Лекция 3

Тема: Измерения.

Метод проведения: Лекция – беседа. Разбор конкретных примеров.

Вопросы для обсуждения:

1. Каковы элементы процесса измерения?

2.Что вы понимаете под терминами «измерительная задача», «объект измерения»?

3.Модель объекта измерения, измеряемая величина, физический принцип, положенный в основу измерения, метод измерения, средство измерения, условия измерения (влияющие и не влияющие), точность измерения (погрешность или неопределенность) измерения, результат измерения, субъект измерения.

План лекции:

1. Типы измерений.

2.Основные этапы измерения: постановка измерительной задачи, планирование, процесс измерения (эксперимент);

3.Обработка экспериментальных данных, интерпретация результата измерения.

Краткое содержание.

Измерения физических величин не всегда носят однозначный характер. Измерения являются однозначными только для величин, которые удовлетворяют условию абсолютного значения относительного количества.

Условие абсолютного значения относительного количества – условие независимости отношения размеров двух однородных физических величин от единицы измерения этих величин. Большинство физических величин удовлетворяют этому условию, для них можно ввести понятие размерности. Однако встречаются такие свойства, которые не удается выразить величинами, подходящими под указанные требования. В этом случае для физических величин устанавливаются условные единицы измерения и условные шкалы. Условная единица измерения – числовая характеристика, с помощью которой располагают в порядке возрастания (убывания) проявления свойств объектов.

Условная шкала ФВ – шкала ФВ, исходные значения которой выражены в условных единицах. Условные шкалы называют также неметрическими шкалами. К ним относятся шкалы порядка.

Пример: Шкала твердости минералов Моса, шкалы твердости металлов

(Бринелля, Виккерса, Роквелла и др.).

При рассмотрении метрических шкал указывалось, что в них не всегда можно проводить операцию суммирования проявлений свойства. Соответственно, различают аддитивные и неаддитивные ФВ. Аддитивная ФВ – ФВ, разные значения которой могут быть суммированы, умножены на числовой коэффициент, разделены друг на друга.

Пример: Длина, масса, сила, давление, скорость – аддитивные физические

величины. Чтобы проводить количественные исследования окружающего нас

мира необходимо выбрать объекты измерения, поставить измерительную задачу и определить значения соответствующих физических величин.

Объект измерения – тело (физическая система, процесс, явление и т.д.), которое характеризуется одной или несколькими измеряемыми физическими величинами. Измерительная задача – задача, заключающаяся в измерении ФВ с требуемой точностью в данных условиях измерений.

Измерение ФВ – совокупность операций по применению технического средства (средства измерений), хранящего единицу ФВ, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины. Значение ФВ находится посредством отсчета показаний средства измерений и последующей обработки результата измерений. Отсчет показаний средства измерений осуществляется путем фиксации значения ФВ или числа по показывающему устройству средства измерений в заданный момент времени. В процессе измерений физических величин используются измерительные сигналы, содержащие измерительную информацию. Измерительный сигнал – сигнал, содержащий количественную значениях физическихвеличин. Когда невозможно выполнить измерение (не выделена величина как физическая или не определена единица измерений ФВ), проводится оценивание величин по шкалам наименований и условным шкалам. Рассмотрим типы измерений по признакам классификации.