Метрологија. Директни и индиректни мерења. Општи и разлики помеѓу индиректни, кумулативни и заеднички мерења Кои мерења на физичките величини се директни индиректни

RMG 29 -99 го воведува концептот на мерен домен - збир на мерења на физичките величини карактеристични за секое поле на науката или технологијата и се разликуваат по својата специфичност. Во согласност со дефиницијата, се разликуваат голем број мерни области: механички мерења, магнетни, акустични, мерења на јонизирачко зрачење итн.

Вид на мерење е дел од мерната површина што има свои карактеристики и се карактеризира со хомогеност на измерените вредности. Како примери на видови мерења, дадени се мерења на електричен отпор, електромоторна сила, електричен напон, магнетна индукција, поврзани со полето на електрични и магнетни мерења. Дополнително, идентификувани се подтипови мерења - дел од типот на мерење, кој се разликува по особеностите на мерењата на хомогена количина (по опсег, по големина на количина, итн.) и примери на подтипови (мерење на големи должини, со редослед од десетици, стотици, илјадници километри или мерења на ултра кратки должини - дебелини на филм како подтипови на мерења должина).

Ваквото толкување на видовите и особено подвидовите мерења е неефективно и не е многу точно - подвидовите мерења всушност не се дефинирани, а неуспешните примери го потврдуваат тоа.

Пошироката интерпретација на видовите мерења (со користење на различни основи за класификација) ни овозможува меѓу нив да ги вклучиме и мерењата дадени во истиот документ, но не формирани во класификациски групи, кои се карактеризираат со следните алтернативни парови на поими:

директни и индиректни мерења,
агрегатни и зглобни мерења,
апсолутни и релативни мерења,
единечни и повеќекратни мерења,
статички и динамички мерења,
еднакви и нееднакви мерења.

Директните и индиректните мерења се разликуваат во зависност од начинот на добивање на резултатот од мерењето. Директно мерење е мерење во кое директно се добива саканата вредност на физичката величина. Забелешката забележува дека со строг пристап постојат само директни мерења и се предлага да се користи терминот метод на директно мерење. Овој предлог не може да се нарече успешен (види подолу за класификацијата на методите за мерење). Дадени се примери за директни мерења: мерење на должина на дел со микрометар, јачина на струја со амперметар и маса на вага.

При директни мерења, саканата вредност на количината се одредува директно од уредот за прикажување на мерните информации на користениот мерен инструмент. Формално, без да се земе предвид грешката во мерењето, тие можат да се опишат со изразот

каде што Q е измерената големина,

x е резултат од мерењето.

Индиректно мерење - определување на саканата вредност на физичката величина врз основа на резултатите од директните мерења на други физички величини кои се функционално поврзани со саканата количина. Понатаму се вели дека наместо поимот индиректно мерење често се користи терминот метод на индиректно мерење. Пожелно е да не се користи оваа опција бидејќи е очигледно неуспешна.

При индиректните мерења, саканата вредност на количеството се пресметува врз основа на познатиот однос помеѓу оваа количина и количините подложени на директни мерења. Формална нотација за такво мерење

Q = F (X, Y, Z,…),

каде што X, Y, Z,… се резултатите од директните мерења.

Основната карактеристика на индиректните мерења е потребата да се обработат (конвертираат) резултатите надвор од уредот (на хартија, со помош на калкулатор или компјутер), за разлика од директните мерења, во кои уредот произведува готов резултат. Класичните примери на индиректни мерења вклучуваат пронаоѓање на аголот на триаголникот од измерените должини на страните, одредување на површината на триаголник или друга геометриска фигура итн. Еден од најчестите случаи на користење на индиректни мерења е одредувањето на густината на цврст материјал. На пример, густината ρ на цилиндрично тело се одредува од резултатите од директните мерења на масата m, висината h и дијаметарот на цилиндерот d, поврзани со густината со равенката

ρ = t/0,25π d2 h

Дискусиите и голем број недоразбирања се поврзани со разликата помеѓу директните и индиректните мерења. На пример, има спорови околу тоа дали мерењата на радијалното истечување (b = Rmax - Rmin) или висината на делот се индиректни при поставување на уредот на поделба различна од нула. Некои метролози одбиваат да ги препознаат индиректните мерења како такви („има само директни мерења, а сè друго е математичка обработка на резултатите“). Може да се предложи компромисно решение: да се признае правото на постоење за индиректни мерења, бидејќи специфичноста на математичката обработка на резултатите од таквите мерења и проценката на нивните грешки никој не ја оспорува.

