Измерение физических величин. Классификация видов измерений.
Измерение физических величин. Классификация видов измерений.
Физическая величина — одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.
Истинное значение физической величины– значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Действительное значение физической величины– значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.Измерение — совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины.Качество измерений оценивается по:
1) Погрешности
2) Точности (близость результатов измерения к истинному значению величины)
3) Правильности (близость к нулю систематических погрешностей)
4) Сходимости (в разных условиях один и тот же результат)
5) Воспроизводимости ( в 1 и той же лаборатории один и тот же результат)
Классификация измерений:
По признаку точности — равноточные и неравноточные измерения.
По числу измерений — однократные и многократные измерения.
По характеру изменения измеряемой величины — статические и динамические
По цели измерения — технические и метрологические измерения.
По используемым размерам единиц — абсолютные и относительные измерения.
По способу получения результата измерений — совокупные, совместные, косвенные и прямые измерения.
7. Методы измерений по областям измерений:Измерения геометрические, механические, давления и т.д.
Международная система единиц
Наличие ряда систем единиц физических величин, а также значительного числа внесистемных единиц, неудобства, связанные с пересчетом при переходе от одной системы единиц к другой, требовали унификации единиц измерений. Рост научно-технических и экономических связей между разными странами обусловливал необходимость такой унификации в международном масштабе. Требовалась единая система единиц физических величин, практически удобная и охватывающая различные области измерений.
Система СИ была принята в 1960г XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.
Система СИ определяет семь основных и производные единицы измерения, а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц измерения и правила записи производных единиц.
В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование системы СИ. В нем перечислены единицы измерения, приведены их русские и международные названия и установлены правила их применения. По этим правилам в международных документах и на шкалах приборов допускается использовать только международные обозначения. Во внутренних документах и публикациях можно использовать либо международные либо русские обозначения (но не те и другие одновременно).
Основные единицы системы СИ: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. К примеру, метр равен длине пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды и т.д. В рамках системы СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е. ни одна из основных единиц не может быть получена из других.
Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в Системе СИ присвоены собственные названия.
Приставки можно использовать перед названиями единиц измерения; они означают, что единицу измерения нужно умножить или разделить на определенное целое число, степень числа 10. Например приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.
В настоящее время система СИ принята в качестве законной системы единиц измерения большинством стран мира и почти всегда используется в области науки (даже в тех странах, которые не приняли СИ).
Погрешности измерений.
Погрешность - отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.
Классификация.
По форме представления:
· Абсолютная погрешность измерения- погрешность, выраженная в единицах измеряемой величины. Это разность между показанием измерительного прибора и действительным значением измеряемой величины: 
· Относительная погрешность измерения - погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины: 
Она более информативна! Выражается в процентах или долях.
· Приведенная погрешность измерения –это погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона:
где Xn — нормирующее значение, которое зависит от типа шкалы измерительного прибора и определяется по его градуировке:
(если шкала прибора односторонняя, то есть нижний предел измерений равен нулю, то Xn определяется равным верхнему пределу измерений; если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно ширине диапазона измерений прибора.)
Выражается в процентах или долях.
По причине возникновения:
· Инструментальные погрешности
· Методические погрешности
· Личные погрешности
По характеру проявления:
· Случайная погрешность
· Систематическая погрешность
· Грубая погрешность (промах)
А так же погрешности бывают:
Основная погрешность
Дополнительная погрешность
Статическая погрешность
Динамическая погрешность
Класс точности средств измерений - обобщенная характеристика средств измерений, определяемые пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Классы точности присваиваются средствам измерений при их разработке с учетом результатов государственных приемочных испытаний.
5. Методы и средства измерения температуры..
| Термометрическое свойство | Наименование средства измерения | Диапазон измерений в *С |
| Основаны на изменении объема газа, жидкости и твердых тел в зависимости от температуры | Термометры расширения: Жидкостные Дилатометрические Биметаллические Манометрические (основаны на изм. давления газа/пара или жидкости в замкнутой системе при изм.темп) | -250..750 -150…700 -150…700 -120…600 |
| Термоэлектрический эффект (основаны на изм. термоЭДС при нагревании спая разнородных проводников) | Термоэлектрические термометры («в замкнутой цепи, состоящей из 2х и более разнородных проводников возникает эл.ток, если места соединения нагреты до различной температуры»Остается только измерить этот ток) | -100…1800 |
| Использование зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от температуры | Термометры сопротивления | -100…650 |
| Тепловое излучение | Пирометры частичного излучения (основаны на изм.яркости свечения тел при изм.темп.) Пирометры радиационные (основаны на изм. суммарной энергии излучаемой нагретым телом при изм.темп.) Цветовые пирометры (основаны на изм. цвета нагретого тела при изм.температуры) | 700-6000 20-2000 1400-2800 |
Приборы для измерения температуры условно классифицируются по диапазону измерений: термометры <+660 *C, пирометры +660*C>
Классифицируются на контактные и бесконтактные приборы
Измерение физических величин. Классификация видов измерений.
Физическая величина — одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.
Истинное значение физической величины– значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Действительное значение физической величины– значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.Измерение — совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины.Качество измерений оценивается по:
1) Погрешности
2) Точности (близость результатов измерения к истинному значению величины)
3) Правильности (близость к нулю систематических погрешностей)
4) Сходимости (в разных условиях один и тот же результат)
5) Воспроизводимости ( в 1 и той же лаборатории один и тот же результат)
Классификация измерений: