Matavimo metodų tipų charakteristika. Pagrindinės charakteristikos ir matavimo metodai. Paskirstymas skaičiavimo būdu

8. Pagal išmatuoto kiekio pobūdį:

mechaninis

elektrinis ir magnetinis

termofizinis

optinis

fizinės ir cheminės

akustinis

radiacija

10. Pagal matavimų pakankamumo laipsnį:

būtina

perteklinis

1. Techniniai išmatavimai – matavimai, atliekami veikiančių matavimo priemonių pagalba. Jie naudojami kontrolės ir valdymo tikslais gamybos procese įvairių pramonės šakų įmonėse, socialinėje srityje, kasdieniame gyvenime. Pavyzdžiui, temperatūros matavimai technologinio proceso metu, formaldehido tirpalo tankio matavimas formalino kokybės kontrolės metu, sportininko 100 metrų nubėgimo laikas, trijų kojų masė rinkoje. Atliekant techninius matavimus, nereikia nustatyti ir analizuoti gautų rezultatų paklaidų. Todėl priimama matavimo priemonei ar matavimo procedūrai priskirta klaida, kurios pakanka šiai praktinei problemai išspręsti. Techniniai matavimai yra labiausiai paplitęs matavimo būdas

Metrologiniai matavimai - matavimai, atliekami naudojant etalonus ir pavyzdines matavimo priemones, siekiant atkurti fizikinių dydžių vienetus ir perkelti jų dydį į veikiančias matavimo priemones. Pamatiniai išmatavimai- tai didžiausio įmanomo tikslumo, pasiekiamo esant dabartiniam inžinerijos ir technologijų išsivystymo lygiui, matavimai, pavyzdžiui, pagrindinių fizinių konstantų - gravitacijos pagreičio absoliučios vertės, cheminių elementų izotopų masės matavimai. IN kontroliniai matavimai klaida turi būti nustatyta arba patvirtinta ir neturi viršyti nurodytos reikšmės. Tai apima ir valstybinės metrologinės priežiūros laboratorijų atliekamus matavimus. Pavyzdžiui,„GOST 8.024-75 GSI. Skysčio tankio matavimo priemonių valstybinis pirminis standartas ir visos Sąjungos patikros schema.

Laboratoriniai matavimai yra tarpiniai tarp techninio ir metrologinio ir gali būti atliekami skirtingu tikslumu, priklausomai nuo tyrimo tikslo.

2. Kontaktinio matavimo metodas, kontaktinis metodas – jautrus prietaiso elementas liečiamas su matavimo objektu. Pavyzdžiai. 2. Kūno temperatūros matavimas termometru.

Nekontaktinis matavimo metodas, nekontaktinis metodas - matavimo metodas, pagrįstas tuo, kad jautrus matavimo priemonės elementas nesiliečia su matavimo objektu. Pavyzdžiai: 1. Radaru išmatuokite atstumą iki objekto 2. Pirometru išmatuokite temperatūrą aukštakrosnėje.

3. Statinis matavimas – fizikinio dydžio matavimas, paimtas pagal konkrečią matavimo užduotį, nepakitęs per matavimo laiką. Leidžiamų nuokrypių ribos nėra reikšmingos matuojamo dydžio nominalios vertės atžvilgiu. Pavyzdžiai: 1. Elektrolito rastro elektrinio laidumo matavimas esant pastoviai temperatūrai. 2. Druskos masės matavimas pakuojant ją į maišelius.

Dinaminis matavimas – fizinio dydžio, kurio dydis skiriasi, matavimas. Pastabos: 1. Terminas "dinaminis" reiškia matuojamą kiekį. 2. Griežtai kalbant, visi fizikiniai dydžiai yra pavaldūs vienokiam ar kitokiam laiko pokyčiui. Tai įtikina, kad reikia naudoti vis jautresnius matavimo prietaisus, kurie leidžia aptikti anksčiau pastoviomis laikytų verčių pokyčius, todėl matavimų skirstymas į dinaminius ir statinius yra sąlyginis..

Pavyzdžiai: signalų amplitudės kintamųjų matavimai elektrotechnikos, radiotechnikos, elektronikos srityse. Analitinėje chemijoje tai yra signalas chromatografijoje, spektrometrijoje, voltamperometrijoje. Matavimo rezultatas pateikiamas pagal laiką kintanti vertė, nurodanti laiko taškus, kuriuos šios reikšmės atitinka.

