Karakteristike tipova mjernih metoda. Glavne karakteristike i metode mjerenja. Distribucija metodom brojanja

8. Po prirodi mjerene veličine:

mehanički

električni i magnetni

termofizički

optički

fizičko i hemijsko

acoustic

zračenje

10. Prema stepenu dovoljnosti mjerenja:

neophodno

suvišan

1. Tehnička mjerenja – mjerenja koja se vrše uz pomoć radnih mjernih instrumenata. Koriste se u svrhu kontrole i upravljanja u proizvodnom procesu u preduzećima različitih industrija, u društvenoj sferi, u svakodnevnom životu. Na primjer, mjerenje temperature u toku tehnološkog procesa, mjerenje gustine rastvora formaldehida tokom kontrole kvaliteta formalina, vrijeme kada sportista pretrči 100 metara, masa tri noge na tržištu. Kod tehničkih mjerenja nema potrebe za utvrđivanjem i analizom grešaka dobijenih rezultata. Stoga se prihvata greška koja se pripisuje mjernom instrumentu ili postupku mjerenja, što je dovoljno za rješavanje ovog praktičnog problema. Tehnička mjerenja su najrašireniji tip mjerenja

Metrološka mjerenja - mjerenja koja se vrše korištenjem etalona i primjernih mjernih instrumenata u cilju reprodukcije jedinica fizičkih veličina i prenošenja njihove veličine na radne mjerne instrumente. Referentna mjerenja- to su mjerenja najveće moguće tačnosti, koja se mogu postići sa sadašnjim nivoom razvoja tehnike i tehnologije, na primjer, mjerenja osnovnih fizičkih konstanti - apsolutne vrijednosti ubrzanja gravitacije, mase izotopa hemijskih elemenata. V kontrolna mjerenja greška se mora utvrditi ili potvrditi i ne smije premašiti specificiranu vrijednost. Ovo uključuje mjerenja koja vrše laboratorije državnog metrološkog nadzora. Na primjer,“GOST 8.024-75 GSI. Državni primarni standard i sve-savezna šema verifikacije za mjerne instrumente za gustinu tekućine.

Laboratorijska mjerenja srednji su između tehničkih i metroloških i mogu se izvoditi sa različitom preciznošću u zavisnosti od svrhe studije.

2. Kontaktna metoda mjerenja, kontaktna metoda – osjetljivi element uređaja se dovodi u kontakt sa mjernim objektom. Primjeri: 1. Mjerenje prečnika osovine pomoću čeljusti, mjerne stezaljke ili provjera kroz i kroz mjerače. 2. Mjerenje tjelesne temperature termometrom.

Beskontaktna metoda mjerenja, beskontaktna metoda - metoda mjerenja zasnovana na činjenici da se osjetljivi element mjernog instrumenta ne dovodi u kontakt sa objektom mjerenja. Primjeri: 1. Izmjerite udaljenost do objekta radarom 2. Izmjerite temperaturu u visokoj peći pirometrom.

3. Statičko mjerenje – mjerenje fizičke veličine uzete u skladu sa specifičnim mjernim zadatkom kao nepromijenjene tokom vremena mjerenja. Granice dozvoljenih odstupanja nisu značajne u odnosu na nominalnu vrijednost mjerene veličine. Primjeri: 1. Mjerenje električne provodljivosti rastera elektrolita pri konstantnoj temperaturi. 2. Mjerenje mase soli prilikom pakovanja u vreće.

Dinamičko mjerenje – mjerenje fizičke veličine koja varira u veličini. Napomene: 1. Termin "dinamički" odnosi se na količinu koja se mjeri. 2. Strogo govoreći, sve fizičke veličine su podložne jednoj ili drugoj promjeni u vremenu. To uvjerava u potrebu korištenja sve osjetljivijih mjernih instrumenata, koji omogućavaju otkrivanje promjena vrijednosti koje su se ranije smatrale konstantnim, pa je podjela mjerenja na dinamička i statička uslovna..

Primjeri: mjerenja varijabli u amplitudi signala u elektrotehnici, radiotehnici, elektronici. U analitičkoj hemiji to je signal u hromatografiji, spektrometriji, voltametriji. Rezultat mjerenja je predstavljen vrijednošću koja se mijenja u vremenu, što ukazuje na vremenske točke kojima te vrijednosti odgovaraju.

4. Direktna mjerenja - mjerenja u kojima se direktno dobije željena vrijednost količine. Na primjer, dužina se mjeri direktno ravnalom, temperatura termometrom, sila dinamometrom, struja ampermetrom, napon voltmetrom, električni otpor ommetrom, mase na vagi. Jednačina direktnog mjerenja: X= q, gdjekX- vrijednost podjele mjernog instrumenta.Indirektna mjerenja . Određivanje željene vrijednosti fizičke veličine na osnovu rezultata direktnih mjerenja drugih fizičkih veličina koje su funkcionalno povezane sa traženom vrijednošću. Na primjer, volumen paralelepipeda se nalazi množenjem tri linearne veličine (dužine, širine i visine); električni otpor - dijeljenjem pada napona izmjerenog voltmetrom sa jačinom električne struje mjerene ampermetrom, koncentracijom olova u ribljim konzervama metodom atomske apsorpcione spektrometrije, striping voltametrijom - prema kalibracijskom grafikonu u izmjerene koordinate vrijednost imovine - koncentracija. Jednačina indirektnog mjerenja: X= f(y 1 , y 2 ,…,y n ) , u kojima je i –i vrijednosti-Xpronađene vrijednostidirektna mjerenja.

Kumulativna mjerenja - simultana mjerenja više sličnih (homogenih) veličina, u kojima se željena vrijednost nalazi rješavanjem sistema jednačina dobijenih mjerenjem ovih veličina u različitim kombinacijama. Na primjer, pri određivanju koncentracije dvije komponente iz spektra apsorpcije, sastavlja se sistem jednadžbi: 1 ( 1 )WITH 1 +  2 ( 1 )WITH 2 = A 1

 1 ( 2 )WITH 1 +  2 ( 2 )WITH 2 = A 2

gdje je A izmjerena vrijednost optičke gustine rastvora na talasnim dužinama 1 i 2

 1 i 2 - molarni koeficijenti apsorpcije svjetlosti, tabelarne vrijednosti.

Zajednička mjerenja - simultana (direktna i indirektna) mjerenja dvije ili više različitih (heterogenih) veličina kako bi se pronašao funkcionalni odnos između njih. Na primjer, otporR t provodnik na fiksnoj temperaturitodređuje se formulomR t = R 0 (1 +  t), gdjeR 0 i - odnosno otpornost na poznatoj temperaturit 0 (obično 20 o C) i temperaturni koeficijent (ove veličine su konstantne i mjere se indirektnom metodom); t = t - t 0 - temperaturna razlika;tje zadana vrijednost temperature izmjerena direktnom metodom.

5. Metoda mjerenja – metoda ili skup metoda za poređenje izmjerene fizičke veličine sa njenom jedinicom u skladu sa realizovanim principom mjerenja. Metoda mjerenja je obično određena dizajnom mjernih instrumenata.

Metoda direktne evaluacije - metoda mjerenja u kojoj se vrijednost veličine određuje direktno pomoću pokaznog mjernog instrumenta. Primjer: pritisak manometrom, vrijeme štopericom, težina na skali, temperatura živinim termometrom itd.

Metoda poređenja mjere - metoda mjerenja u kojoj se veličina koja se mjeri upoređuje sa količinom koja se može reproducirati mjerom. Primjer: - mjerenje mase na vagi sa utezima (mjerama), mjerenje sadržaja elementa u uzorku upoređivanjem sa standardnim uzorkom kompozicije,

Nulta metoda mjerenja - metoda poređenja sa mjerom u kojoj se neto efekat mjerene veličine i mjere na komparator svodi na nulu. Primjer: mjerenje električnog otpora, induktivnosti i kapacitivnosti pomoću potpuno izbalansiranog mosta, vaganje na vagi jednake ruke

Metoda mjerenja pomaka – metoda poređenja sa mjerom, u kojoj se mjerena veličina zamjenjuje mjerom sa poznatom vrijednošću veličine.

Metoda mjerenja sabiranja - metoda poređenja sa merom, u kojoj se vrednost merene veličine dopunjava merom iste veličine na način da na komparator utiče njihov zbir jednak unapred određenoj vrednosti.

Metoda diferencijalnog mjerenja - metoda poređenja sa merom, u kojoj se merena veličina upoređuje sa homogenom količinom koja ima poznatu vrednost. Malo se razlikuje od vrijednosti mjerene količine. i na kojoj se mjeri razlika između te dvije veličine.

6. Apsolutno mjerenje - mjerenje zasnovano na direktnim mjerenjima jedne ili više osnovnih veličina i (ili) korištenje fizičkih konstanti, odnosno u apsolutnim jedinicama. Napomena - Koncept "apsolutnog mjerenja" se koristi za razliku od koncepta "relativnog mjerenja" i smatra se mjerenjem veličine u njenim jedinicama.

Relativno mjerenje - mjerenje odnosa veličine prema istoimenoj količini, koja ima ulogu jedinice, ili mjerenje količine u odnosu na veličinu istog imena, uzetu kao početnu, tj. relativne jedinice. Primeri: merenje vrednosti transmisije u infracrvenoj spektrometriji, relativna vlažnost vazduha - je odnos količine vodene pare u 1 m 3 zraka do količine vodene pare koja zasićuje 1 m 3 vazduh na datoj temperaturi. Relativna mjerenja, pod jednakim uvjetima, mogu se izvršiti preciznije od apsolutnih, jer greška mjere količine nije uključena u ukupnu grešku.

7. Ekvivalentna mjerenja - niz mjerenja veličine, izvršenih mjernim instrumentima iste tačnosti u istim uslovima sa istom tačnošću. Napomena: prije obrade serije mjerenja, morate se uvjeriti da su sva mjerenja ove serije jednako točna.. Procedura za obradu jednakih i nejednakih mjerenja je drugačija, jednostavnija je u prvom slučaju.

Nejednaka mjerenja - niz mjerenja određene veličine, izvršenih mjernim instrumentima različite tačnosti i (ili) pod različitim uslovima. Napomena - Serija nejednakih mjerenja se obrađuje uzimajući u obzir težinu pojedinačnih mjerenja uključenih u seriju.

8. Pojedinačno mjerenje – mjerenje obavljeno jednom. Bilješka – U mnogim slučajevima u praksi se izvode samo pojedinačna mjerenja. Na primjer, mjerenje određene tačke u vremenu satom se obično izvodi jednom. Praktična primjena ove vrste mjerenja uvijek je povezana sa velikim greškama. Da bi se otklonila gruba greška - promašaj, potrebno je izvršiti dva ili tri pojedinačna mjerenja i konačan rezultat treba pronaći kao aritmetičku sredinu dva ili tri mjerenja.

Višestruko mjerenje - mjerenje fizičke veličine iste veličine, čiji se rezultat dobija iz više uzastopnih mjerenja, odnosno sastoji se od više pojedinačnih mjerenja, najčešće više od četiri. Prednost višestrukih mjerenja je značajno smanjenje utjecaja slučajnih faktora na grešku mjerenja.

Trenutno postoji mnogo vrsta mjerenja, koje se razlikuju po fizičkoj prirodi mjerene veličine i faktorima koji određuju različite uslove i načine mjerenja. Glavne vrste mjerenja fizičkih veličina, uključujući one linearno-ugaone (GOST 16263-70), su ravno, indirektno, kumulativno, joint, apsolutno i relativno.

Najšire korišteni direktna mjerenja , koji se sastoji u činjenici da se željena vrijednost mjerene veličine pronalazi iz eksperimentalnih podataka korištenjem mjernih instrumenata. Linearna veličina se može postaviti direktno na vagu ravnala, mjerne trake, čeljusti, mikrometra, sila djelovanja - dinamometrom, temperatura - termometrom itd.

Jednačina direktnog mjerenja ima oblik:

gdje je Q željena vrijednost izmjerene vrijednosti; X je vrijednost izmjerene veličine dobijena direktno iz očitavanja mjernih instrumenata.

Indirektno- takva mjerenja kod kojih je željena vrijednost određena poznatim odnosom između ove vrijednosti i drugih veličina dobijenih direktnim mjerenjem.

Jednačina indirektnog mjerenja ima oblik:

Q \u003d f (x 1, x 2, x 3, ...),

gdje je Q željena vrijednost indirektno mjerene veličine; h 1 , h 2 , h 3 , ... su vrijednosti veličina mjerenih direktnim tipom mjerenja.

Indirektna mjerenja se koriste u slučajevima kada je željenu vrijednost nemoguće ili vrlo teško direktno izmjeriti, tj. direktno mjerenje, ili kada direktno mjerenje daje manje precizan rezultat.

Primjeri indirektnog tipa mjerenja su utvrđivanje zapremine paralelepipeda množenjem tri linearne veličine (dužine, visine i širine) određene direktnom vrstom mjerenja, proračun snage motora, određivanje električne otpornosti provodnika po svom otporu, dužini i površini poprečnog presjeka, itd.

Primjer indirektnog mjerenja je i mjerenje prosječnog promjera vanjskog navoja za pričvršćivanje metodom "tri žice". Ova metoda se zasniva na najtačnijem određivanju srednjeg prečnika navoja d 2 kao prečnika uslovnog cilindra, čija generatriksa deli profil navoja na jednake delove P / 2 (slika 2.1):

gdje je D meas udaljenost, uključujući prečnike žice, dobijena direktnim mjerenjem;

d 2 - prečnik žice, koji obezbeđuje kontakt sa profilom navoja u tačkama koje leže na generatrisi d 2;

α je ugao profila navoja;

P - korak navoja.

Kumulativna mjerenja vrši se istovremenim mjerenjem više istoimenih veličina, u kojima se tražena vrijednost nalazi rješavanjem sistema jednačina dobijenih direktnim mjerenjem različitih kombinacija ovih veličina. Primjer kumulativnih mjerenja je kalibracija utega skupa poznatom masom jednog od njih i rezultatima direktnih poređenja masa različitih kombinacija tegova.

Na primjer, potrebno je kalibrirati spaljenu masu od 1; 2; 5; 10 i 20 kg. Primjerna težina je 1 kg, označena kao 1 vol.

Izvršimo mjerenja, mijenjajući svaki put kombinaciju težina:

1 = 1 06 + a; 1 + l oko = 2 + b; 2 = 2 + With; 1+2 + 2 = 5 + d itd.

Pisma a, b, With, d– nepoznate vrijednosti utega koje se moraju dodati ili oduzeti od mase girja. Rješavanjem sistema jednačina možete odrediti vrijednost svake težine.

Zajednička mjerenja- istovremena mjerenja dvije ili više različitih veličina kako bi se pronašao odnos između njih, na primjer, mjerenja zapremine tijela koja se vrše mjerenjem različitih temperatura, što uzrokuje promjenu zapremine ovog tijela.

Glavne vrste mjerenja, na osnovu prirode rezultata mjerenja za različite fizičke veličine, uključuju apsolutna i relativna mjerenja.

Apsolutna mjerenja zasnivaju se na direktnim mjerenjima jedne ili više fizičkih veličina. Primjer apsolutnog mjerenja je mjerenje promjera ili dužine perle kaliperom ili mikrometrom, ili mjerenje temperature termometrom.

Apsolutna mjerenja su praćena evaluacijom cijele mjerene veličine.

Relativna mjerenja baziraju se na mjerenju odnosa izmjerene vrijednosti, koja igra ulogu jedinice, ili mjerenju vrijednosti u odnosu na istoimenu vrijednost, uzetu kao početnu. Kao uzorci, često se koriste uzorne mjere u obliku ravni paralelnih krajnjih blokova dužine.

Primjer relativnih mjerenja mogu biti mjerenja kalibara čepova i spajalica na horizontalnim i vertikalnim optimetrima uz podešavanje mjernih instrumenata prema primjernim mjerama. Kada koristite uzorne mjere ili uzorne dijelove, relativna mjerenja vam omogućavaju da povećate tačnost rezultata mjerenja u odnosu na apsolutna mjerenja.

Pored razmatranih tipova merenja, prema osnovnom obeležju - načinu dobijanja rezultata merenja, vrste merenja se takođe dele prema tačnosti rezultata merenja - na ekvivalentan i nejednako, prema broju mjerenja višestruko i single, u odnosu na promjenu izmjerene vrijednosti u vremenu - za statički i dinamičan, prisustvom kontakta merne površine mernog instrumenta sa površinom proizvoda - na kontakt i beskontaktno i sl.

U zavisnosti od metrološke namjene, mjerenja se dijele na tehnički– proizvodna mjerenja, kontrola i kalibracija i metrološki- mjerenja sa najvećom mogućom preciznošću korištenjem etalona u cilju reprodukcije jedinica fizičkih veličina kako bi se njihova veličina prenijela na radne mjerne instrumente.

Metode mjerenja

U skladu sa RMG 29–99, glavne metode mjerenja uključuju metodu direktne procjene i metode poređenja: diferencijalne, nulte, zamjenske i slučajne.

direktna metoda- metoda mjerenja u kojoj se vrijednost veličine određuje direktno iz uređaja za očitavanje mjernog uređaja direktnog djelovanja, na primjer, mjerenje osovine mikrometrom i sile mehaničkim dinamometrom.

Metode poređenja mjera- metode u kojima se izmjerena vrijednost uspoređuje s vrijednošću koju mjerom reprodukuje:

diferencijalna metoda koju karakteriše mjerenje razlike između izmjerene vrijednosti i poznate vrijednosti, ponovljive mjere. Primjer diferencijalne metode je mjerenje voltmetrom razlike između dva napona, od kojih je jedan poznat sa velikom tačnošću, a drugi je željena vrijednost;

null metoda- pri čemu se razlika između izmjerene vrijednosti i mjere svodi na nulu. Istovremeno, nulta metoda ima prednost što mjera može biti višestruko manja od izmjerene vrijednosti, na primjer, vaganje na vagi, kada je uteg koji se vaga na jednoj ruci, a skup referentnih utega na drugi;

metoda zamjene- metoda poređenja sa mjerom, u kojoj se izmjerena vrijednost zamjenjuje poznatom vrijednošću, ponovljivom mjerom. Metoda zamjene se koristi kod vaganja s naizmjeničnim postavljanjem izmjerene mase i utega na istu posudu vage;

metoda podudaranja- metoda poređenja sa merom, u kojoj se razlika između izmerene vrednosti i vrednosti reprodukovane merom meri podudarnošću oznaka skale ili periodičnih signala. Primjer korištenja ove metode je mjerenje dužine s kaliperom.

U zavisnosti od vrste mernih instrumenata koji se koriste, razlikuju se instrumentalne, stručne, heurističke i organoleptičke metode merenja.

instrumentalna metoda na osnovu upotrebe posebnih tehničkih sredstava, uključujući automatizovane i automatske.

ekspertska metoda Procjena se zasniva na korištenju prosudbi grupe stručnjaka.

Heurističke metode procjene su zasnovane na intuiciji.

Organoleptičke metode procjene su zasnovane na korištenju ljudskih osjetila. Procjena stanja objekta može se vršiti element po element i složenim mjerenjima. Metodu element po element karakterizira mjerenje svakog parametra proizvoda posebno. Na primjer, ekscentričnost, ovalnost, rezanje cilindričnog vratila. Kompleksnu metodu karakteriše merenje ukupnog indeksa kvaliteta, na koji utiču njegove pojedinačne komponente. Na primjer, mjerenje radijalnog strujanja cilindričnog dijela, na koji utječu ekscentricitet, ovalnost, itd.; kontrola položaja profila duž graničnih kontura, itd.

Greške u mjerenju

Opće odredbe. Proces mjerenja je neizbježno praćen greškama koje su uzrokovane nesavršenošću mjernih instrumenata, nestabilnošću mjernih uslova, nesavršenošću same metode i tehnike mjerenja, nedovoljnim iskustvom i nesavršenošću organa čula osobe koja izvodi mjerenja, kao i drugi faktori.

Greška mjerenja odstupanje rezultata mjerenja od prave vrijednosti mjerene veličine naziva se:

ΔH izi \u003d X i - X i,

gdje je X j i-ta vrijednost rezultata mjerenja;

X i - prava vrijednost izmjerene vrijednosti.

Budući da prava vrijednost mjerene veličine uvijek ostaje nepoznata, za nju se uzima aritmetička srednja vrijednost uz ponovljena mjerenja:

, (2.1)

gdje je n broj izvršenih mjerenja.

Greška mjerenja (ΔH izi), izražena u jedinicama mjerene veličine, naziva se apsolutnom. Nije uvijek informativan. Na primjer, apsolutna greška od 0,01 mm može biti prilično velika pri mjerenju vrijednosti u desetinkama milimetra i mala pri mjerenju vrijednosti većih od nekoliko metara.

Informativnija vrijednost je relativna greška, koja se podrazumijeva kao omjer apsolutne mjerne greške i njene prave vrijednosti (ili matematičkog očekivanja), %:

.