Директните и индиректните мерења ги карактеризираат мерењата на одредена единечна физичка големина. Мерењето на која било група на физички величини се класифицира според хомогеноста (или хетерогеноста) на измерените величини. Ова е основа за разлика помеѓу кумулативни и заеднички мерења.

Кумулативните мерења се мерења на неколку истоимени количини кои се вршат истовремено, при што посакуваните вредности на количините се одредуваат со решавање на систем на равенки добиени со мерење на овие количини во различни комбинации масените вредности на поединечните тежини на множеството од познатата вредност на масата на една од тежините и од резултатите од мерењето (споредбите) на масите на различни комбинации на тежини потврдува дека дефиницијата не одговара на мерења, туку на посебни студии насочени кон пронаоѓање на грешки во голем број масовни мерки.

Во реалноста, кумулативните мерења треба да ги вклучуваат оние во кои се мерат неколку истоимени количини, на пример, должини L1, L2, L3 итн. Ваквите мерења се вршат на специјални уреди (мерни инсталации) за истовремено мерење на голем број геометриски параметри на шахтите.

Заеднички мерења се мерења на две или повеќе различни количини кои се вршат истовремено за да се одреди односот меѓу нив. Како пример, можеме да разгледаме симултани мерења на должини и температури за да го најдеме температурниот коефициент на линеарно проширување. Во потесна интерпретација, заедничките мерења подразбираат мерење на неколку различни величини (X, Y, Z итн.). Примери за такви мерења може да бидат сложени мерења на електричните, моќните и термодинамичките параметри на електричниот мотор, како и мерењата на параметрите за движење и состојбата на возилото (брзина, резерва на гориво, температура на моторот итн.).

За да се прикажат резултатите добиени од мерењата, може да се користат различни скали за оценување, вклучувајќи ги и оние оценети во единици на физичката количина што се мери или во некои релативни единици, вклучително и неименувани. Во согласност со ова, вообичаено е да се прави разлика помеѓу апсолутни и релативни мерења.

Апсолутно мерење - мерење базирано на директни мерења на една или повеќе основни количини и (или) употреба на вредностите на физичките константи. Оваа крајно несреќна дефиниција е придружена со пример (мерењето на силата F = mg се заснова на мерење на основната величина - маса m и употребата на физичката константа g на точката на мерење на масата), што ја потврдува апсурдноста на предложеното толкување. Забелешката вели дека концептот на апсолутно мерење се користи како спротивност на концептот на релативно мерење и се смета за мерење на величина во нејзините единици и дека токму тоа разбирање наоѓа сè поголема примена во метрологијата. Токму ова толкување има смисла да се користи за овие алтернативни видови мерења.

Релативно мерење е мерење на односот на количината со истоимената количина, која игра улога на единица или мерење на промена на количина во однос на истоимената количина, земена како почетна еден.

Пример - Мерење на активноста на радионуклид во извор во однос на активноста на радионуклид во сличен извор сертифициран како референтна мерка на активност.

Врз основа на бројот на повторени мерења на иста количина, се разликуваат единечни и повеќекратни мерења. Единечно мерење - мерење извршено еднаш.

Забелешка - Во многу случаи, во пракса, се вршат само единечни мерења. На пример, мерењето на одредена временска точка со помош на часовник обично се прави еднаш. (Примерот не издржува критика, бидејќи повторените мерења на еден временски период се невозможни).

Повеќекратно мерење - мерење на физичка количина со иста големина, чиј резултат се добива од неколку последователни мерења, т.е., што се состои од голем број единечни мерења.

Во зависност од целта, бројот на повторени мерења може многу да варира (од две мерења до неколку десетици, па дури и стотици). Се вршат повеќе мерења или за да се осигураат од груби грешки (во овој случај, три до пет мерења се доволни) или за последователна математичка обработка на резултатите (често повеќе од петнаесет мерења со последователни пресметки на просечните вредности, статистичка проценка на отстапувања итн. .). Повеќекратните мерења се нарекуваат и „мерења со повеќе набљудувања“.

Статично мерење е мерење на физичка големина што се зема, во согласност со одредена мерна задача, да биде непроменета во текот на времето на мерење. Наведените примери (мерење на должината на дел при нормална температура и мерење на големина на парцела) имаат поголема веројатност да збунат отколку да ја разјаснат ситуацијата.

Динамичко мерење е мерење на физичка големина што се менува во големина.

Белешки

1 Терминот елемент „динамичен“ се однесува на измерената количина.

