Методы измерений

Метод измерения – совокупность способов использования СИ техники и принципа измерения для создания измерительной информации.

Последовательность измерительных операций, которые обеспечивают измерение, в соответствии с выбранным методом называется процедурой измерения (алгоритмом измерения и расчетом процедур в зависимости от вида измерения).

Методические измерения можно классифицировать следующим образом:

1. Метод непосредственной оценки – в этом случае измерение величин определяется непосредственно по показаниям отчетного устройства СИ (использование приборов непосредственной оценки).

2. Методы сравнивания – измерение величины сравнивания с какой-то образующейся величиною.

Методы сравнивания обладают достаточно высокой точностью.

Методы сравнивания можно классифицировать следующим образом: первый дифференциальный метод замещения, метод совпадения. Нулевой – заключается в сравнении измерений величин с мерой, при которой результат прибора доводится до 0.

Индикатор – техническое устройство или вещество предназначение для регистрации физических величин или ее допустимого уровня (граничного).

Нуль – индикатор – техническое устройство, которое фиксирует близость к измерениям сигнала.

В электрических схемах НИ гальванометры, милливольтметры или миллиамперметры, которые показывают отсутствие тока или напряжения.

Пример: методы измерения электрического сопротивления с помощью моста:

НИ – нуль – индикатор (равновесие моста).

– образцовые сопротивления.

Rx можно определить из условия равновесия моста: производное сопротивление противоположных плеч моста равны:

Таким образом, при , мы определяем по правилу.

Точность нулевого метода измерений ограниченной чувствительности нуль – индикатора и точностью выбранных образцовых мер.

Нулевой метод переходит в дифференциальный, если происходит полное уравнение измерительной схемы, и мы измеряем разницу на сигнал между измерениями величин и образцовой мерой.

Реализация дифференциального метода:

Чем меньше разность , тем выше точность измерений при реализации дифференциального метода.

Метод замещения

Заключение в поочередном измерении прибором сначала искомой величины, а затем измерение этим же прибором образцовой меры, которая воспроизводит однородную соизмеримую величину – по результатам этих измерений находят искомую величину. В качестве примера использования метода замещения можно привести магнитные сопротивления, емкостей и индуктивность в мостах постоянного и переменного тока.

Пример измерения емкости С_х с помощью моста переменного тока, который работает на основе метода замещения.

Входит нуль – индикатор, который фиксирует сопротивление моста.

R_x – сопротивление емкости С_х обусловлено прохождение тока в провод между обкладками конденсатора.

Магазины сопротивления C_N и R_N предназначены для уравнения моста.

Аппаратные элементные схемы R₁ и R₂ предназначены для достижения высокой чувствительности мостовой схемы к измерению емкости С_х.

Работа схемы состоит в следующем: мы изменяем переменные емкость и сопротивление C_N и R_N до тех пор, пока не наступит равновесие моста, которое фиксирует нуль-индикатор, а затем определяется измерение величины по формулам:

Мосты переменного тока для изменения тока используется как схема включения более сложных устройств, емкостных уравнимеров (определитель уровня влажности и сыпучести веществ, толщин диэлектрических лент и пластин; определяет показатель качества различных сред (пищевая среда и воздушных сред)).

Г.

При помещении в среду измерения диэлектрическую проницаемость плоского конденсатора (абсолютная диэлектрическая проницаемость и относительная диэлектрическая проницаемость ).

– площадь пластин конденсатора;

– расстояние между пластинами;

(При наличии примесей (сажи в воздухе) или металлической стружки в охлажденной жидкости, а также в спирте и в молоке будет меняться ).

– диэлектрическая постоянная; .

Метод совпадения заключается в том, что разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизв. Мерой определяют по совпадению отметок на шкале СИ.

В качестве примера – дилатометрические методы измерения температуры. Принцип действия основан на изменении линейных размеров чувств. Элемента при помещении в среду с температурой t⁰ (при изменении Т среды).

Ртутные и спиртовые термометры, диапазоны изменения температуры от 0⁰ до 100⁰ и от -90⁰ до 30⁰.