Основы теории измерений

3.1. Классификация измерений

Классификацию измерений можно проводить различными способами [39, 40, 47].

1. По способу получения информации:

1) Прямые измерения - измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно (путем сравнения с мерой этой величины).

2) Косвенные измерения – определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.

3) Совокупные измерения - проводимые одновременно измерения нескольких однородных величин, при которых искомые значения величин с определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях.

Пример: измерение взаимоиндуктивности между катушками. Имеются катушки L1и L2. Для получения искомого результата сначала соединяют катушки так, чтобы их магнитные поля складывались L01 = L1 + L2 + 2M, затем катушки соединяют так, чтобы их магнитные поля вычитались L02 = L1 + L2 - 2M. Значения L1и L2получают с помощью прямых измерений. Решение уравнений для L01 и L02позволяет найти искомую величину - взаимоиндуктивности М = (L01- L02)/4, измеряемую в генри.

4) Совместные измерения - проводимые измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними.

2. По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений

1) Статические измерения – измерение физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения.

2) Динамические измерения - измерение изменяющейся по размеру физической величины.

3) Статистические измерения – измерения, связанные с определением характеристик случайных процессов, шумовых сигналов и др.

3. По количеству измерительной информации:

1) Однократное измерение – измерение выполненное один раз.

Примечание. Как правило не более трех раз, результат при этом усредняется. Например, при измерении плотности жидкости ареометром образуется мениск, затрудняющий снятие показаний. Мы часто прибегаем к услугам других лиц: одного, другого. Результат мы находим как среднее арифметическое.

2) Многократное измерение - измерение физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом единичных измерений. При этом количество измерений таково, что можно применить статистические методы для обработки измерений.

Примечание. Единичное измерение не следует путать с однократным измерением. Однократное измерение является частным случаем многократного измерения. Любое измерение является совокупностью операций, включающих и оценку погрешности результата измерения. Следующие друг за другом единичные измерения не являются однократными измерениями, так как оценку результата измерения и оценку погрешности при многократных измерениях производят для всей совокупности измерений, а не в отдельности. Ранее для таких следующих друг за другом единичных измерений существовали термины «наблюдение» или «замер».

4. По отношению к основным единицам:

1) Абсолютное измерение - измерение основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и/или использовании значений физических констант.

Пример: E = mc2- измерения абсолютные, с - константа.

Контрпример: р = КQ2, где Dр - перепад давления, Q - расход на сужающем устройстве, К - коэффициент, зависящий от параметров сужающего устройства, плотности и вязкости вещества.

2) Относительное измерение - измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.