2 Строго кажано, сите физички величини подлежат на одредени временски промени. Ова се потврдува со употребата на сè почувствителни мерни инструменти, кои овозможуваат откривање на промени во количините кои претходно се сметаа за константни, затоа поделбата на мерењата на динамични и статични е условена.

Интерпретацијата на статичките и динамичките мерења како мерења на константна или променлива физичка количина е примитивна и филозофски секогаш двосмислена („сè тече, сè се менува“). Речиси и да нема „непроменливи“ физички големини освен физичките константи во мерната практика, сите величини се разликуваат само во согласност со брзината на промената.

Наместо апстрактно расудување, пожелни се дефиниции засновани на прагматичен пристап. Најлогично е да се земат предвид статички и динамички мерења во зависност од режимот во кој мерниот инструмент го прима влезниот сигнал на мерните информации. При мерење во статичен режим (или квази-статички режим), брзината на промена на влезниот сигнал е несразмерно помала од брзината на неговата конверзија во мерното коло, а резултатите се снимаат без динамично изобличување.

При мерење во динамичен режим, се појавуваат дополнителни динамички грешки поради пребрзите промени или во самата измерена физичка количина или на влезниот сигнал на мерните информации што доаѓаат од константно измерено количество. На пример, мерењето на дијаметрите на тркалачките елементи (константни физички количини) во индустријата за лежишта се врши со помош на машини за инспекција и сортирање. Во овој случај, брзината на промена на мерните информации на влезот може да се спореди со брзината на мерните трансформации во колото на уредот. Мерењето на температурата со живин термометар е несразмерно побавно од мерењата со електронски термометри, затоа, употребените мерни инструменти во голема мера можат да го одредат режимот на мерење.

Врз основа на остварената точност и степенот на дисперзија на резултатите при повеќекратни повторувања на мерења од иста количина, тие разликуваат подеднакво точни и нееднакво точни, како и подеднакво расфрлани и нееднакво расфрлани мерења.

Мерењата со еднаква прецизност се серија на мерења на која било количина направени со мерни инструменти со еднаква точност под исти услови со иста грижа.

Нерамни мерења се серија мерења на која било количина направени со мерни инструменти кои се разликуваат по точност и (или) под различни услови.

Забелешките за последните две дефиниции сугерираат дека пред да обработите серија мерења, проверете дали сите мерења се подеднакво точни и обработувајте нееднакви мерења земајќи ја предвид тежината на поединечните мерења вклучени во серијата.

Проценката на еднаква точност и нееквивалентност, како и еквидисперзија и нееднаквост на резултатите од мерењето зависи од избраните вредности на ограничувачките мерки за неусогласеност на точноста или проценките за расејување. Прифатливите несовпаѓања меѓу проценките се утврдуваат во зависност од мерната задача Мерните серии 1 и 2 се нарекуваат еквивалентни, за кои проценките на грешка Δi и Δj може да се сметаат за речиси идентични.

а нееднаквата точност вклучува мерења со различни грешки

Мерењата во две серии се сметаат за подеднакво расфрлани (Δ1 ≈ Δ2), или на (Δ1 ≠ Δ2)

нееднакво расфрлани (во зависност од совпаѓањето или разликата во проценките на случајните компоненти на мерните грешки од споредените серии 1 и 2).

Во зависност од планираната точност, мерењата се поделени на технички и метролошки. Техничките мерења треба да ги вклучуваат оние мерења што се вршат со однапред одредена точност. Со други зборови, во техничките мерења, мерната грешка Δ не треба да надминува однапред одредена вредност [Δ]:

каде што [Δ] е дозволената грешка при мерењето.

Токму овие мерења најчесто се вршат во производството, од каде доаѓа и нивното име.

Метролошките мерења се вршат со максимална достижна точност, при што се постигнува минимална (со постоечки ограничувања) мерна грешка Δ, која може да се запише како

Ваквите мерења се одвиваат при стандардизирање на единиците, при изведување уникатни студии.

Во случаи кога точноста на резултатот од мерењето не е од фундаментално значење, а целта на мерењата е приближна проценка на непозната физичка количина, тие прибегнуваат кон приближни мерења, чија грешка може да флуктуира во прилично широк опсег, бидејќи секоја грешка Δ реализирана во текот на процесот на мерење се зема како прифатлива [Δ ]

Заедништвото на метролошкиот пристап кон сите овие типови мерења е тоа што за какви било мерења се одредуваат вредностите Δ на остварените грешки, без кои е невозможна сигурна проценка на резултатите.