To je relativna greška koja se koristi za karakterizaciju tačnosti mjerenja.

Po prirodi ( obrasci ispoljavanja) greške mjerenja se dijele na sistematske, slučajne i grube greške.

Sistematske greške. Sistematske greške uključuju greške koje pri ponovljenim mjerenjima ostaju konstantne ili se mijenjaju prema nekom zakonu. Sistematske greške u mjerenju istom metodom i istim mjernim instrumentima uvijek imaju konstantne vrijednosti. Razlozi njihovog izgleda uključuju:

– greške metode ili teorijske greške;

– instrumentalne greške;

– greške uzrokovane uticajem okoline i uslova merenja.

Greške metode nastaju zbog grešaka ili nedovoljnog razvoja mjerne metode. Ovo takođe uključuje nezakonitu ekstrapolaciju svojstva dobijenog kao rezultat jednog mjerenja na cijeli mjereni objekat. Na primjer, prilikom odlučivanja o prikladnosti osovine jednim mjerenjem može se pogriješiti, jer se ne uzimaju u obzir greške oblika kao što su odstupanja od cilindričnosti, zaobljenosti, profila uzdužnog presjeka itd. Isključujući takve sistematske greške u postupku mjerenja, preporučuje se mjerenje izvršiti na više mjesta dijelova i međusobno okomitih pravaca.

Greške metode također uključuju utjecaj alata na svojstva objekta (na primjer, značajna mjerna sila koja mijenja oblik tankozidnog dijela) ili greške povezane s pretjerano grubim zaokruživanjem rezultata mjerenja.

Instrumentalne greške povezane s greškama u mjernim instrumentima uzrokovanim greškama u proizvodnji ili habanju komponenti mjernog instrumenta.

na nastale greške uticaj okoline i uslova merenja, odnose se na temperaturu (na primjer, mjerenja dijela koji se još nije ohladio), vibracije, nekrutost površine na kojoj je mjerni instrument instaliran itd.

Jedna od metoda za otkrivanje sistematske greške može biti zamjena mjernog instrumenta sličnim ako se pretpostavlja da je izvor sistematske greške. Na sličan način može se otkriti sistematska greška uzrokovana vanjskim uvjetima: na primjer, zamjena površine na kojoj je mjerni alat postavljen čvršćom.

Pojava sistematske greške može se statistički detektovati iscrtavanjem rezultata merenja na papiru u određenim intervalima sa određenim granicama (na primer, granične dimenzije). Stabilno pomeranje rezultata merenja prema jednoj od granica će značiti pojavu sistematske greške i potrebu za intervencijom u tehnološkom procesu.

Radi otklanjanja sistematskih grešaka u uslovima proizvodnje, mjerni instrumenti se baždare, eliminišu oni uzroci koji su uzrokovani uticajima okoline, a sama mjerenja se sprovode strogo u skladu sa preporučenom metodologijom, uz preduzimanje mjera za njeno poboljšanje, ako je potrebno.

Konstantne sistematske greške ne utiču na vrednosti slučajnih odstupanja merenja od aritmetičke sredine, pa ih je teško detektovati statističkim metodama. Analiza ovakvih grešaka je moguća samo na osnovu apriornih saznanja o greškama dobijenim, posebno tokom verifikacije mernih instrumenata. Na primjer, kada se provjeravaju instrumenti za mjerenje linearnih veličina, izmjerena vrijednost se obično reprodukuje uzornom mjerom (krajnja mjera dužine), čija je stvarna vrijednost poznata. Sistematske greške dovode do izobličenja rezultata mjerenja i stoga moraju biti identificirane i uzete u obzir prilikom procjene rezultata mjerenja. Potpuno sistematsku grešku je gotovo nemoguće eliminisati; uvijek u procesu mjerenja ostaje određena mala količina koja se zove neisključena sistematska greška. Ova vrijednost se uzima u obzir prilagođavanjem.

Razlika između srednje aritmetičke vrednosti rezultata merenja i vrednosti mere sa tačnošću utvrđenom greškom prilikom njene atestiranja naziva se amandman . Upisuje se u sertifikat certificiranog mjerila i uzima se kao željena sistematska greška.

Slučajne greške. Slučajne greške su greške koje uzimaju ponovljena mjerenja različitih vrijednosti, neovisnih po predznaku i veličini, ne podliježu nikakvoj pravilnosti. Može postojati mnogo razloga za slučajne greške; na primjer, fluktuacije u dodatku obrade, mehaničkim svojstvima materijala, stranim inkluzijama, tačnosti ugradnje dijelova na mašinu, tačnosti alata za mjerenje radnog komada, promjenama mjerne sile pričvršćivanja dijela na stroju, silama rezanja, itd.

Po pravilu, pojedinačni uticaj svakog od ovih uzroka na rezultate merenja je mali i ne može se proceniti, pogotovo jer se, kao i svaki slučajni događaj, može, ali i ne mora pojaviti u svakom konkretnom slučaju.

Slučajne greške su podložne brojnim uslovima:

– male slučajne greške su češće od velikih;

- negativna i pozitivna u odnosu na prosječnu vrijednost mjerenja, jednake greške, javljaju se podjednako često;

– svaka metoda mjerenja ima svoju granicu preko koje se greške praktično ne pojavljuju (inače će ova greška biti gruba).

Identifikacija slučajnih grešaka je posebno neophodna za precizna, na primjer, laboratorijska mjerenja. Za to se koriste višestruka mjerenja iste veličine, a njihovi rezultati se obrađuju metodama teorije vjerovatnoće i matematičke statistike. Ovo vam omogućava da precizirate rezultate mjerenja.

Uticaj slučajnih grešaka se izražava u rasipu dobijenih rezultata u odnosu na matematičko očekivanje, pa je prisustvo slučajnih grešaka dobro kvantifikovano standardnom devijacijom (RMS).

Da bi se procijenila disperzija rezultata mjerenja fizičke veličine X i u odnosu na prosjek, određen prema (2.1), RMS se određuje formulom

za n ≥ 20 (2.2)

za n ≤ 20, (2.3)

gdje je n broj mjerenja.

Budući da je prosječna vrijednost serije mjerenja slučajna aproksimacija pravoj vrijednosti mjerene veličine, tada se za procjenu mogućih odstupanja prosječne vrijednosti koristi eksperimentalni RMS - S:

. (2.4)

Vrijednost S se koristi pri procjeni grešaka konačnog rezultata.

Slučajne greške merenja, bez promene tačnosti rezultata merenja, ipak utiču na njegovu pouzdanost.

U ovom slučaju, disperzija aritmetičke sredine serije mjerenja uvijek ima manju grešku od greške svakog konkretnog mjerenja. Iz formula (2.2) i (2.3) proizilazi da ako je potrebno povećati tačnost rezultata (bez sistematske greške) za faktor 2, tada se broj mjerenja mora povećati za faktor 4.

Velike greške (promašaji). Grube greške su greške koje nisu karakteristične za tehnološki proces ili rezultat, a dovode do očiglednih izobličenja rezultata mjerenja. Najčešće ih dopušta nekvalificirano osoblje zbog nepravilnog rukovanja mjernim instrumentom, nepravilnog očitavanja očitavanja, grešaka u snimanju ili zbog iznenadnog stranog uzroka u toku realizacije tehnoloških procesa obrade dijelova. Oni su odmah vidljivi među dobijenim rezultatima, jer se dobijene vrednosti razlikuju od ostalih vrednosti skupa merenja.

Ako je tokom procesa mjerenja moguće pronaći uzroke koji uzrokuju značajne razlike, a nakon otklanjanja ovih uzroka ponovljena mjerenja ne potvrde takve razlike, tada se takva mjerenja mogu isključiti iz razmatranja. Ali nepromišljeno odbacivanje mjerenja koja se oštro razlikuju od drugih rezultata može dovesti do značajnog izobličenja mjernih karakteristika. Ponekad, prilikom obrade rezultata mjerenja, nije moguće uzeti u obzir sve okolnosti pod kojima su oni dobijeni. U ovom slučaju, pri procjeni grubih grešaka, potrebno je pribjeći uobičajenim metodama testiranja statističkih hipoteza.

Testirana hipoteza se sastoji u tvrdnji da rezultat mjerenja X i ne sadrži grubu grešku, već je jedna od vrijednosti slučajne varijable. Obično provjerite najveće X m ah i najmanje X min vrijednosti rezultata mjerenja. Sljedeći kriteriji se koriste za testiranje hipoteza.

1) Ako je broj mjerenja n ≤ 10, onda Chauvinéov kriterij. U ovom slučaju, gruba greška (promašaj) je rezultat X i ako razlika prelazi vrijednosti S, određene u zavisnosti od broja mjerenja:

gdje je σ x standardna devijacija dobivena formulom (2.3).

2) Kriterijum Romanovskog, koristi se kada je broj mjerenja 10< n < 20. При этом вычисляют отношение

a dobijena vrijednost β se upoređuje sa teorijskim β t na odabranom nivou značajnosti q (vidi tabelu 2.4). Podsjetimo da je nivo značajnosti vjerovatnoća odbacivanja tačne hipoteze u statističkom testu hipoteze. Obično se prilikom obrade rezultata mjerenja njegova vrijednost uzima u rasponu od 0,05 ... 0,1. Ako β prelazi β t, onda se rezultat X i smatra greškom.

Tabela 2.4

Tabela vrijednosti β t = f(n)

3) Kriterijum 3S - najčešći. Koristi se kada je broj mjerenja n ≥ 20…50. U ovom slučaju, smatra se da je rezultat dobijen sa vjerovatnoćom P = 0,003 malo vjerojatan i može se kvalificirati kao promašaj, tj. sumnjivi rezultat X i treba isključiti iz mjerenja ako

Primjer 1. Prilikom mjerenja rupe Ø20H13(+0,33) dobijeni su sljedeći rezultati:

Ø20.32; Ø20.18; Ø20.26; Ø20.21; Ø20.28; Ø20,42 mm.

Potrebno je provjeriti da li je veličina Ø20,42 mm promašaj.

Kako je n = 6, primjenjuje se Chauvinéov kriterij:

iz jednačine (2.1) nalazimo

po jednačini (2.3) nalazimo S

To znači da iako je rezultat izvan određene granice veličine, ne može se smatrati promašajem. Stoga, predmet treba odbiti.

Primjer 2. Prilikom mjerenja osovine Ø40h12(-0,25) dobijeni su sljedeći rezultati: 39,72; 39,75; 39,76; 39,80; 39.81; 39.82; 39.82; 39.83; 39,85; 39.87; 39.88; 39.88; 39,90; 39.91; 39.92; 39.92; 39.93; 39.94; 39,96; 39,98; 39,99 mm.

Budući da je rezultat od 39,72 mm izvan granice najmanje veličine i da se dio može odbaciti, treba utvrditi da li ova veličina nije previd.

S obzirom da je broj mjerenja veći od 20, možete koristiti kriterij S. Nakon obrade rezultata mjerenja dobijamo:

39,91 mm, S=0,12 mm,

tada je 3S = 3 0,12 = 0,36 mm

Stoga se rezultat mjerenja od 39,72 mm ne može smatrati promašajem i dio se mora odbaciti.

Kolčkov V.I. METROLOGIJA, STANDARDIZACIJA I CERTIFIKACIJA. M.: Tutorial

3. Metrologija i tehnička mjerenja

3.2. Vrste i metode mjerenja

Measurement- proces pronalaženja vrijednosti fizičke veličine empirijski pomoću mjernih instrumenata.

Rezultat procesa je vrijednost fizičke veličine Q = qU, gdje q- brojčana vrijednost fizičke veličine u prihvaćenim jedinicama; U- jedinica fizičke veličine. Vrijednost fizičke veličine Q pronađeno tokom mjerenja naziva se validan.

Princip mjerenja- fizički fenomen ili skup fizičkih fenomena koji su u osnovi mjerenja. Na primjer, mjerenje tjelesne težine vaganjem korištenjem gravitacije proporcionalne masi, mjerenje temperature pomoću termoelektričnog efekta.

Metoda mjerenja- skup metoda za korištenje principa i sredstava mjerenja.

mjerni instrumenti (SI) se koriste t Tehnička sredstva koja imaju normalizovana metrološka svojstva.

Postoje razne vrste merenja. Klasifikacija tipova mjerenja vrši se na osnovu prirode zavisnosti mjerene vrijednosti od vremena, vrste mjerne jednačine, uslova koji određuju tačnost rezultata mjerenja i načina izražavanja ovih rezultata.

• Prema prirodi zavisnosti izmjerene vrijednosti od vremena mjerenja razlikuju se statička i dinamička mjerenja.

Statički su mjerenja u kojima izmjerena vrijednost ostaje konstantna tokom vremena. Takva mjerenja su, na primjer, mjerenja dimenzija proizvoda, konstantnog pritiska, temperature itd.

dinamičan - To su mjerenja tokom kojih se izmjerena vrijednost mijenja s vremenom, na primjer mjerenje pritiska i temperature kada se gas kompresuje u cilindru motora.

• Prema načinu dobijanja rezultata, određenom vrstom mjerne jednačine, razlikuju se direktan, indirektan, agregatna i spojna mjerenja.

Direktno - To su mjerenja u kojima se željena vrijednost fizičke veličine pronalazi direktno iz eksperimentalnih podataka. Direktna mjerenja se mogu izraziti formulom Q = X, gdje Q- željenu vrijednost mjerene veličine, i X- vrijednost direktno dobijena iz eksperimentalnih podataka. Primeri takvih merenja su: merenje dužine lenjirom ili trakom, merenje prečnika kaliperom ili mikrometrom, merenje ugla goniometrom, merenje temperature termometrom itd.

