разработке процедур поверок.

Под способом измерения понимают прием либо совокупа при­емов использования принципов и средств измерений. При прямых измерениях употребляются последующие главные способы: конкретной оценки, сопоставления с мерой, дифференциальный, нулевой и совпадения. При косвенных измерениях используют преобразование измеряемой величины в процессе измерений. По условиям измерения способы делятся на контактный и бесконтактный.

Для большинства рабочих средств измерений применяется способ конкретной оценки, а для целей метрологических поверок средств измерений - дифференциальный способ.




Возможно Вам будут интересны работы похожие на: Шкала измерений, принципы и методы измерений:


Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Cпециально для Вас подготовлен образовательный документ: Шкала измерений, принципы и методы измерений