Индиректномерењата се разликуваат од директните по тоа што саканата вредност на количината се одредува врз основа на резултатите од директните мерења на други физички објекти. количини кои се функционално поврзани со саканата количина. Со други зборови, саканата PV вредност се одредува врз основа на резултатите од директните мерења на таквите величини кои се поврзани со саканата специфична врска. Индиректна мерна равенка: y = f(x 1, x 2,...,x n), каде што x i - i е резултат на директно мерење. Примери: Во современите мерни инструменти базирани на микропроцесор, пресметките на саканата измерена вредност многу често се вршат „внатре“ во уредот. Во овој случај, резултатот од мерењето се одредува на начин карактеристичен за директните мерења, и нема потреба или можност за одделно да се земе предвид методолошката грешка при пресметката. Вклучено е во грешката на мерниот уред. Мерењата што се вршат со мерни инструменти од овој вид се класифицирани како директни. Индиректните мерења ги вклучуваат само оние мерења во кои пресметката се врши рачно или автоматски, но по добивањето на резултатите од директните мерења. Во овој случај, грешката во пресметката може да се земе предвид одделно. Пример за таков случај се мерните системи за кои метролошките карактеристики на нивните компоненти се стандардизирани поединечно. Вкупната мерна грешка се пресметува врз основа на стандардизираните метролошки карактеристики на сите компоненти на системот. Агрегатмерењата вклучуваат решавање на систем на равенки составени од резултатите од истовремени мерења на неколку хомогени величини. Решавањето на системот на равенки овозможува да се пресмета саканата вредност.

Во кумулативните мерења, вредностите на збир на количини со исто име Q 1 ...... Q k ., по правило, се одредуваат со мерење на збировите или разликите на овие количини во различни комбинации:

каде што коефициентите c ij земаат вредности ±1 или 0.

Така, станува збор за мерења на неколку истоимени количини извршени истовремено, во кои саканите вредности на количините се одредуваат со решавање на систем на равенки добиени со мерење на различни комбинации на овие количини.

Мерења на зглобовите- ова се симултани (директни или индиректни) мерења на две или повеќе хетерогени (не идентични) физички. количини за да се утврди функционалниот однос меѓу нив. Во суштина, кумулативните мерења не се разликуваат од заедничките мерења, освен што во првиот случај мерењата се однесуваат на истоимени количини, а во вториот - на неидентични. Индиректните, кумулативните и заедничките мерења се обединети со едно фундаментално важно заедничко својство: нивните резултати се одредуваат со пресметка врз основа на познати функционални односи помеѓу измерените количини и количините подложени на директни мерења.

Така, уште еднаш нагласуваме дека разликата помеѓу индиректните, кумулативните и заедничките мерења лежи само во формата на функционалната зависност што се користи во пресметките. Со индиректни мерења се изразува со една равенка во експлицитна форма, со заеднички и кумулативни мерења - со систем на имплицитни равенки.

Индиректно мерење

Директно мерење

Директно мерење- ова е мерење во кое саканата вредност на физичката величина се наоѓа директно од експериментални податоци како резултат на споредување на измерената количина со стандардите.

мерење на должина со линијар.
мерење на електричен напон со волтметар.

Индиректно мерење

Индиректно мерење- мерење во кое саканата вредност на количеството се наоѓа врз основа на позната врска помеѓу оваа количина и количините подложени на директни мерења.

Отпорот на отпорникот го наоѓаме врз основа на законот на Ом со замена на вредностите на струјата и напонот добиени како резултат на директни мерења.

Заедничко мерење

Заедничко мерење- истовремено мерење на неколку различни величини за да се најде односот меѓу нив. Во овој случај, се решава систем на равенки.

определување на зависноста на отпорот од температурата. Во овој случај, се мерат различни количини, а зависноста се одредува врз основа на резултатите од мерењето.

Агрегатно мерење

Агрегатно мерење- истовремено мерење на неколку истоимени количини, во кои се наоѓаат посакуваните вредности на количините со решавање на систем на равенки што се состои од добиените директни мерења на различни комбинации на овие количини.

мерење на отпорот на отпорниците поврзани во триаголник. Во овој случај, се мери вредноста на отпорот помеѓу темињата. Врз основа на резултатите, се одредуваат отпорите на отпорниците.

Фондацијата Викимедија. 2010 година.