Indirektno - To su mjerenja u kojima se vrijednost neke veličine utvrđuje na osnovu poznatog odnosa između željene veličine i veličina čije se vrijednosti pronalaze direktnim mjerenjem. Dakle, vrijednost mjerene veličine se izračunava po formuli Q = F(x1, x2 ... xN), gdje Q- željenu vrijednost mjerene veličine; F- poznata funkcionalna zavisnost, x1 , x2, … , xN- vrijednosti količina dobijenih direktnim mjerenjem. Primeri indirektnih merenja: određivanje zapremine tela direktnim merenjem njegovih geometrijskih dimenzija, nalaženje električne otpornosti provodnika prema njegovom otporu, dužini i površini poprečnog preseka, merenje prosečnog prečnika navoja metodom trožica itd. . Indirektna mjerenja su rasprostranjena u slučajevima kada se željena vrijednost ne može izmjeriti ili je previše teško izmjeriti direktnim mjerenjem. Postoje slučajevi kada se veličina može mjeriti samo indirektno, na primjer, dimenzije astronomskog ili intraatomskog reda.

Kumulativno - to su mjerenja u kojima se vrijednosti mjerenih veličina određuju na osnovu rezultata ponovljenih mjerenja jedne ili više istoimenih veličina različitim kombinacijama mjera ili ovih veličina. Vrijednost željene veličine određuje se rješavanjem sistema jednačina sastavljenih iz rezultata nekoliko direktnih mjerenja. Primjer kumulativnih mjerenja je određivanje mase pojedinačnih utega skupa, tj. vršenje kalibracije prema poznatoj masi jednog od njih i prema rezultatima direktnih mjerenja i poređenja masa različitih kombinacija tegova. Razmotrimo primjer kumulativnih mjerenja, koji se sastoji u kalibraciji utega, koji se sastoji od utega mase 1, 2, 2*, 5, 10 i 20 kg. Brojni utezi (osim 2*) predstavljaju uzorne utege različitih veličina. Zvjezdica označava težinu čija je vrijednost drugačija od tačne vrijednosti od 2 kg. Kalibracija se sastoji u određivanju mase svakog utega pomoću jednog standardnog utega, na primjer, korištenjem utega od 1 kg. Promjenom kombinacije težina vršit ćemo mjerenja. Napravimo jednadžbe, gdje masu pojedinačnih utega označavamo brojevima, na primjer, 1abr znači masu standardne težine od 1 kg, tada: 1 = 1abr + a; 1 + 1 obrt = 2 + b; 2* = 2 + c; 1 + 2 + 2* = 5 + d itd. Naznačeni su dodatni utezi koji se moraju dodati ili oduzeti od mase utega naznačene na desnoj strani jednačine da bi se uravnotežila vaga a b c d. Rješavanjem ovog sistema jednadžbi možete odrediti vrijednost mase svakog utega.

Joint - to su mjerenja koja se vrše istovremeno od dvije ili više suprotnih veličina kako bi se između njih pronašao funkcionalni odnos. Primeri zajedničkih merenja su određivanje dužine štapa u zavisnosti od njegove temperature ili zavisnost električnog otpora provodnika o pritisku i temperaturi.

• Prema uslovima koji određuju tačnost rezultata merenja se dele na tri klase.

1. Mjerenja najveće moguće tačnosti, ostvarivo sa trenutnim stanjem tehnike. Ova klasa uključuje sva mjerenja visoke preciznosti i prije svega referentna mjerenja koja se odnose na maksimalnu moguću tačnost reprodukcije utvrđenih jedinica fizičkih veličina. Ovo uključuje i mjerenja fizičkih konstanti, prvenstveno univerzalnih, kao što je mjerenje apsolutne vrijednosti gravitacionog ubrzanja.

2. Kontrolna i verifikaciona mjerenja, čija greška sa određenom verovatnoćom ne bi trebalo da prelazi određenu zadatu vrednost. Ovaj razred obuhvata mjerenja koja vrše laboratorije državne kontrole (nadzora) nad usklađenošću sa zahtjevima tehničkih propisa, kao i stanje mjerne opreme i fabričkih mjernih laboratorija. Ova merenja garantuju grešku rezultata sa određenom verovatnoćom, koja ne prelazi neku unapred određenu vrednost.

3. Tehnička mjerenja , u kojem je greška rezultata određena karakteristikama mjernih instrumenata. Primjeri tehničkih mjerenja su mjerenja koja se vrše u toku proizvodnog procesa u industrijskim preduzećima, u uslužnom sektoru itd.

• U zavisnosti od načina izražavanja rezultata merenja, postoje apsolutno i relativno mjerenja.

Apsolutno odnosi se na mjerenja koja se zasnivaju na direktnim mjerenjima jedne ili više fundamentalnih veličina ili na korištenju vrijednosti fizičkih konstanti. Primjeri apsolutnih mjerenja su: određivanje dužine u metrima, jačina električne struje u amperima, ubrzanje gravitacije u metrima u sekundi na kvadrat.

Relativno nazivaju se mjerenja u kojima se željena vrijednost uspoređuje s istoimenom vrijednošću, koja igra ulogu jedinice ili se uzima kao original. Primeri relativnih merenja su: merenje prečnika školjke brojem obrtaja mernog valjka, merenje relativne vlažnosti vazduha, definisane kao odnos količine vodene pare u 1 kubnom metru vazduha i količine vodene pare koja zasićuje 1 kubni metar vazduha na datoj temperaturi.

• Ovisno o načinu određivanja vrijednosti željenih veličina, postoje dvije glavne metode mjerenja metoda direktne procjene i metoda poređenja sa mjerom.

Metoda direktne evaluacije - metoda mjerenja u kojoj se vrijednost veličine određuje direktno iz uređaja za očitavanje mjernog uređaja direktnog djelovanja. Primeri takvih merenja su: merenje dužine lenjirom, merenje delova mikrometrom, goniometar, pritisak manometrom itd.

Metoda poređenja mjere - metoda mjerenja u kojoj se izmjerena vrijednost upoređuje sa vrijednošću koju mjerom reprodukuje. Na primjer, za mjerenje promjera kalibra, optimetar se postavlja na nulu blokom mjernih blokova, a rezultat mjerenja se dobija iz indikacije pokazivača optimetra, što je odstupanje od nule. Tako se izmjerena vrijednost uspoređuje sa veličinom bloka završnog bloka.Postoji nekoliko varijanti metode poređenja:

a) metoda opozicija, pri čemu izmjerena vrijednost i vrijednost reprodukovana mjerom istovremeno djeluju na uređaj za upoređivanje, što vam omogućava da uspostavite odnos između ovih veličina, na primjer, mjerenje otpora u mosnom kolu uz uključivanje dijagonale pokaznog uređaja most;

b) diferencijal metoda u kojoj se mjerna veličina upoređuje sa poznatom veličinom koju mjerom može ponoviti. Ova metoda, na primjer, određuje odstupanje kontroliranog promjera dijela na optometru nakon što se postavi na nulu blokom krajnjih mjerača;

v) null metoda - takođe vrsta metode poređenja sa merom, u kojoj se rezultirajući efekat uticaja veličina na uređaj za poređenje svodi na nulu. Ova metoda mjeri električni otpor prema mosnom kolu sa njegovim punim balansiranjem;

d) metodom slučajnosti razlika između izmjerene vrijednosti i vrijednosti reprodukovane mjerom utvrđuje se korištenjem podudarnosti oznaka na skali ili periodičnih signala. Na primjer, kada se mjeri kaliperom, koristi se podudarnost oznaka glavne i noniusne skale.

• U zavisnosti od toga kako se dobijaju informacije o merenju, merenja mogu biti kontakt i beskontakt.
• Ovisno o vrsti , primijenjeni mjerni instrumenti , razlikovati instrumentalni, stručni, heuristički i organoleptički metode mjerenja.

instrumentalna metoda na osnovu upotrebe posebnih tehničkih sredstava, uključujući automatizovane i automatske.

ekspertska metoda Procjena se zasniva na korištenju prosudbi grupe stručnjaka.

Heurističke metode procjene su zasnovane na intuiciji.

Organoleptičke metode procjene su zasnovane na korištenju ljudskih osjetila. Može se izvršiti procjena stanja objekta element po element i složen mjerenja. Element po element metodu karakteriše merenje svakog parametra proizvoda posebno. Na primjer, ekscentričnost, ovalnost, rezanje cilindričnog vratila. Kompleksna metoda karakterizira mjerenje ukupnog pokazatelja kvaliteta, na koji utiču njegove pojedinačne komponente. Na primjer, mjerenje radijalnog strujanja cilindričnog dijela, na koji utječu ekscentricitet, ovalnost, itd.; kontrola položaja profila duž graničnih kontura, itd.

Teorija Radionica Zadaci Informacije

Rice. 3. Klasifikacija vrsta mjerenja

Direktno mjerenje- mjerenje, u kojem se željena vrijednost količine nalazi direktno iz eksperimentalnih podataka. Primjeri direktnih mjerenja su određivanje dužine pomoću linearnih mjera ili temperature pomoću termometra. Direktna mjerenja čine osnovu složenijih indirektnih mjerenja.

Indirektno mjerenje - mjerenje u kojem se željena vrijednost veličine pronalazi na osnovu poznatog odnosa između ove veličine i veličina dobijenih direktnim mjerenjem, na primjer, trigonometrijske metode za mjerenje uglova, u kojima se oštar ugao pravokutnog trokuta određuje iz izmjerene dužine krakova i hipotenuze, ili mjerenje prosječnog prečnika navoja trožilnom metodom ili, snaga električnog kola prema naponu izmjerenom voltmetrom i jačini struje ampermetrom, koristeći poznatu vezu. U nekim slučajevima, indirektna mjerenja omogućavaju dobijanje preciznijih rezultata od direktnih mjerenja. Na primjer, greške direktnih mjerenja uglova goniometrima su za red veličine veće od grešaka indirektnih mjerenja uglova korištenjem sinusnih ravnala.

joint nazivaju istovremena mjerenja dvije ili više suprotnih veličina. Svrha ovih mjerenja je pronaći funkcionalni odnos između veličina.

Primjer 1 Izgradnja kalibracijske karakteristike y = f(x) predajnik kada se skupovi vrijednosti mjere istovremeno:

X 1 , X 2 , X 3 , …, Xi , …,X n

Y 1 , Y 2 , Y 3 , …, Y i , …, Y n

Primjer 2. Određivanje temperaturnog koeficijenta otpora istovremenim mjerenjem otpora R i temperaturu t a zatim definicija zavisnosti a(t) = DR/Dt:

R 1 , R 2 , …, R i , …, R n

t 1 , t 2 , …, t i , …, t n

Kumulativna mjerenja izvode se istovremenim mjerenjem više istoimenih veličina, pri čemu se željena vrijednost pronalazi rješavanjem sistema jednačina dobijenih kao rezultat direktnih mjerenja različitih kombinacija ovih veličina.

primjer: vrijednost mase pojedinačnih utega skupa određena je poznatom vrijednošću mase jednog od utega i rezultatima mjerenja (poređenja) masa različitih kombinacija utega.

Postoje utezi sa masama m1, m2, m3.

Masa prvog utega se određuje na sljedeći način:

Masa drugog utega određuje se kao razlika između masa prvog i drugog utega M 1.2 i izmjerena masa prvog utega:

Masa trećeg utega se određuje kao razlika između masa prvog, drugog i trećeg utega ( M 1,2,3) i izmjerene mase prvog i drugog utega ():

Ovo je često način da se poboljša tačnost rezultata mjerenja.

Zbirna mjerenja se razlikuju od zajedničkih mjerenja samo po tome što se istovremeno sa kumulativnim mjerenjima mjeri više istoimenih veličina, a sa zajedničkim mjerenjima suprotne veličine.

Agregatna i spojna mjerenja se često koriste u mjerenju različitih parametara i karakteristika u oblasti elektrotehnike.

Po prirodi promjene izmjerene vrijednosti Postoje statička, dinamička i statistička mjerenja.

Statički– mjerenja vremenski nepromjenjive PV, na primjer, mjerenje dužine dijela pri normalnoj temperaturi.

dinamičan- mjerenja vremenski promjenjivih PV-ova, kao što je mjerenje udaljenosti do nivoa tla od aviona koji se spušta, ili napona u mreži naizmjenične struje.

Statistička mjerenja povezano sa određivanjem karakteristika slučajnih procesa, zvučnih signala, nivoa buke itd.

Po tačnosti postoje mjerenja sa najvećom mogućom preciznošću, kontrola i verifikacija i tehnička.

Mjerenja sa najvećom mogućom preciznošću- ovo su referentna mjerenja koja se odnose na tačnost reprodukcije jedinica fizičke veličine, mjerenja fizičkih konstanti. Ova mjerenja su određena stanjem tehnike.

Kontrola i verifikacija– mjerenja čija greška ne smije prelaziti određenu specificiranu vrijednost. Tu spadaju mjerenja koja vrše laboratorije državnog nadzora nad primjenom i poštovanjem standarda i stanja mjerne opreme, mjerenja od strane fabričkih mjernih laboratorija i druga koja se vrše primjenom sredstava i metoda koji garantuju grešku koja ne prelazi unaprijed određenu vrijednost.

Tehnička mjerenja– mjerenja u kojima je greška rezultata određena karakteristikama mjernih instrumenata (MI). Ovo je najrasprostranjeniji tip mjerenja, koji se izvodi pomoću radnih mjernih instrumenata, čija je greška unaprijed poznata i smatra se dovoljnom za obavljanje ovog praktičnog zadatka.

Mjerenja putem izražavanja rezultata mjerenja takođe može biti apsolutna i relativna.

Apsolutno mjerenje– mjerenje zasnovano na direktnim mjerenjima jedne ili više osnovnih veličina, kao i na korištenju vrijednosti fizičkih konstanti. Kod linearnih i ugaonih apsolutnih mjerenja, u pravilu se nalazi jedna fizička veličina, na primjer, promjer osovine s kaliperom. U nekim slučajevima, vrijednosti mjerene veličine određuju se direktnim očitanjem na skali instrumenta, kalibriranom u mjernim jedinicama.

Relativno mjerenje- mjerenje odnosa veličine prema istoimenoj količini, koja ima ulogu jedinice. At relativna metoda mjerenja, vrši se procjena vrijednosti odstupanja izmjerene vrijednosti u odnosu na veličinu standarda ili uzorka. Primjer je mjerenje na optimetru ili minimetru.

Po broju mjerenja razlikovati jednostruko i višestruko mjerenje.

Pojedinačna mjerenja- ovo je jedno mjerenje jedne veličine, tj. broj mjerenja je jednak broju izmjerenih vrijednosti. Praktična primjena ove vrste mjerenja uvijek je povezana s velikim greškama, stoga je potrebno izvršiti najmanje tri pojedinačna mjerenja i konačan rezultat naći kao aritmetičku sredinu.

Višestruka mjerenja karakteriše višak broja merenja od broja merenih veličina. Obično je minimalni broj mjerenja u ovom slučaju veći od tri. Prednost višestrukih mjerenja je značajno smanjenje utjecaja slučajnih faktora na grešku mjerenja.

Navedene vrste mjerenja uključuju različite metode, tj. metode za rješavanje mjernog problema sa teorijskim opravdanjem prema prihvaćenoj metodologiji.

Mjerenja se razlikuju po načinu dobijanja informacija, po prirodi promjena mjerene vrijednosti tokom procesa mjerenja, po količini mjernih informacija, u odnosu na glavne jedinice.

Prema načinu dobijanja informacija mjerenja se dijele na direktna, indirektna, kumulativna i zajednička.

Direktna mjerenja - to je direktno poređenje fizičke veličine sa njenom mjerom. Na primjer, kod određivanja dužine objekta pomoću ravnala, željena vrijednost (kvantitativni izraz vrijednosti dužine) se upoređuje sa mjerom, tj. vladar.

Indirektna mjerenja razlikuju se od direktnih po tome što se željena vrijednost veličine utvrđuje iz rezultata direktnih mjerenja onih veličina koje su povezane sa željenom specifičnom zavisnošću.Dakle, ako mjerite jačinu struje ampermetrom, a napon voltmetrom, onda prema poznatom funkcionalnom odnosu sve tri imenovane veličine, možete izračunati snagu električnog kola.

Kumulativna mjerenja povezane su sa rješenjem sistema jednačina sastavljenih iz rezultata istovremenih mjerenja više homogenih veličina. Rješenje sistema jednačina omogućava izračunavanje željene vrijednosti.

Zajednička mjerenja - to su mjerenja dvije ili više nehomogenih fizičkih veličina kako bi se odredio odnos između njih.

Kumulativna i zajednička mjerenja se često koriste u mjerenju različitih parametara i karakteristika u oblasti elektrotehnike.

Prema prirodi promene izmerene vrednosti tokom procesa merenja razlikuju se statistička, dinamička i statička merenja.

Statistička mjerenja povezano sa određivanjem karakteristika slučajnih procesa, zvučnih signala, nivoa buke itd.

Statička mjerenja javlja se kada je izmjerena vrijednost praktično konstantna.

Dinamička mjerenja povezane su sa takvim veličinama koje prolaze kroz određene promjene tokom procesa mjerenja.

Idealna statička i dinamička mjerenja su rijetka u praksi.

Prema količini mjernih informacija razlikuju se pojedinačna i višestruka mjerenja.

Pojedinačna mjerenja- ovo je jedno mjerenje jedne veličine, tj. broj mjerenja je jednak broju izmjerenih vrijednosti. Praktična primjena ove vrste mjerenja uvijek je povezana s velikim greškama, stoga je potrebno izvršiti najmanje tri pojedinačna mjerenja i konačan rezultat naći kao aritmetičku sredinu.

Višestruka mjerenja karakteriše višak broja merenja od broja merenih veličina. Obično je minimalni broj mjerenja u ovom slučaju veći od tri. Prednost višestrukih mjerenja je značajno smanjenje utjecaja slučajnih faktora na grešku mjerenja.

U odnosu na osnovne mjerne jedinice dijele se na apsolutne i relativne.

Apsolutna mjerenja nazivaju se oni u kojima se koristi direktno mjerenje jedne (ponekad više) osnovne veličine i fizičke konstante. Dakle, u dobro poznatoj formuli Einsteina E \u003d mc 2 težina ( m) je osnovna fizička veličina koja se može izmjeriti direktno (vaganjem) i brzina svjetlosti ( c) je fizička konstanta.

Relativna mjerenja zasnivaju se na uspostavljanju odnosa izmjerene veličine i homogene veličine koja se koristi kao jedinica. Naravno, željena vrijednost ovisi o korištenoj mjernoj jedinici.

Koncepti kao što su "skala mjerenja", "princip mjerenja", "metoda mjerenja" povezani su sa mjerenjima.

Mjerna skala je uređen skup vrijednosti fizičke veličine, koji služi kao osnova za njeno mjerenje. Objasnimo ovaj koncept na primjeru temperaturnih skala.

U Celzijusovoj skali, temperatura topljenja leda se uzima kao referentna tačka, a tačka ključanja vode uzima se kao glavni interval (referentna tačka). Stoti dio ovog intervala je jedinica temperature (stepen Celzijusa). U Farenhajtovoj temperaturnoj skali, temperatura topljenja mješavine leda i amonijaka (ili obične soli) uzima se kao referentna tačka, a normalna tjelesna temperatura zdrave osobe se uzima kao referentna tačka. Jedinica temperature (stepen Farenhajta) je jedna devedeset i šesta glavnog intervala. Na ovoj skali, tačka topljenja leda je +32°F, a tačka ključanja vode je +212°F. Dakle, ako je na Celzijusovoj skali razlika između tačke ključanja vode i topljenja leda 100°C, onda je u Farenhajtu 180°F. U ovom primeru vidimo ulogu usvojene skale kako u kvantitativnoj vrednosti izmerene vrednosti, tako iu aspektu obezbeđivanja ujednačenosti merenja. U ovom slučaju potrebno je pronaći omjer veličina jedinica kako bi se uporedili rezultati mjerenja, tj. t o F/t°C.

U metrološkoj praksi poznato je nekoliko vrsta skala: skala imena, skala reda, skala intervala, skala omjera itd.

Nazivna skala - to je neka vrsta kvalitativne, a ne kvantitativne skale, ne sadrži nulu i mjerne jedinice. Primjer je atlas cvijeća (skala boja). Proces mjerenja sastoji se od vizualnog poređenja slikanog predmeta sa uzorcima boja (referentnim uzorcima atlasa

boje). Budući da svaka boja ima mnogo opcija, takvo poređenje je u moći iskusnog stručnjaka koji ima ne samo praktično iskustvo, već i odgovarajuće posebne karakteristike vizualnih mogućnosti.

skala narudžbe karakteriše vrijednost izmjerene veličine u tačkama (skala potresa, sila vjetra, tvrdoća fizičkih tijela, itd.).

Intervalna skala(razlike) ima uslovne nulte vrednosti, a intervali su dogovoreni. Takve skale su vremenska skala, skala dužine.

Skala odnosa ima prirodnu nultu vrijednost, a mjerna jedinica se utvrđuje dogovorom. Na primjer, vaga za masu (obično kažemo "tezine"), počevši od nule, može se stupnjevati na različite načine ovisno o traženoj preciznosti vaganja. Uporedite domaćinstvo i analitiku