Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Виды измерений

Физические свойства и величины.

Физическая величина (ФВ) — свойство, общее в качественном отношении для множества объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

ФВ делят на измеряемые и оцениваемые.

Измеряемые ФВ можно выразить количественно определенным числом установленных единиц измерения.

Для оцениваемых ФВ по каким-либо причинам нельзя ввести единицу измерения, их можно лишь оценить.

По степени условной независимости от каких-либо величин различают основные, производные и дополнительные ФВ.

По размерности делятся на размерные и безразмерные.

ФВ бывают истинные, действительные, измеренные.

Истинное значение ФВ — значение, которое идеальным образом отображало бы в качественном и количественном отношении соответствующие свойства объекта.

Действительное значение ФВ — значение, найденное экспериментально и настолько приближающееся к истинному, что для определенной цели может быть использовано вместо него.

Измеренное значение ФВ — значение величины, отсчитанной по индикаторному устройству средства измерения.

Условие измерения — это совокупность влияющих величин, описывающих состояние окружающей среды и средств измерения. 3 вида: нормальные, рабочие, предельные.

Международная система единиц.

Совок-ть основных и производных единиц ФВ, образованная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц ФВ.

Основные характеристики системы СИ:

1) универсальность;

2) унификация всех областей и видов измерений;

3) возможность воспроизведения единиц с высокой точностью в соответствии с их определением с наименьшей погрешностью.

Основные единицы системы СИ.

1. длина (метр)

2. масса (кг)

3. время (сек)

4. сила электрического тока (ампер)

5. температура (Кельвин)

6. количество вещества (моль)

7. сила света (кондела)

2 дополнительные: плоский угол (радиан)

телесный угол (стерадиан)

Производные ФВ могут быть когерентными и некогерентными.

Когерентной наз-ют производную единицу величины, связанную с другими единицами системы уравнением, в котором числовой множитель равен 1. Все остальные производные единицы наз-ся некогерентными.

Единицы ФВ бывают кратные и дольные.

Виды измерений

Измерение – это совокупность операций по применению технических средств, хранящих единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины.

Измерения в зависимости от способа обработки экспериментальных данных делятся на:

1) Прямые измерения — это измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных в результате выполнения измерения (напр., измерение вольтметром напряжения источника).

2) Косвенные измерения — измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

3) Совместные измерения — это одновременные измерения нескольких одноименных величин для нахождения зависимости между ними; при этом решают систему уравнений. Пример: определяют зависимость сопротивления резистора от температуры R_t = R₀ (1+At+Bt²). При этом измеряют сопротивления резисторов при 3-х различных температурах, составляют систему уравнений из 3-х зависимых.

4) Совокупные измерения — это одновременные измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, составленных из результатов прямых измерений различных сочетаний этих величин. Пример: измерения сопротивления резисторов, соединенных D-ом. Т.е. измеряют сопротивления в вершинах и определяют сопротивления совокупных сопротивлений.

В зависимости от выражения результатов измерений:

1) абсолютные измерения основаны на прямых измерениях одной или нескольких величин с использованием значений физических констант. Результат выражают в единицах измеряемой величины;

2) относительные измерения — соотношение величины и одноименной величины, играющей роль 1. При относительных измерениях используют внесистемную безразмерную единицу дБ.

Погрешности измерений. Основные понятия и виды погрешностей (классификация).

Погрешность результата измерений — это разница между результатом измерения X и истинным значением Q измеряемой величины D = X — Q. (1)

Погрешность средства измерения — разность между показанием средства измерения и истинным значением измеряемой величины.

По характеру проявления погрешности делятся на: случайные, систематические, прогрессирующие и грубые.

Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Систематическая погрешность — составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины.

Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — это непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени.

Грубая погрешность (промах) — это случайная погрешность результата отдельного наблюдения, входящего в ряд измерений, который для единых условий резко отличается от остальных результатов этого ряда.

По способу выражения измерения погрешности бывают: абсолютная, относительная, приведенная.

Абсолютная погрешность D выражается в единицах измеряемой величины.

Относительная погрешность — это отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины.

Приведенная погрешность — это относительная погрешность, у которой абсол. погрешность средств измерений определена к условно принятому Q_N, постоянному во всем диапазоне измерений или его части.

где Q_N — нормирующее значение.

В зависимости от источника возникновения: инструментальная, методическая, субъективная.

Инструментальная погрешность обусловлена погрешностью применяемых средств измерения.

Методическая погрешность обусловлена: 1) отличием принятой модели объекта измерения от истинной;

2) влиянием способа применения способа измерения;

3) влиянием алгоритмов (формул, по которым производится вычисление результатов измерения).

Субъективная (личная) погрешность обусловлена погрешностью отсчета оператора, показаниям по шкалам средств измерения и диаграмм приборов.

По зависимости абсол. погрешности от значений измеряемой величины:

1) аддитивная D_а, не зависящая от измеряемой величины;

2) мультипликативная D_м, которая прямо пропорциональна измеряемой величине;

3) нелинейная D_N, имеющая нелинейную зависимость от измеряемой.

По влиянию внешних условий: основная и дополнительная погрешность.

Основная погр-ть — в нормальных условиях эксплуатации.

В зависимости от влияния, характера изменения измеряемых величин: статическая и динамическая погрешность.