4. Tiesioginiai matavimai - matavimai, kurių metu norima kiekio vertė gaunama tiesiogiai. Pavyzdžiui, ilgis matuojamas tiesiogiai liniuote, temperatūra – termometru, jėga – dinamometru, srovė – ampermetru, įtampa – voltmetru, elektrinė varža – omometru, masės ant svarstyklių. Tiesioginio matavimo lygtis: X= q, kurkX- matavimo priemonės padalijimo vertė.Netiesioginiai matavimai . Fizinio dydžio norimos reikšmės nustatymas remiantis tiesioginių kitų fizikinių dydžių, funkciškai susijusių su ieškoma verte, matavimų rezultatais. Pavyzdžiui, gretasienio tūris randamas padauginus tris tiesinius dydžius (ilgį, plotį ir aukštį); elektrinė varža – voltmetru išmatuotą įtampos kritimą dalijant iš ampermetru išmatuotos elektros srovės stiprumo, švino koncentracijos žuvies konservuose atominės absorbcijos spektrometrijos metodu, strippingo voltamperometrija – pagal kalibravimo grafiką išmatuotos koordinatės turto vertė – koncentracija. Netiesioginio matavimo lygtis: X= f(y 1 , y 2 ,…,y n ) , kur i –i vertybes-Xrastos vertybėstiesioginiai matavimai.

Kaupiami matavimai - vienu metu atliekami kelių panašių (vienarūšių) dydžių matavimai, kuriuose norima reikšmė randama sprendžiant lygčių sistemą, gautą matuojant šiuos dydžius įvairiais deriniais. Pavyzdžiui, nustatant dviejų komponentų koncentraciją iš absorbcijos spektro, sudaroma lygčių sistema: 1 ( 1 )NUO 1 +  2 ( 1 )NUO 2 = A 1

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

čia A yra tirpalo optinio tankio išmatuota bangos ilgio vertė 1 Ir 2

 1 Ir 2 - šviesos sugerties moliniai koeficientai, lentelės reikšmės.

Sąnarių išmatavimai - tuo pačiu metu (tiesioginiai ir netiesioginiai) dviejų ar daugiau nepanašių (heterogeninių) dydžių matavimai, siekiant rasti funkcinį ryšį tarp jų. Pavyzdžiui, pasipriešinimasR t laidininkas fiksuotoje temperatūrojetnustatoma pagal formulęR t = R 0 (1 +  t), kurR 0 Ir - atitinkamai atsparumas žinomai temperatūrait 0 (dažniausiai 20 o C) ir temperatūros koeficientas (šie dydžiai yra pastovūs ir matuojami netiesioginiu metodu); t = t - t 0 - temperatūrų skirtumas;tyra temperatūros kontrolinė vertė, išmatuota tiesioginiu metodu.

5. Matavimo metodas – metodas arba metodų rinkinys, skirtas išmatuotam fizikiniam dydžiui palyginti su jo vienetu pagal realizuoto matavimo principą. Matavimo būdas dažniausiai nustatomas pagal matavimo priemonių konstrukciją.

Tiesioginio vertinimo metodas - matavimo metodas, kai kiekio vertė nustatoma tiesiogiai rodančiuoju matavimo prietaisu. Pavyzdys: slėgis su manometru, laikas su chronometru, svoris ant ciferblato, temperatūra su gyvsidabrio termometru ir kt.

Matų palyginimo metodas - matavimo metodas, kai matuojamas kiekis lyginamas su dydžiu, kurį galima atkurti naudojant priemonę. Pavyzdys: - masės matavimas ant svarstyklių su svoriais (matais), elemento kiekio mėginyje matavimas, lyginant su standartiniu kompozicijos pavyzdžiu,

Nulinio matavimo metodas - palyginimo su matu metodas, kai grynasis matuojamojo dydžio ir mato poveikis lyginamajam elementui sumažinamas iki nulio. Pavyzdys: elektrinės varžos, induktyvumo ir talpos matavimas naudojant visiškai subalansuotą tiltelį, sveriant ant lygių rankų svarstyklių

Poslinkio matavimo metodas – palyginimo su matu metodas, kai matuojamas dydis pakeičiamas matu, kurio dydžio reikšmė yra žinoma.

Papildymo matavimo metodas - palyginimo su matu metodas, kai išmatuoto dydžio vertė papildoma to paties dydžio matu taip, kad lyginamąjį poveikį paveiks jų suma, lygi iš anksto nustatytai vertei.

Diferencialinis matavimo metodas - palyginimo su matu metodas, kai išmatuotas dydis lyginamas su vienarūšiu dydžiu, kurio vertė yra žinoma. Šiek tiek skiriasi nuo išmatuoto kiekio vertės. ir kuriuo matuojamas skirtumas tarp dviejų dydžių.

