Методы измерений

Методы измерений — способы получения результата измере­ний путем использования принципов и средств измерений.

В зависимости от вида измерений методы измерений подраз­деляются на группы, а в зависимости от приемов — на под­группы и виды (рис. 2.7).

Метод непосредственной оценки заключается в том, что зна­чение измеряемой величины снимается непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого дей­ствия.

Преимуществом данного метода является быстрота измере­ний, обуславливающая незаменимость для практического при­менения, а недостатком — ограниченная точность.

При методе непосредственной оценки применяются средства измерений:

• показывающие;

• интегрирующие приборы-счетчики;

• самопишущие приборы.

Метод сравнения с мерой состоит в том, что измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Пример: измерение длины линейкой.

Преимуществом данного метода является большая точность измерения, чем при методе непосредственной оценки, а недо­статком — увеличение затрат времени на подбор мер.

Дифференциальный (разностный) метод характеризуется раз­ностью между измеряемой и известной (воспроизводимой мерой) величинами. Например, измерение путем сравнения с рабочим эталоном на компаторе, выполняемое при поверке мер длины. Проверка термометров по температуре таяния льда и кипения воды также проводится этим методом.

Преимущества данного метода:

• получение результатов с высокой точностью даже при при­менении относительно грубых средств для измерения раз­ности;

• большая простота измерений по сравнению с изготовле­нием средств измерений высокой точности.

Нулевой метод — метод сравнения с мерой, в которой резуль­тирующий эффект воздействия на прибор сравнения доводят до нуля.

Дифференциальный и нулевой методы нашли широкое рас­пространение во всех видах измерений: от производства до сли­чения эталонов, так как используемые меры (гири и др.) точнее, чем соответствующие им по стоимости и степени распростране­ния приборы.

Метод совпадения — метод сравнения с мерой, при котором разность между значениями искомой и воспроизводимой мерой величин измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов. Например, при измерении длины с помощью штангенциркуля с нониусом наблюдают совпадение отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса. Иногда данный метод называют нониусным.

Преимущество метода в том, что он позволяет существенно увеличить точность сравнения с мерой. Недостатки: увеличение затрат на приобретение более сложных средств измерений, необ­ходимость наличия профессиональных навыков у оператора.

Метод замещения основан на сравнении с мерой: измеряе­мую величину замещают известной величиной, воспроизводи­мой мерой, сохраняя все условия неизменными, например про­верка точности показаний весов путем взвешивания с помеще­нием поочередно измеряемой массы и гирь на разные чашки весов, а на циферблатных весах — гирь массой 1 кг или 0,5 кг на грузоприемную платформу, при этом фиксируется точность показаний массы на циферблате.

Преимуществом метода, безусловно, является небольшая погрешность измерений, определяемая в основном погрешно­стью меры и зоной нечувствительности прибора (ноль — инди­катор). К недостатку следует отнести необходимость примене­ния многозначных мер.

Комбинация методов замещения и дифференциального хотя несколько снижает точность, но позволяет использовать мень­шие наборы мер.

Косвенный метод измерения — метод, основанный на измере­нии физической величины одного наименования, которая свя­зана с другой искомой величиной определенной функциональ­ной зависимостью, с последующим расчетом путем решения уравнения.

Преимущества: возможность измерения величин, для кото­рых отсутствуют методы непосредственной оценки или они не дают достоверных результатов либо связаны со значительными затратами. К недостаткам следует отнести увеличение затрат времени и средств на измерение.

Косвенные методы широко применяются при химических методах испытания.

Таким образом, разные методы измерений имеют свои харак­терные особенности, обуславливающие их достоинства и недо­статки. Критериями выбора метода измерения служат требуемая точность измерения, наличие конкретных средств измерений, затраты времени на измерения и материальных средств на при­обретение средств измерений высоких классов точности.

Методы измерения служат основой методик измерения.

Методика измерения — совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение резуль­татов измерений с установленными показателями точности [3].