Погледнете што е „Индиректно мерење“ во другите речници:

индиректно мерење- Определување на саканата вредност на физичката величина врз основа на резултатите од директните мерења на други физички величини кои се функционално поврзани со саканата величина. Пример. Определување на густината D на цилиндрично тело врз основа на резултатите од прави... ... Водич за технички преведувач

индиректно мерење- 3.6 индиректно мерење: Мерење со кое се одредуваат поединечни компоненти и/или групи компоненти кои не се присутни во работната референтна гасна смеса со користење на релативни коефициенти... ...

индиректно мерење- netiesioginis matavimas statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. индиректно мерење вок. indirekte Messung, f; mittelbare Messung, f rus. индиректно мерење, n pranc. мерење индиректно, m; индиректна мерка, ѓ …

индиректно мерење- netiesioginis matavimas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydžio vertės radimas netiesioginiu būdu, kai ieškomoji verte randama naudojant kitų dydžių tiesioginių matavimų. pavyzdys(iai) Виеналитс медиагос… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

индиректно мерење- netiesioginis matavimas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. индиректно мерење вок. indirekte Messung, f rus. индиректно мерење, n pranc. индиректна мерка, ѓ … Физикос крај

Индиректно мерење- 1. Мерење во кое саканата вредност на количеството се определува врз основа на резултатите од директните мерења на други големини поврзани со саканата количина со позната функционална врска Се користи во документот: OST 45.159 2000 Индустрија... ... Речник за телекомуникации

Индиректно мерење (пресметка) на поединечни комплексни индикатори за функционирање на TOU- Индиректното автоматско мерење (пресметка) се врши со претворање на збир на парцијални измерени вредности во добиена (комплексна) измерена вредност со користење на функционални трансформации и последователно директно мерење... ... Речник-референтна книга на поими на нормативна и техничка документација

Индиректно мерење (пресметка) на поединечни комплексни индикатори за функционирање на TOU- Автоматското мерење (пресметка) на Kos во cm os се врши со конвертирање на множество приватни измерени величини во резултатrucctsuk „(комплексна) мерка)“ вредност користејќи функционални трансформации и последователни директни... ... Речник-референтна книга на поими на нормативна и техничка документација

Мерењето е збир на операции за одредување на односот на една (мерена) количина со друга хомогена големина, земена како единица складирана во технички уред (мерен инструмент). Добиената вредност се нарекува нумеричка вредност... ... Википедија

Овој термин има и други значења, видете Мерење (значења). Мерење е збир на операции за определување на односот на една (измерена) количина на друга хомогена големина, земена како единица складирана во технички... ... Википедија

Класификацијата на видовите мерења може да се изврши според различни критериуми за класификација, кои го вклучуваат следново:

Метод за наоѓање на нумеричката вредност на физичката величина,

Број на набљудувања

Природата на зависноста на измерената вредност од времето,

Бројот на измерени моментални вредности во даден временски интервал,

Услови кои ја одредуваат точноста на резултатите

Начин на изразување на резултатите од мерењето.

Од страна на метод за наоѓање на нумеричката вредност на физичката величинамерењата се поделени на следниве типови: директен, индиректен,кумулативни и зглобни.

Директно мерење наречено мерење во кое вредноста на измерената величина се наоѓа директно од експериментални податоци. Директните мерења се вршат со помош на алатки дизајнирани за мерење на овие количини. Нумеричката вредност на измерената количина се пресметува директно од отчитувањето на мерниот уред. Примери за директни мерења: мерење на струја со амперметар; напон - со волтметар; маса - на лост вага, итн.

Врската помеѓу измерената вредност X и резултатот од мерењето Y при директно мерење се карактеризира со равенката:

тие. вредноста на измерената величина се претпоставува дека е еднаква на добиениот резултат.

За жал, директното мерење не е секогаш можно. Понекогаш соодветниот мерен инструмент не е при рака, или е незадоволителен по точност или сè уште не е создаден. Во овој случај, треба да се прибегне кон индиректно мерење.

Индиректни мерења Станува збор за мерења во кои вредноста на саканото количество се наоѓа врз основа на позната врска помеѓу оваа количина и количините подложени на директни мерења.

При индиректните мерења, не се мери вистинската количина што се одредува, туку други величини кои се функционално поврзани со него. Вредноста на количината измерена индиректно Xпронајден со пресметка со помош на формулата

X = F(Y 1 , Y 2 , ... , Y n),

Каде Y 1 , Y 2 , … Y n– вредности на количините добиени со директни мерења.