6. Absoliutus matavimas - matavimas, pagrįstas tiesioginiais vieno ar kelių pagrindinių dydžių matavimais ir (arba) fizikinių konstantų naudojimu, ty absoliučiais vienetais. Pastaba – „absoliutaus matavimo“ sąvoka vartojama priešingai sąvokai „santykinis matavimas“ ir yra laikoma kiekio matavimu jo vienetais.

Santykinis matavimas - kiekio ir to paties pavadinimo kiekio, kuris atlieka vieneto vaidmenį, santykio matavimas arba kiekio matavimas, palyginti su to paties pavadinimo kiekiu, laikomas pradiniu, ty santykiniai vienetai. Pavyzdžiai: perdavimo vertės matavimas infraraudonųjų spindulių spektrometrijoje, santykinė oro drėgmė – vandens garų kiekio 1 m 3 oro iki vandens garų kiekio, kuris prisotina 1 m 3 tam tikros temperatūros oras. Santykiniai matavimai, kai kiti dalykai yra vienodi, gali būti atliekami tiksliau nei absoliutūs, nes kiekio matavimo paklaida neįtraukiama į bendrą paklaidą.

7. Lygiaverčiai išmatavimai - kiekio matavimų serija, atliekama tokio paties tikslumo matavimo priemonėmis tomis pačiomis sąlygomis ir tuo pačiu tikslumu. Pastaba: prieš atlikdami matavimų seriją, turite įsitikinti, kad visi šios serijos matavimai yra vienodai tikslūs.. Vienodų ir nevienodų matavimų apdorojimo procedūra skiriasi, pirmuoju atveju ji yra paprastesnė.

Nevienodi išmatavimai - tam tikro dydžio matavimų serija, atliekama skirtingo tikslumo matavimo priemonėmis ir (ar) skirtingomis sąlygomis. Pastaba – nevienodų matavimų serija apdorojama atsižvelgiant į atskirų į seriją įtrauktų matavimų svorį.

8. Vienkartinis matavimas – matavimas atliktas vieną kartą. Pastaba – Daugeliu atvejų praktikoje atliekami tik pavieniai matavimai. Pavyzdžiui, konkretaus laiko taško matavimas pagal laikrodį paprastai atliekamas vieną kartą. Praktinis šio tipo matavimo pritaikymas visada yra susijęs su didelėmis paklaidomis. Kad būtų pašalinta šiurkšti paklaida – klaida, reikia atlikti du ar tris pavienius matavimus ir gauti galutinį rezultatą kaip dviejų ar trijų matavimų aritmetinį vidurkį.

Keli matavimai - to paties dydžio fizinio dydžio matavimas, kurio rezultatas gaunamas iš kelių nuoseklių matavimų, tai yra, susidedantis iš kelių pavienių matavimų, dažniausiai daugiau nei keturi. Kelių matavimų privalumas yra reikšmingas atsitiktinių veiksnių įtakos matavimo paklaidai sumažėjimas.

Šiuo metu yra daugybė matavimų tipų, išsiskiriančių fizine išmatuojamo kiekio prigimtimi ir veiksniais, lemiančiais įvairias sąlygas ir matavimo režimus. Pagrindiniai fizikinių dydžių matavimo tipai, įskaitant tiesinius-kampinius (GOST 16263–70), yra šie: tiesiai, netiesioginis, kaupiamasis, Bendras, absoliutus Ir giminaitis.

Plačiausiai naudojamas tiesioginiai matavimai , susidedantis iš to, kad norima išmatuoto dydžio vertė randama iš eksperimentinių duomenų naudojant matavimo priemones. Linijinį dydį galima nustatyti tiesiai ant liniuotės, matuoklio, suporto, mikrometro svarstyklių, veikiančią jėgą - dinamometru, temperatūrą - termometru ir kt.

Tiesioginio matavimo lygtis yra tokia:

kur Q yra norima išmatuotos vertės vertė; X – išmatuoto dydžio vertė, gauta tiesiogiai iš matavimo priemonių rodmenų.

Netiesioginis- tokie matavimai, kurių pageidaujama vertė nustatoma pagal žinomą šios vertės ir kitų tiesioginiais matavimais gautų dydžių ryšį.

Netiesioginio matavimo lygtis yra tokia:

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

čia Q yra norima netiesiogiai išmatuoto dydžio vertė; х 1 , х 2 , х 3 , ... yra dydžių vertės, išmatuotos naudojant tiesioginį matavimų tipą.

