Разновидности метода

Дифференциальный или разностный метод –основан на измерении разности между измеряемой величиной и мерой.

Результаты точные даже с грубыми приборами для измерения разности.

Применяют, когда есть точная мера. Значение ее размера близко к значению измеряемой величины. Изготовить ее легче,чем точный прибор.

Пример. x -измеряемая длина тела,

l - размер точной меры длины.

Но измеряется небольшая разность a с погрешностью

не больше a.

Тогда x = l+a, результат измерения a ±aилиa(1±(a/a)).

a/a – относительная погрешность измерения a.

Измеряемая длина x = l+a ±a=(l+a)×(1±a/( l+a)).

a/( l+a)– относительная погрешность измеренияx

l >> a, поэтому a/( l+a)<< a/a – относительная погрешность измерения x значительно меньше относительной погрешности измерения a.

Если l= 500 мм, a =5 мм, a/a =0,01 (1% – относительная погрешность измерения разности a сравнительно грубым прибором), a/( l+a) » a/l = 0,0001 (0,01%).

Высокая точностьизмерения x грубымприбором. Но нужна точная мера, значение размера l ее должно быть определено с еще меньшей, чем 0,01%точностью.

Нулевой метод –0разность между измеряемой и известной величинами доводят до нуля (как при взвешивании грузов на рычажныхвесах). Надо иметь набор гирь, зато не нужна гиря – мера, близкая по массе к взвешиваемому грузу.

Достаточно использовать неравноплечиерычаги (гиря в 1 кг может уравновесить груз 100кг)

Можно перемещать гирю с постоянной массой и фиксировать положение, когда груз уравновешивается.

В оптотехникесветовые характеристики источника света определяют сравнением с образцовым. Нулевой указатель – глазчеловека. Он же используется в оптической пирометрии –измерении высоких температур расплавленных металлов и пламени.

Дифференциальный и нулевой методы используют меры(гири, магазины сопротивлений и др.) точнее,чем такие же по стоимостиприборы.

Метод совпадения –разность измеряют, используя совпадение отметок шкал (штангенциркуля и нониуса), периодических сигналов, как в импульсных лазерных дальномерах, или при интерференционных измерениях (называют ”нониусным”). Увеличивает точность сравнения с мерой.

Метод замещения –когда неизвестная величина замещается известной, воспроизводимой мерой.

Пример:взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы груза и гирь на одну чашку весов. Устраняется погрешность измерения из-за неравенства плеч весов

( l₁ ¹ l₂ ).

При равновесии x×l₁ = M×l₂ (x –измеряемая масса,

M –масса уравновешивающих ее гирь) равенство x = M не соблюдается, т.к. x = (l₂ / l₁)× M,а l₁ ¹ l₂ .

Появляется систематическая погрешность. Ее устраняют тарой (T). Измеряемую массу x уравновешивают массой тары и получают x =(l₂ / l₁) ×T. Измеряемую массу x снимают и ставят вместо нее гири массой M, пока снова не получают равновесие М = (l₂ / l ) ×T. Отсюда x = M (этот результат свободен от систематической погрешности).

Погрешность измерения определяется погрешностью меры(гирь, и зоной нечувствительности нуль-индикатора. Очень мала. Но надо иметь многозначную меру(набор гирь).

Метод замещения используется для измерения сопротивления резисторов и др.

Метод противопоставления –измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействует на прибор сравнения. С его помощью устанавливают соотношение между этими величинами.

Пример:взвешивание груза на равноплечих весах, когда измеряемая масса определяется как сумма масс гирь,ее уравновешивающих, и показанияпо шкале весов.

Метод уменьшает влияние на результаты измерений влияющихвеличин.

§4. Методика измерений

Это технология выполнения измерений с целью наилучшей реализации выбранного метода.

Устанавливает требования:

- к выбору СИ, -необходимость соблюдения условий измерений

- порядку выполнения операций, -числу измерений (ГОСТ 8.467-82)

- способам обработки и формам представления результатов

- безопасности

- квалификации оператора

§5. Средства измерений (СИ)

Средство измерений –техническое средство, используемое при измерении и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Оно должно хранить или воспроизводить единицу (долю ее) физической величины неизменного размера в течение известного промежутка времени.