Пример за индиректно мерење е определувањето на електричниот отпор со помош на амперметар и волтметар. Овде, со директни мерења, се наоѓаат вредностите на падот на напонот Уна отпорот Ри струја Јаспреку него, а саканиот отпор R се наоѓа со формулата

R = U/I.

Операцијата за пресметување на измерената вредност може да се изврши и од лице и од компјутерски уред сместен во уредот.

Директните и индиректните мерења во моментов се широко користени во пракса и се најчестите типови на мерења.

Агрегатни мерења - ова се мерења на неколку истоимени количини направени истовремено, во кои посакуваните вредности на количините се наоѓаат со решавање на систем на равенки добиени со директни мерења на различни комбинации на овие количини.

На пример, за да се одредат вредностите на отпорот на отпорниците поврзани со триаголник (слика 3.1), се мерат отпорите на секој пар темиња на триаголникот и се добива систем на равенки:

Од решението на овој систем на равенки се добиваат вредностите на отпорот

, , ,

Мерења на зглобовите– ова се мерења на две или повеќе истоимени количини кои се прават истовремено X 1, X 2,…,X n, чии вредности се наоѓаат со решавање на системот на равенки

F i(X 1, X 2, ..., X n; Y i1 , Y i2 , … ,Y im) = 0,

Каде i = 1, 2, ..., m > n; Y i1 , Y i2 , … ,Y im– резултати од директни или индиректни мерења; X 1, X 2, ..., X n– вредности на потребните количини.

На пример, индуктивноста на серпентина

L = L 0 ×(1 + w 2 × C × L 0),

Каде L 0– индуктивност на фреквенција w =2×p×fтенденција на нула; СО– капацитет на превртување. Вредности L 0И СОне може да се најде со директни или индиректни мерења. Затоа, во наједноставен случај мериме L 1на w 1, и потоа L 2на w 2и формирајте систем од равенки:

L 1 = L 0 ×(1 + w 1 2 × C× L 0);

L 2 = L 0 ×(1 + w 2 2 × C× L 0),

при што се наоѓаат потребните вредности на индуктивност L 0и контејнери СО

; .

Кумулативните и заедничките мерења се генерализација на индиректните мерења во случај на неколку величини.

За да се зголеми точноста на мерењата на агрегатот и зглобовите, се обезбедува условот m ³ n, т.е. бројот на равенките мора да биде поголем или еднаков на бројот на потребните количини. Добиениот неконзистентен систем на равенки се решава со методот на најмали квадрати.

Од страна на број на мерни набљудувањасе поделени:

На обични мерења – мерења извршени со едно набљудување;

- статистички мерења – мерења со повеќе набљудувања.

Набљудувањеза време на мерењето - експериментална операција извршена за време на процесот на мерење, како резултат на која се добива една вредност од група вредности на количини што се предмет на заедничка обработка за да се добијат резултати од мерењето.

Резултат на набљудување– резултат на количина добиена од посебно набљудување.

Од страна на природата на зависноста на измерената величина од времетодимензиите се поделени:

На статични , во која измерената количина останува константна со текот на времето во текот на процесот на мерење;

- динамичен , во која измерената големина се менува во текот на процесот на мерење и не е константна со текот на времето.

При динамички мерења, оваа промена мора да се земе предвид за да се добие резултатот од мерењето. И за да се процени точноста на резултатите од динамичките мерења, неопходно е познавање на динамичките својства на мерните инструменти.

Според бројот на измерени моментални вредности во даден временски интервал, мерењата се поделени на дискретниИ континуирано(аналоген).

Дискретни мерења се мерења во кои, во одреден временски интервал, бројот на измерени моментални вредности е конечен.

Континуирано (аналогни) мерења - мерења во кои, во одреден временски интервал, бројот на измерени моментални вредности е бесконечен.

Според условите кои ја одредуваат точноста на резултатите, мерењата се:

- најголема можна точност, постигнато со постојното ниво на технологија;

- контрола и верификација, чија грешка не треба да надминува одредена одредена вредност;

- технички мерења, во која грешката на резултатот се одредува според карактеристиките на мерните инструменти.

По пат на изразување резултатиправи разлика помеѓу апсолутни и релативни мерења.

Апсолутни мерења - мерења засновани на директни мерења на една или повеќе основни количини и (или) употреба на вредностите на физичките константи.

Релативни мерења – мерење на однос на количество со истоимено количество кое игра улога на единица или мерење на количина во однос на истоимено количество земено како почетна.

Методи на мерење и нивна класификација

Сите мерења можат да се направат со користење на различни методи. Постојат два главни методи за мерење: метод на директно оценувањеИ методи на споредба со мерка.

Директен метод на оценувањесе карактеризира со тоа што вредноста на измерената количина се одредува директно од уредот за отчитување на мерниот уред, претходно калибриран во единици од измерената количина. Овој метод е наједноставен и затоа е широко користен при мерење на различни количини, на пример: мерење на телесна тежина на пружинска вага, електрична струја со амперметар, фазна разлика со дигитален фазен метар итн.

Функционалниот дијаграм на мерење со помош на методот на директно оценување е прикажан на сл. 3.2.

Мерката во инструментите за директно оценување е поделбата на скалата на уредот за читање. Тие не се поставуваат произволно, туку врз основа на калибрацијата на уредот. Така, поделбите на скалата на уредот за читање се, како што беше, замена („отпечаток“) на вредноста на вистинската физичка количина и затоа може да се користат директно за да се најдат вредностите на количините измерени со уредот. Следствено, сите уреди за директна проценка всушност го спроведуваат принципот на споредба со физичките величини. Но, оваа споредба е повеќевременска и се спроведува индиректно, со користење на средно средство - поделби на скалата на уредот за читање.

Методи за споредба со мерка – методи на мерење во кои измерената вредност се споредува со вредноста што се репродуцира со мерката. Овие методи се попрецизни од методот на директно оценување, но малку покомплицирани. Групата методи за споредба со мерка ги вклучува следните методи: метод на контраст, метод на нула, диференцијален метод, метод на случајност и метод на замена.

Дефинирање на карактеристика методи за споредбае дека во процесот на мерење постои споредба на две хомогени величини - позната (репродуктивна мерка) и измерена. При мерење со споредбени методи се користат вистински физички мерки, а не нивните „отпечатоци од прсти“.

Споредбата може да биде симултани и мулти-симултани.Со истовремена споредба, мерката и измерената количина дејствуваат на мерниот уред истовремено и со повеќевременски– временски се одвојува влијанието на измерената количина и мерка врз мерниот уред. Покрај тоа, споредбата може да биде директноИ индиректно.

При директна споредба, измерената количина и мерка директно влијаат на уредот за споредба, а во индиректната споредба, преку други величини кои се единствено поврзани со познатите и измерените величини.

Симултаната споредба обично се врши со помош на методи опозиции, нула, диференцијалИ коинциденциии повеќевременски - со метод на замена.

ПРЕДАВАЊЕ 4

МЕТОДИ НА МЕРЕЊЕ

Директни мерењаТоа се мерења кои се добиваат директно со помош на мерниот уред. Директните мерења вклучуваат мерење на должина со линијар, дебеломер, мерење на напон со волтметар, мерење температура со термометар итн. Резултатите од директните мерења можат да бидат под влијание на различни фактори. Затоа, грешката во мерењето има различна форма, т.е. Има грешки на инструментот, систематски и случајни грешки, грешки при заокружување при земање отчитувања од скалата на инструментот и промашувања. Во овој поглед, важно е во секој конкретен експеримент да се идентификува која од мерните грешки е најголема, и ако се покаже дека една од нив е поредок поголем од сите други, тогаш последните грешки може да се занемарат.

Ако сите грешки земени во предвид се со ист редослед на големина, тогаш потребно е да се оцени комбинираниот ефект на неколку различни грешки. Во принцип, вкупната грешка се пресметува со помош на формулата:

Каде  - случајна грешка,  - грешка во инструментот,  – грешка во заокружувањето.

Во повеќето експериментални студии, физичката величина не се мери директно, туку преку други величини, кои пак се одредуваат со директни мерења. Во овие случаи, измерената физичка големина се одредува преку директно измерени величини со помош на формули. Таквите мерења се нарекуваат индиректни. На јазикот на математиката тоа значи дека саканата физичка количина ѓ поврзани со други количини X 1, X 2, X 3, … ,. X nфункционална зависност, т.е.

Ф= ѓ(x 1 , x 2 ,…., Х n )

Пример за такви зависности е волуменот на сферата

Во овој случај, индиректно измерената количина е В- топката, која се одредува со директно мерење на радиусот на топката Р.Оваа измерена вредност Ве функција на една променлива.

Друг пример би бил густината на цврсто тело

. (8)

Еве  – е индиректно измерена величина, која се одредува со директно мерење на телесната тежина ми индиректна вредност В. Оваа измерена вредност  е функција од две променливи, т.е.

 =  (m, V)

Теоријата на грешки покажува дека грешката на функцијата се проценува со збирот на грешките на сите аргументи. Колку се помали грешките на неговите аргументи, толку е помала грешката на функцијата.

4. Исцртување графикони врз основа на експериментални мерења.

Суштинска точка на експерименталното истражување е изградбата на графикони. Кога конструирате графикони, пред сè треба да изберете координатен систем. Најчест е правоаголен координатен систем со координатна мрежа формирана од еднакво распоредени паралелни линии (на пример, милиметарска хартија). На координатните оски, поделбите се означени во одредени интервали на одредена скала за функцијата и аргументот.

Во лабораториската работа, при проучувањето на физичките појави, неопходно е да се земат предвид промените во некои количини во зависност од промените во други. На пример: кога се разгледува движењето на телото, се утврдува функционална зависност на поминатото растојание од времето; при проучување на електричниот отпор на проводникот во функција на температурата. Може да се дадат уште многу примери.

Променлива вредност Унаречена функција на друга променлива X(аргумент) ако секој има вредност Уќе одговара на многу специфична вредност на количината X, тогаш можеме да ја запишеме зависноста на функцијата во форма Y = Y(X).

Од дефиницијата на функцијата следува дека за да се определи потребно е да се наведат две групи броеви (вредности на аргументи Xи функции У), како и законот за меѓусебна зависност и кореспонденција меѓу нив ( X и Y). Експериментално, функцијата може да се специфицира на четири начини:

Табела; 2. Аналитички, во форма на формула; 3. Графички; 4. Вербално.

На пример: 1. Табеларен метод за одредување на функцијата - зависност од големината на еднонасочната струја Јасна вредноста на напонот У, т.е. Јас= ѓ(У) .

табела 2

2.Аналитичкиот метод за одредување на функцијата се утврдува со формула, со помош на која може да се утврдат соодветните вредности на функцијата од дадените (познати) вредности на аргументот. На пример, функционалната зависност прикажана во Табела 2 може да се запише како:

(9)

3. Графички метод за одредување функција.

График на функции Јас= ѓ(У) во Декартовиот координатен систем е геометрискиот локус на точки конструиран од нумеричките вредности на координатната точка на аргументот и функцијата.

На сл. 1 исцртана зависност Јас= ѓ(У) , наведено во табелата.

Точките пронајдени експериментално и нацртани на графикон се јасно означени како кругови и крстови. На графиконот, за секоја исцртана точка, потребно е да се наведат грешки во форма на „чекани“ (види слика 1). Големината на овие „чекани“ треба да биде еднаква на двојно повеќе од апсолутните грешки на функцијата и аргументот.

Скалите на графиконите мора да бидат избрани така што најмалото растојание измерено од графикот не е помало од најголемата апсолутна грешка при мерењето. Сепак, овој избор на скала не е секогаш погоден. Во некои случаи, попогодно е да се земе малку поголема или помала скала по една од оските.

Ако проучениот интервал на вредностите на аргументот или функцијата е оддалечен од потеклото на координатите за количина споредлива со вредноста на самиот интервал, тогаш препорачливо е да се премести потеклото на координатите до точка блиску до почетокот на проучуваниот интервал, и по должината на оската на апсцисата и на ординатите.

Поставувањето крива (т.е. поврзување на експериментални точки) низ точки обично се прави во согласност со идеите за методот на најмали квадрати. Во теоријата на веројатност, се покажува дека најдоброто приближување до експерименталните точки ќе биде крива (или права линија) за која збирот на најмалите квадрати на вертикални отстапувања од точката до кривата ќе биде минимален.

Точките означени на координатната хартија се поврзани со мазна крива, а кривата треба да помине што е можно поблиску до сите експериментални точки. Кривата треба да се нацрта така што да лежи што е можно поблиску до точките каде што не се надминуваат грешките и да има приближно еднаков број од нив на двете страни на кривата (види слика 2).

Ако, при конструирање крива, една или повеќе точки се надвор од опсегот на дозволените вредности (види Сл. 2, точки АИ ВО), потоа кривата се повлекува по преостанатите точки, а паднатите точки АИ ВОкако промашувањата не се земаат предвид. Потоа се прават повторени мерења во оваа област (точки АИ ВО) и се утврдува причината за таквото отстапување (или се работи за грешка или законска повреда на констатираната зависност).

Ако проучуваната, експериментално конструирана функција детектира „посебни“ точки (на пример, точки на екстрем, флексија, дисконтинуитет итн.). Тогаш бројот на експерименти се зголемува при мали вредности на чекорот (аргументот) во регионот на еднини точки.