Netiesioginiai matavimai naudojami tais atvejais, kai norimos reikšmės neįmanoma arba labai sunku išmatuoti tiesiogiai, t.y. tiesioginis matavimas arba kai tiesioginis matavimas duoda ne tokį tikslų rezultatą.

Netiesioginio matavimo tipo pavyzdžiai yra gretasienio tūrio nustatymas padauginus tris linijinius dydžius (ilgį, aukštį ir plotį), nustatytus naudojant tiesioginį matavimo tipą, variklio galios apskaičiavimas, elektrinės varžos nustatymas. laidininkas pagal jo varžą, ilgį ir skerspjūvio plotą ir kt.

Netiesioginio matavimo pavyzdys taip pat yra išorinio tvirtinimo sriegio vidutinio skersmens matavimas naudojant „trijų laidų“ metodą. Šis metodas pagrįstas tiksliausiu vidutinio sriegio skersmens d 2 kaip sąlyginio cilindro skersmens nustatymu, kurio generatorius padalija sriegio profilį į lygias dalis P / 2 (2.1 pav.):

čia D meas yra atstumas, įskaitant vielos skersmenis, gautas atliekant tiesioginius matavimus;

d 2 - vielos skersmuo, užtikrinantis kontaktą su sriegio profiliu taškuose, esančiuose ant generatoriaus d 2;

α – sriegio profilio kampas;

P - sriegio žingsnis.

Kaupiami matavimai atliekama vienu metu matuojant kelis to paties pavadinimo dydžius, kuriuose norima reikšmė randama sprendžiant lygčių sistemą, gautą tiesiogiai matuojant įvairias šių dydžių kombinacijas. Kaupiamųjų matavimų pavyzdys yra aibės svorių kalibravimas pagal žinomą vieno iš jų masę ir tiesioginio skirtingų svorių derinių masių palyginimo rezultatus.

Pavyzdžiui, reikia sukalibruoti išdegusią masę 1; 2; penki; 10 ir 20 kg. Pavyzdinis svoris yra 1 kg, pažymėtas 1 t.

Paimkime matavimus, kiekvieną kartą keisdami svorių derinį:

1 = 1 06 + bet; 1 + l apie = 2 + b; 2 = 2 + iš; 1+2 + 2 = 5 + d ir tt

Laiškai bet, b, iš, d– nežinomos svorių reikšmės, kurias reikia pridėti arba atimti iš virdulio masės. Išspręsdami lygčių sistemą, galite nustatyti kiekvieno svorio reikšmę.

Sąnarių išmatavimai- tuo pačiu metu atliekami dviejų ar daugiau skirtingų dydžių matavimai, siekiant rasti ryšį tarp jų, pavyzdžiui, kūno tūrio matavimai, atlikti matuojant skirtingas temperatūras, dėl kurių pasikeičia šio kūno tūris.

Pagrindiniai matavimų tipai, atsižvelgiant į įvairių fizikinių dydžių matavimo rezultatų pobūdį, apima absoliučiuosius ir santykinius matavimus.

Absoliutūs išmatavimai yra pagrįsti tiesioginiais vieno ar kelių fizikinių dydžių matavimais. Absoliutaus matavimo pavyzdys yra karoliuko skersmens arba ilgio matavimas slankmačiu arba mikrometru arba temperatūros matavimas termometru.

Atliekant absoliučius matavimus, įvertinamas visas matuojamas dydis.

Santykiniai išmatavimai yra pagrįsti išmatuotos vertės, kuri atlieka vieneto vaidmenį, santykio matavimu arba vertės matavimu, palyginti su to paties pavadinimo verte, kuri laikoma pradine. Kaip pavyzdžiai dažnai naudojami pavyzdiniai matai plokštumos lygiagrečių galinių ilgio blokų pavidalu.

Santykinių matavimų pavyzdys gali būti kištukų ir kabių kalibrų matavimai ant horizontalių ir vertikalių optometrų, sureguliuojant matavimo priemones pagal pavyzdines priemones. Naudojant pavyzdines priemones arba pavyzdines dalis, santykiniai matavimai gali pagerinti matavimo rezultatų tikslumą, palyginti su absoliučiais matavimais.

Be nagrinėjamų matavimo rūšių, pagal pagrindinį požymį – matavimo rezultato gavimo būdą, matavimų rūšys taip pat skirstomos pagal matavimo rezultatų tikslumą – į lygiavertis Ir nelygios, pagal matavimų skaičių daugkartinis Ir viengungis, atsižvelgiant į išmatuotos vertės pokytį laike – pagal statinis Ir dinamiškas, esant matavimo priemonės matavimo paviršiaus sąlyčiui su gaminio paviršiumi - įjungta kontaktas Ir bekontaktis ir kt.

Atsižvelgiant į metrologinę paskirtį, matavimai skirstomi į techninis- gamybos išmatavimai, kontrolė ir tikrinimas Ir metrologinės- matavimai didžiausiu įmanomu tikslumu naudojant etalonus, siekiant atkurti fizikinių dydžių vienetus ir perkelti jų dydį į veikiančias matavimo priemones.

Matavimo metodai

Remiantis RMG 29–99, pagrindiniai matavimo metodai apima tiesioginio vertinimo ir palyginimo metodus: diferencialinį, nulinį, pakeitimą ir sutapimą.

tiesioginis metodas- matavimo metodas, kai dydžio reikšmė nustatoma tiesiogiai iš tiesioginio veikimo matavimo prietaiso skaitymo įtaiso, pavyzdžiui, veleną matuojant mikrometru, o jėgą – mechaniniu dinamometru.

Priemonių palyginimo metodai- metodai, kuriais išmatuota vertė lyginama su matavimo dydžiu:

diferencinis metodas charakterizuojamas skirtumo tarp išmatuotos vertės ir žinomos vertės matavimu, atkuriamuoju matu. Diferencialinio metodo pavyzdys yra dviejų įtampų skirtumo matavimas voltmetru, iš kurių viena yra žinoma labai tiksliai, o kita yra norima vertė;

nulinis metodas- kai skirtumas tarp išmatuotos vertės ir matavimo sumažinamas iki nulio. Tuo pačiu metu nulinio metodo pranašumas yra tas, kad matas gali būti daug kartų mažesnis už išmatuotą vertę, pavyzdžiui, sveriant ant svarstyklių, kai sveriamas svoris yra ant vienos rankos, o etaloninių svorių rinkinys yra įjungtas. Kitas;

pakeitimo metodas- palyginimo su matu metodas, kai išmatuota vertė pakeičiama žinoma verte, kurią galima atkurti naudojant matą. Pakeitimo metodas naudojamas sveriant pakaitomis dedant išmatuotą masę ir svorius ant tos pačios svarstyklių padėklo;

atitikimo metodas- palyginimo su matu metodas, kai skirtumas tarp išmatuotos vertės ir matu atkuriamos reikšmės matuojamas naudojant skalės ženklų arba periodinių signalų sutapimą. Šio metodo panaudojimo pavyzdys yra ilgio matavimas su nonijė.

Priklausomai nuo naudojamų matavimo priemonių tipo, naudojami instrumentiniai, ekspertiniai, euristiniai ir organoleptiniai matavimo metodai.

instrumentinis metodas remiantis specialių techninių priemonių, įskaitant automatines ir automatines, naudojimu.

ekspertinis metodas Vertinimas grindžiamas specialistų grupės vertinimais.

Euristiniai metodaiįverčiai remiasi intuicija.

Organoleptiniai metodaiįvertinimai pagrįsti žmogaus pojūčių naudojimu. Objekto būklės įvertinimas gali būti atliekamas atliekant atskirus elementus ir kompleksinius matavimus. Elemento metodui būdingas kiekvieno gaminio parametro matavimas atskirai. Pavyzdžiui, ekscentriškumas, ovalumas, cilindrinio veleno pjovimas. Sudėtingam metodui būdingas bendrojo kokybės indekso matavimas, kurį įtakoja atskiri jo komponentai. Pavyzdžiui, matuojant cilindrinės dalies radialinį išbėgimą, kurį veikia ekscentriškumas, ovalumas ir pan.; profilio padėties valdymas išilgai ribinių kontūrų ir kt.

Matavimo klaidos

Bendrosios nuostatos. Matavimo procesą neišvengiamai lydi paklaidos, atsirandančios dėl matavimo priemonių netobulumo, matavimo sąlygų nestabilumo, paties metodo ir matavimo technikos netobulumo, nepakankamos patirties ir atliekančiojo jutimo organų netobulumo. matavimus, taip pat kitus veiksnius.

Matavimo klaida matavimo rezultato nuokrypis nuo tikrosios išmatuoto dydžio vertės vadinamas:

ΔХ izi \u003d X i – X ir,

čia X j – i-oji matavimo rezultato reikšmė;

X ir – tikroji išmatuotos vertės vertė.

Kadangi tikroji išmatuoto dydžio vertė visada lieka nežinoma, pakartotinai matuojant imamas jo aritmetinis vidurkis:

, (2.1)

čia n yra atliktų matavimų skaičius.

Matavimo paklaida (ΔХ izi), išreikšta išmatuoto dydžio vienetais, vadinama absoliučia. Tai ne visada informatyvu. Pavyzdžiui, absoliuti 0,01 mm paklaida gali būti gana didelė matuojant reikšmes dešimtosiomis milimetro dalimis ir maža, kai matuojant didesnes nei keli metrai.

Informatyvesnė reikšmė yra santykinė paklaida, kuri suprantama kaip absoliučios matavimo paklaidos ir jos tikrosios vertės (arba matematinio lūkesčio) santykis, %:

.

Matavimo tikslumui apibūdinti naudojama santykinė paklaida.

Iš prigimties ( pasireiškimo modelius) matavimo paklaidos skirstomos į sistemines, atsitiktines ir stambiąsias.

Sisteminės klaidos. Sisteminėms paklaidoms priskiriamos paklaidos, kurios kartojant matavimus išlieka pastovios arba keičiasi pagal tam tikrą dėsnį. Sisteminės paklaidos atliekant matavimus tuo pačiu metodu ir tomis pačiomis matavimo priemonėmis visada turi pastovias reikšmes. Jų atsiradimo priežastys yra šios:

– metodo klaidos arba teorinės klaidos;

– instrumentinės klaidos;

– paklaidos, atsiradusios dėl aplinkos įtakos ir matavimo sąlygų.

Metodo klaidos atsiranda dėl klaidų arba nepakankamo matavimo metodo tobulinimo. Tai taip pat apima neteisėtą turto, gauto atlikus vieną matavimą, ekstrapoliavimą visam išmatuojamam objektui. Pavyzdžiui, sprendžiant dėl ​​veleno tinkamumo vienu matavimu, galima suklysti, nes neatsižvelgiama į tokias formos paklaidas kaip nukrypimai nuo cilindriškumo, apvalumo, išilginio pjūvio profilio ir kt. neįtraukti tokių sisteminių paklaidų matavimo procedūroje, rekomenduojama matavimus atlikti keliose dalių vietose ir viena kitai statmenomis kryptimis.

Metodo klaidos taip pat apima įrankio įtaką objekto savybėms (pavyzdžiui, didelę matavimo jėgą, kuri keičia plonasienės dalies formą) arba paklaidas, susijusias su pernelyg grubiu matavimo rezultato apvalinimu.

Instrumentinės klaidos susiję su matavimo priemonių paklaidomis, atsiradusiomis dėl gamybos klaidų arba matavimo priemonės komponentų susidėvėjimo.

į padarytas klaidas aplinkos ir matavimo sąlygų įtaka, nurodykite temperatūrą (pavyzdžiui, dar neatvėsusios detalės matavimus), vibracijas, paviršiaus, ant kurio sumontuota matavimo priemonė, nelankstumą ir kt.

Vienas iš sisteminės klaidos nustatymo būdų gali būti matavimo priemonės pakeitimas panašia, jei manoma, kad tai yra sisteminės klaidos šaltinis. Panašiai galima aptikti ir sisteminę paklaidą, kurią sukelia išorinės sąlygos: pavyzdžiui, paviršių, ant kurio sumontuotas matavimo įrankis, pakeičiant standesniu.

Sisteminės klaidos atsiradimą galima aptikti statistiškai, matavimo rezultatus brėžiant popieriuje nurodytais intervalais su nurodytomis ribomis (pavyzdžiui, ribiniais matmenimis). Stabilus matavimo rezultato judėjimas link vienos iš ribų reikš sisteminės klaidos atsiradimą ir poreikį įsikišti į technologinį procesą.

Siekiant pašalinti sistemines gamybos sąlygų klaidas, kalibruojamos matavimo priemonės, pašalinamos tos priežastys, kurios nulemtos aplinkos poveikio, o patys matavimai atliekami griežtai laikantis rekomenduojamos metodikos, prireikus imant priemonių ją tobulinti.

Nuolatinės sisteminės paklaidos neturi įtakos matavimų atsitiktinių nukrypimų nuo aritmetinio vidurkio reikšmėms, todėl jas sunku aptikti statistiniais metodais. Tokių klaidų analizė galima tik remiantis a priori žiniomis apie gautas klaidas, ypač tikrinant matavimo priemones. Pavyzdžiui, tikrinant prietaisus, skirtus tiesiniams dydžiams matuoti, išmatuota vertė dažniausiai atkuriama pavyzdiniu matu (galiniu ilgio matu), kurio tikroji vertė yra žinoma. Sisteminės klaidos sukelia matavimo rezultatų iškraipymą, todėl turi būti nustatytos ir į jas turi būti atsižvelgiama vertinant matavimo rezultatus. Visiškai sistemingos klaidos beveik neįmanoma pašalinti; Visada matavimo procese lieka tam tikras nedidelis kiekis, vadinamas neatskiriama sistemine paklaida. Į šią vertę atsižvelgiama atliekant koregavimus.

Skirtumas tarp matavimo rezultatų aritmetinio vidurkio reikšmės ir matavimo vertės, kurios tikslumas nustatomas klaidos sertifikavimo metu, vadinamas pakeitimas . Ji įrašoma į sertifikuotos matavimo priemonės sertifikatą ir imama kaip norima sisteminė klaida.

Atsitiktinės klaidos. Atsitiktinės paklaidos yra paklaidos, kurios kartojasi skirtingų verčių matavimais, nepriklausomai nuo ženklo ir dydžio, netaikomos jokiam dėsningumui. Atsitiktinių klaidų priežasčių gali būti daug; pavyzdžiui, apdirbimo pašalpos svyravimai, medžiagų mechaninės savybės, pašaliniai intarpai, dalių montavimo į mašiną tikslumas, ruošinio matavimo įrankio tikslumas, detalės tvirtinimo ant mašinos matavimo jėgos pokyčiai, pjovimo jėgos, ir tt

Paprastai kiekvienos iš šių priežasčių individuali įtaka matavimo rezultatams yra nedidelė ir negali būti įvertinta, juolab, kad, kaip ir bet koks atsitiktinis įvykis, kiekvienu konkrečiu atveju gali ir neįvykti.

Atsitiktinės klaidos priklauso nuo kelių sąlygų:

– mažos atsitiktinės klaidos yra dažnesnės nei didelės;

- neigiamas ir teigiamas, palyginti su vidutine matavimo verte, vienodai paklaida, pasitaiko vienodai dažnai;

– kiekvienas matavimo būdas turi savo ribą, kurią peržengus paklaidos praktiškai nepasitaiko (kitaip ši paklaida bus grubi).

Atsitiktinių paklaidų nustatymas ypač reikalingas atliekant tikslius, pavyzdžiui, laboratorinius matavimus. Tam naudojami keli to paties dydžio matavimai, o jų rezultatai apdorojami tikimybių teorijos ir matematinės statistikos metodais. Tai leidžia patikslinti matavimų rezultatus.

Atsitiktinių paklaidų įtaka išreiškiama gautų rezultatų sklaida matematinio lūkesčio atžvilgiu, todėl atsitiktinių klaidų buvimas gerai kiekybiškai įvertinamas standartiniu nuokrypiu (RMS).

Norint įvertinti fizikinio dydžio X i matavimo rezultatų sklaidą, palyginti su vidurkiu , nustatyta (2.1), RMS nustatoma pagal formulę

n ≥ 20 (2,2)

jei n ≤ 20, (2.3)

kur n yra matavimų skaičius.

Kadangi vidutinė matavimų serijos vertė yra atsitiktinis tikrosios išmatuoto dydžio vertės aproksimavimas, tada norint įvertinti galimus vidutinės vertės nuokrypius, naudojamas eksperimentinis RMS - S:

. (2.4)

Vertinant galutinio rezultato paklaidas, naudojama S reikšmė.

Atsitiktinės matavimo paklaidos, nekeičiant matavimo rezultato tikslumo, vis dėlto turi įtakos jo patikimumui.

Šiuo atveju matavimų serijos aritmetinio vidurkio dispersija visada turi mažesnę paklaidą nei kiekvieno konkretaus matavimo paklaida. Iš (2.2) ir (2.3) formulių matyti, kad jei reikia padidinti rezultato tikslumą (išskyrus sisteminę paklaidą) 2 kartus, tada matavimų skaičius turi būti padidintas 4 kartus.

Didelės klaidos (praleidimai). Didelės paklaidos – tai technologiniam procesui ar rezultatui nebūdingos paklaidos, lemiančios akivaizdžius matavimo rezultatų iškraipymus. Dažniausiai jas leidžia nekvalifikuoti darbuotojai dėl netinkamo matavimo prietaiso naudojimo, neteisingo rodmenų nuskaitymo, įrašymo klaidų arba dėl staigaus pašalinės priežasties įgyvendinant detalių apdirbimo technologinius procesus. Jie iš karto matomi tarp gautų rezultatų, nes gautos vertės skiriasi nuo likusių matavimų rinkinio verčių.

