Практическая: Виды измерений

Каждую физическую величину можно измерять с помощью различных методик, нескольких методик, которые отличаются технические и методические особенности.

Основными характеристиками или параметрами измерений, которые их характеризуют, являются: принципы измерений, их неопределенность, результат и характеристика качества результата измерений.

Принципом измерений является физическое явление или их совокупность, которые лежат в основе измерений. Неопределенность измерений заключается в оценке диапазона, в котором находится истинное значение измеряемой величины.

Результат измерения – значение физической величины найденное путем измерения.

Истинное значение физической величины – значение, которое идеально отображает в количественном и качественном отношении соответствующие свойства данного физического объекта. Обозначается «х».

Действительное значение измеряемой физической величины определяется экспериментально и является настолько близким к истинному значению, что может быть использовано вместо него (х₀).

Известны 3 постулата измерений:

1. Существует истинное значение измеряемой величины, которое является идеальным.

2. Истинное значение измеряемой физической величины определить невозможно из-за несовершенства процесса измерения. Поэтому определяют действительные значения измеряемо величины, которое отличается от истинного значения.

3. Истинное значение измеряемой физической величины является постоянным.

Характеристиками качества результата измерений являются:

1. Точность измерения – характеристика качества измерений, которая отображает приближение результатов измерений физических величин.

2. Правильность измерений – характеристика качества результата измерений, которая отображает приближение или же близость средней погрешности измерений к 0.

3. Совпадение измерений отображает близость значений повторных измерений одной величины, выполненных в различных условиях (время, место, методика).

Измерения бывают прямыми, косвенными, совокупными и совместными.

Прямыми называются измерения результаты, которых находят непосредственно из опытных данных, приборами непосредственной оценки. Пример: измерение линейкой, тока амперметром.

Косвенные измерения, при которых искомую величину находят по специальным формулам или зависимостям выражающим связь между искомой величиной и величинами, полученными в результате прямых измерений. Например, при косвенных измерениях электрической мощности Р мы сначала измеряем ток с помощью амперметра, напряжение с помощью вольтметра, а затем находим .

Совокупными называются измерения, которые осуществляются одновременно для измерения нескольких одноименных величин. Например, вес и деформацию, температуру и степень прогрева изделия.

Совместными (многопараметровыми) измерениями называются измерения в результате которых измерительные величины – несколько одновременно измеряемых разнородных величин полученных вследствие решения системы уравнений, которые связывают их с другими величинами (полученными в результате прямых или косвенных измерений. Например, преопределение иных параметров изделий – совместное определение магнитных, электрических, геометрических и температурных параметров используется система из п -уравнений связывающая параметры изделий и сигналы измерительных преобразователей (измеряемые функции и их аргументы).

где а₁ – а_п – измеряемые функции,

x,y,z,t – аргументы соответствующих функций, которые получены в результате прямых измерений.

Дополнительной погрешностью называется погрешность, которая возникает при отклонении влияющих величин (внешних факторов) от нормальных условий эксплуатации приборов (температура, давление, влажность). Например, нагрев изделия, в измерительном устройстве вызванный температурой самого устройства.

Основной погрешностью СИ называется погрешность, указанная в паспорте прибора при нормальных условиях эксплуатации измерительного прибора (влияние электромагнитных полей и положения прибора).

Задача: определить относительную погрешность определения веса товара, если вес – 100г необходимо измерить с погрешностью 5г.

Задано действительное значение измеряемой величины ; абсолютная погрешность измерения веса .

Относительную погрешность измерения веса находим по формуле: