Сущность и основные характеристики измерений.

Измерение – это нахождение значения физической величиныопытным путем с помощью специальных технических средств. Измерения обычно осуществляются на естественных или созданных человеком объектах, которые называют объектами измерений.

Объект измерения – это сложное явление или процесс, характеризующийся множеством отдельных физических величин (параметров объекта), каждая из которых может быть измерена в отдельности, но в реальных условиях действует на измерительное устройство совместно со всеми остальными параметрами.

Физическую величину, которая выбрана для измерения, называют измеряемой величиной.

Все измеряемые физические величины можно разделить на две группы:

· Непосредственно измеряемые, которые могут быть воспроизведены с заданными размерами и сравнимы с подобными, например длина, масса, время;

· Преобразуемые с заданной точностью в непосредственно измеряемые величины, например температура, плотность.

Такое преобразование осуществляется с помощью операции измерительного преобразования.

Измерительное преобразование – отражение размера одной физической величины размером другой физической величины, функционально с ней связанной.

Процесс решения любой задачи измерения включает в себя, как правило, три этапа:

· подготовку;

· проведения измерения (измерительного эксперимента);

· обработку его результатов.

В процессе проведения самого измерения объект измерения ОИ и средство измерений СИ, способное измерять выбранную физическую величину X, приводится во взаимодействие (рис. 1).

В результате измерения получают значение физической величины, которая представляет собой оценку физической величины в виде некоторого числа принятых для ее измерения единиц.

Результат измерения – это значение физической величины, найденное путем ее измерения.

Значение физической величины представляет собой оценку этойвеличины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.Размер величины существует реально и остается неизменным. Числовое значение физической величины определяется принятой при измерении единицей этой величины, т.е. один и тот же размер может быть выражен различными числовыми значениями в зависимости от принятой единицы физической величины.

Различают истинное и действительное значения физической величины.

Истинное значение физической величины – значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта.

В философском аспекте истинное значение всегда остается неизвестным, а совершенствование измерений позволяет приближаться к истинному значению физической величины.

Действительное значение физической величины – значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может бытьиспользовано вместо него.

Информацию о значении физической величины, получаемую при измерении, называют измерительной информацией. Средство измерений СИ представляет измерительную информацию в виде некоторого сигнала, воспринимаемого человеком или различными техническими устройствами – потребителями измерительной информации.

Под сигналом в общем случае понимают некоторый физический процесс, параметры которого содержат информацию.

Этот сигнал функционально связан с измеряемой физической величиной, поэтому его называют сигналом измерительной информации.

В процессе измерения на средство измерений, оператора и объект измерений воздействуют, как правило, различные внешние факторы – влияющие физические величины ВФВ.

Влияющей физической величиной называют физическую величину, не являющуюся измеряемой данным средством измерений, но оказывающую влияние на результат измерения этим средством.

Несовершенство использования средств измерений, неточность их градуировки, действие влияющих физических величин (температура окружающей среды, влажность воздуха, внешние электромагнитные поля, вибрация и т.п.), субъективные ошибки человека – оператора, осуществляющего измерения, и ряд других факторов являются причинами, обусловливающими неизбежное появление погрешности измерения.

Чтобы составить представление о выполненном или предполагаемом измерении, необходимо знать его основные характеристики (принцип измерений, метод измерений и погрешность (иногда точность) измерения).

Принцип измерений – совокупность физических явлений, на которых основано измерение.

Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

Погрешность (или ошибка) измерения – отклонение результата измерения Х от истинного значения Хи измеряемой величины:

∆= X-Xи (1)

Погрешность, определяемая формулой (1), выражена в единицах измеряемой величины и называется абсолютной погрешностью измерения.

Относительная погрешность измерения – отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины:

δ=∆/Xи*100% (2)

При определении абсолютной и относительной погрешностей измерения вместо истинного значения физической величины Xи реально может быть использовано ее действительное значение Xд.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: