Основные этапы измерений

Классификация измерений

 

Измерение традиционно разделяются по многим классификационным признакам.

1. Наиболее громоздкой является классификация по измеряемой физической величине (в настоящее время насчитывается около 2000 величин).

Здесь группируются области измерений: измерения пространства и времени, механических, акустических, температурных и тепловых, электрических, магнитных, электромагнитных, применяемых в химии, световых, оптических, ионизирующих излучений и ядерной физике.

2. По режиму использования СИ последние делят на статические- с использованием СИ в статическом режиме и динамические- с использованием СИ в динамическом режиме.

3.В соответствии с количеством элементарных измерительных актов выделяют измерения с однократными и многократными наблюдениями(На практике к однократным относятся измерения с числом наблюдений не более 3-х).

4. Если измерения основаны на наблюдении основных величин и использовании значений физических констант, то они называются абсолютными, в противном случае - относительными.

5.В отношении тщательности оценивания обычно выделяют три категории измерений: с точной апостериорной, приближенной апостериорной и априорной оценкой погрешностей. К первой категории относятся измерения, проводимые при метрологических исследованиях, а также особо ответственные измерения. При этом обработка данных выполняется наиболее точно.

Измерения с априорной оценкой погрешностей, называемые техническими, проводят по стандартизированным методикам. При этом обработка экспериментальных данных бывает минимальной, а погрешность измерения оценивают заранее, в рамках аттестации методики выполнения измерений.

Измерения с приближенной оценкой погрешности по экспериментальным данным включает в себя многие контрольно-поверочные измерения, а также часть измерений по стандартизированным методикам, если один или несколько существенных факторов не удовлетворяют требованиям методики. При этом обработка данных может быть более сложной, чем при технических измерениях, с учетом сведений, о типовых свойствах средств измерений и приближенных оценок основных влияющих величин.

6. Важнейшим для обработки экспериментальных данных является разделение измерений на прямые, косвенные, совместные и совокупные. При этом основным признаком является вид уравнения измерения связывают измеряемую и непосредственно наблюдаемые величины.

При прямом измерении измеряемая величина Q пропорциональна непосредственно наблюдаемой

с - зад. коэффициент.

При косвенном измерении величина Q является известной функцией от непосредственно наблюдаемых аргументов

При совместных измерениях находят функциональную зависимость между переменными величинами X и Y путем измерений ряда величин и соответствующих им величины:

При совокупных измерениях значения набора одноименных величин определяется путем измерений сумм или разностей этих величин в различных сочетаниях:

где коэффициент C_ij принимает значения –1, 0, +1…

Измерение, направленное на изучение определенного объекта, представляет собой познавательную процедуру. В ней естественно выделяют 3 этапа: подготовку, измерительного эксперимента, обработку экспериментальных данных. Содержанием этапа подготовки является формулирование измерительной задачи, планирование измерений (включая выбор метода и средств измерений и их размещение), обеспечение требуемых условий проведения измерений. Измерительный эксперимент состоит в поддержании требуемых условий осуществления взаимодействия средства измерений с объектом исследования в соответствии с выбранным методом и фиксации экспериментальных данных. Обработка данных сводится к их логическим и математическим преобразованиям с целью получения результата измерения и оценки его точности.

Рассмотрим подробнее этапы измерительной процедуры. Первый этап целесообразно разделить на две части: постановку измерительной задачи и планирование измерительного эксперимента.

1. Постановка измерительной задачи осуществляется в такой последовательности:

а) уточнение данных об условиях измерения и исследуемой физической величине

б) формирование модели объекта и определение измеряемой величины

в) постановка измерительной задачи на основе принятой модели объекта

г) выбор конкретных величин, на основе которых будет находится значение измеряемой величины

д) формулирование уравнения измерения.