Методы измерений

В основу любого инструментального измерения положено какое-либо физическое явление или эффект позволяющее преобразовывать информацию об измеряемой величине к соответствующему для средства измерения виду – принцип измерения.

Принцип измерения – это физическое явление или эффект, положенный в основу измерений тем или иным средством.

Пример: использование силы тяжести для измерения массы взвешиванием; использование термоэлектрического эффекта при измерении температуры термопарой и т.д.

Метод измерения – это совокупность приемов использования физических явлений, на которых основаны измерения, принципов сравнения неизвестного размера величины с известным размером, и средств измерений.

Метод измерения это более широкое понятие, чем принцип измерения. Существуют различные методы измерений, которые можно условно разделить на методы непосредственной оценки и методы сравнения с мерой.

Метод непосредственной оценки – это метод измерений, при котором значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству прибора прямого действия.

Метод наиболее прост, но точность его сравнительно невелика. При реализации этого метода информация о размере единицы величины уже заложена в конструкцию прибора (при градуировке шкалы).

Метод сравнения с мерой – метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной воспроизводимой мерой.

Мера – это средство измерений, предназначенное для хранения и воспроизведения одного или нескольких заданных размеров, значения которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью.

Методы сравнения с мерой, как правило, сложнее в реализации, но позволяют получать большую точность измерений. Среди методов сравнения с мерой можно выделить несколько их разновидностей:

1.Дифференциальный метод – измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от измеряемой величины, при котором измеряется разность между этими значениями. Точность метода возрастает с увеличением разности между сравниваемыми величинами. Пример: измерение параметров электрических цепей, например, измерение сопротивления с помощью неуравновешенного моста.

2.Нулевой метод измерений – метод, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля. Пример: измерение электрического сопротивления, емкости и т.д. на уравновешенном мосте; измерение массы на аптекарских весах.

3.Метод измерения замещением – метод, в котором измеряемую величину заменяют известной величиной, воспроизводимой мерой. Пример:метод взвешивания Борда (взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы на каждую чашку весов).

4.Метод противопоставления – метод, при котором неизвестный и известный размеры величины одновременно воздействует на прибор сравнения, с помощью показаний которого устанавливают соотношение между ними. Пример:гетеродинный метод измерения частоты тока.

5.Метод совпадений – это метод, при котором разность между известными и неизвестным размерами величины измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Пример: измерение размеров приборами с нониусами, например штангенциркулем.

В зависимости от характера взаимодействия СИ с объектом измерения различают: контактный и бесконтактный метод измерения.

Контактный метод измерения, основанный на том, что в процессе измерения чувствительный элемент СИ приводится в контакт с объектом измерения. Пример:измерение t⁰С термометром, измерение расстояния до объекта рулеткой.

Бесконтактный метод измерения, основанный на том, что чувствительный элемент СИ не контактирует с объектом в процессе измерения. Пример:измерение t⁰С пирометрами, измерение расстояния до объекта с помощью радиолокатора.

Следует отличать метод измерения от методики выполнения измерений, под которой понимается установленная совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение необходимых результатов измерений в соответствии с выбранным методом.

В методике выполнения измерений обычно указывают: требования к выбору СИ; процедура подготовки СИ к работе; требования к условиям проведения измерения; порядок проведения измерений с указанием их количества и правил обработки их результатов.

Обычно методики регламентируются каким-либо нормативным документом. Для обеспечения единства измерений методики необходимо унифицировать.