б. Комплексный метод характеризуется измерением суммарного показателя качества (а не физической величины), на который оказывают влияние отдельные его составляющие (например, измерение радиального биения цилиндрической детали, на которое влияют эксцентриси

б. Комплексный метод характеризуется измерением суммарного показателя качества (а не физической величины), на который оказывают влияние отдельные его составляющие (например, измерение радиального биения цилиндрической детали, на которое влияют эксцентриситет, овальность и др.).

Следует различать понятия измерение и наблюдение.

Наблюдения при измерении–операции, проводимые при измерении и имеющие целью своевременно и правильно произвести отчет. Результаты наблюдений подлежат дальнейшей обработке для получения результата измерения. Для вычисления результата измерения следует из каждого наблюдения следует исключить систематическую погрешность. В итоге получаем исправленный результат данного наблюдения из числа нескольких, а за результат измерения принимаем среднее арифметическое из исправленных результатов наблюдений. При измерении с однократным наблюдением термином наблюдение пользоваться не стоит.

Наряду с рассмотренными выше основными характеристиками измерений, в теории измерений рассматриваются такие их характеристики, как принцип и метод измерений.

Принципизмерений –физическое явление или эффект, положенное в основу измерения. Например, использование силы тяжести при измерении массы взвешиванием.

2. Метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Как правило, метод измерений обусловлен устройством средств измерений.

Можно выделить следующие методы измерений:

I. По способу получения значений измеряемых величин:

1. Метод непосредственной оценки – метод измерения при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия (например, измерение длины с помощью линейки или размеров с помощью микрометра, угломера, и т.д.). Т.е. в методе непосредственной оценки мера в явном виде при измерении не присутствует, а ее размеры перенесены на отсчетное устройство (шкалу) средства измерения заранее, при его градуировке.

2. Метод сравнения с мерой – метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Отличительная черта методов сравнения – это непосредственное участие меры в процессе измерения и наличие сравнивающего устройства. Например, для измерения диаметра калибра микрокатор устанавливают на нуль по блоку концевых мер длины, а результаты измерения получают по отклонению стрелки микрокатора от нуля, т.е. сравнивается измеряемая величина с размером блока концевых мер. О точности размера судят по отклонению стрелки от нулевого положения. Или измерение напряжения постоянного тока на компенсаторе сравнением с известной ЭДС нормального элемента. Существует несколько разновидностей метода сравнения:

а. Метод противопоставления, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения;

б. Дифференциальный метод, при котором измеряемую величину сравнивают с известной величиной, воспроизводимой мерой (рис. 1, б). Например, определяют отклонение контролируемого диаметра детали на оптиметре после его настройки на нуль по блоку концевых мер длины;

в. Нулевой метод или метод полного уравновешивания, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля (рис.1, а). Подобным методом измеряют электрическое сопротивление по схеме моста с полным его уравновешиванием;

г. Метод замещения – метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой

д. Метод совпадений, при котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, определяют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов (например, при измерении штангенциркулем используют совпадение отметок основной и нониусной шкал, или измерение числа оборотов вала с помощью стробоскопа – вал периодически освещается вспышками света, частоту которых подбирают так, чтобы метка нанесенная на вал, казалась наблюдателю неподвижной.).

II. При измерении линейных величин независимо от рассмотренных методов различают:

1. Контактный метод измерения;

2. Бесконтактный метод измерения.

III. В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения различают:

1. Инструментальный метод – основан на использовании специальных технических средств, в том числе автоматизированных и автоматических;

2. Экспертный метод оценки основан на использовании данных нескольких специалистов. широко используется в квалиметрии, спорте, искусстве, медицине.

3. Эвристические методы оценки основаны на интуиции. Широко используется способ попарного сопоставления, когда измеряемые величины сначала сравниваются между собой попарно, а затем производится ранжирование на основании результатов этого сравнения.

4. Органолептические методы оценки основаны на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса). Часто производятся измерения на основе впечатлений (конкурсы мастеров искусств, соревнования спортсменов).

Рисунок 2.2.1. Методы сравнения.

3. ОБЪЕКТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Объектами измерений могут быть любые параметры физических объектов и процессов, описывающие их свойства:

• Измерения геометрических величин: длин; диаметров; углов; отклонений формы и расположения поверхностей; шероховатости поверхностей; зазоров.

• Измерения механических и кинематических величин: массы; силы; напряжений и деформаций; твердости; крутящих моментов; скорости движения и вращения; кинематических параметров зубчатых колёс и передач.

• Измерения параметров жидкости и газа: расхода, уровня, объема; статического и динамического давления потока; параметров пограничного слоя.

• Физико-химические измерения: вязкости; плотности; содержания (концентрации) компонентов в твердых, жидких и газообразных веществах; влажности; электрохимические измерения.

• Теплофизические и термодинамические измерения: температуры; давления, тепловых величин; параметров цикла; к.п.д.

• Измерения времени и частоты: измерение времени и интервалов времени; измерение частоты периодических процессов.

• Измерения электрических и магнитных величин: напряжения, силы тока, сопротивления, емкости, индуктивности; параметров магнитных полей; магнитных характеристик мате риалов.

• Радиоэлектронные измерения: интенсивности сигналов; параметров формы и спектра сигналов; свойств веществ и материалов радиотехническими метода ми.

• Измерения акустических величин: акустические — в воздушной, газовой и водной средах; акустические — в твердых средах; аудиометрия и измерения уровня шума.

• Оптические и оптико-физические измерения: измерения оптических свойств материалов; энергетических пара метров некогерентного оптического излучения; спектральных, частотных характеристик, поляризации лазерного излучения; параметров оптических элементов, оптических характеристик материалов; характеристик фотоматериалов.

• Измерения ионизирующих излучений и ядерных констант: дозиметрических характеристик ионизирующих излучений; спектральных характеристик ионизирующих излучений; активности радионуклидов;

· радиометрических характеристик ионизирующих излучений.

Контрольные вопросы:

1. Классифицируйте измерение силы электрического тока с помощью амперметра прямого включения на 5А и измерение сопротивления в электрической цепи методом «амперметра-вольтметра» с использованием зависимости закона Ома для цепи постоянного тока?

2. Посмотрите на рисунок 2. В каком случае метод измерения массы М1 путем сравнения с мерой массы М2 будет нулевым, а в каком – дифференциальным?

Рисунок 2.2.2

3. Классифицируйте методы измерений, которые упоминаются в вопросе 2?

4. Приведите примеры объектов измерений?

Вопросы к самостоятельному изучению:

1. Выучить определения.

2. Уметь привести примеры видов и методов измерений.

3. Классифицируйте методы измерения давлений с помощью приборов, схемы которых приведены на рисунке 3? Зарисовать рисунки и объяснить ответ.

Рисунок 2.2.3

Литература:

1. Сергеев А. Г., Метрология. – Москва, Логос, 2005 г., 275 с.

2. Мокров Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация, Дубна, 2007, 131 с.

3. Марусина М.Я., Ткалич В.Л., Воронцов Е.А., Скалецкая Н.Д., Основы метрологии, стандартизации и сертификации. Санкт-Петербург 2009

4. Клевлеев В.М., Кузнецова И.А., Попов Ю.П. Метрология, стандартизация и сертификация: Учебник. – М.: ФОРУМ ИНФРА-М, 2004. – 256 с.

⇐ Предыдущая 12