Jei matavimo proceso metu galima rasti priežastis, sukeliančias reikšmingus skirtumus, o pašalinus šias priežastis, pakartotiniai matavimai nepatvirtina tokių skirtumų, tai tokie matavimai gali būti nenagrinėjami. Tačiau neapgalvotas matavimų, kurie smarkiai skiriasi nuo kitų rezultatų, atmetimas gali labai iškraipyti matavimo charakteristikas. Kartais, apdorojant matavimų rezultatus, neįmanoma atsižvelgti į visas aplinkybes, kuriomis jie buvo gauti. Šiuo atveju, vertinant stambias paklaidas, tenka pasitelkti įprastus statistinių hipotezių tikrinimo metodus.

Išbandyta hipotezė susideda iš teiginio, kad matavimo rezultatas X i neturi didelės paklaidos, bet yra viena iš atsitiktinio dydžio reikšmių. Paprastai patikrinkite didžiausias X m ah ir mažiausias X min matavimo rezultatų vertes. Hipotezėms tikrinti naudojami šie kriterijai.

1) Jei matavimų skaičius n ≤ 10, tada Chauviné kriterijus. Šiuo atveju bendroji paklaida (praleidimas) yra rezultatas X i, jei skirtumas viršija reikšmes S, nustatytas atsižvelgiant į matavimų skaičių:

čia σ x yra standartinis nuokrypis, gautas pagal (2.3) formulę.

2) Romanovskio kriterijus, naudojamas, kai matavimų skaičius yra 10< n < 20. При этом вычисляют отношение

o gauta β reikšmė lyginama su teoriniu β t pasirinktu reikšmingumo lygiu q (žr. 2.4 lentelę). Prisiminkite, kad reikšmingumo lygis – tai tikimybė atmesti teisingą hipotezę atliekant statistinės hipotezės testą. Paprastai, apdorojant matavimų rezultatus, jo reikšmė imama 0,05 ... 0,1 diapazone. Jei β viršija β t, tai rezultatas X i laikomas klaidomis.

2.4 lentelė

Vertybių lentelė β t = f(n)

3) 3S kriterijus – labiausiai paplitęs. Jis naudojamas, kai matavimų skaičius n ≥ 20…50. Šiuo atveju laikoma, kad rezultatas, gautas su tikimybe P = 0,003, yra mažai tikėtinas ir gali būti kvalifikuojamas kaip klaidingas, t. y. abejotinas rezultatas X i turėtų būti neįtrauktas į matavimus, jei

1 pavyzdys. Išmatavus skylę Ø20H13(+0,33), gauti šie rezultatai:

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

Reikia pasitikslinti, ar Ø20,42 mm dydis yra praleistas.

Kadangi n = 6, taikomas Chauviné kriterijus:

iš (2.1) lygties randame

pagal (2.3) lygtį randame S

Tai reiškia, kad nors rezultatas yra už nurodyto dydžio limito ribų, jis negali būti laikomas praleistu. Todėl prekė turėtų būti atmesta.

2 pavyzdys. Matuojant veleną Ø40h12(-0,25), gauti šie rezultatai: 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.

Kadangi rezultatas 39,72 mm yra už mažiausio dydžio ribos ir detalė gali būti atmesta, reikėtų išsiaiškinti, ar šis dydis nėra apsileidimas.

Kadangi matavimų skaičius viršija 20, galima naudoti S kriterijų Apdorojus matavimo rezultatus gauname:

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

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

Todėl matavimo rezultatas 39,72 mm negali būti laikomas netinkamu ir dalis turi būti atmesta.

Kolčkovas V.I. METROLOGIJA, STANDARTIZAVIMAS IR SERTIFIKAVIMAS. M.: Pamoka

3. Metrologija ir techniniai matavimai

3.2. Matavimų tipai ir metodai

Matavimas- fizikinio dydžio vertės nustatymo procesas empiriškai naudojant matavimo priemones.

Proceso rezultatas yra fizinio dydžio vertė Q = qU, kur q- fizinio dydžio skaitinė reikšmė priimtais vienetais; U- fizinio kiekio vienetas. Fizinio dydžio reikšmė K rastas matavimo metu vadinamas galioja.

Matavimo principas- fizinis reiškinys arba fizikinių reiškinių, kuriais grindžiami matavimai, rinkinys. Pavyzdžiui, kūno svorio matavimas sveriant naudojant masei proporcingą gravitaciją, temperatūros matavimas naudojant termoelektrinį efektą.

Matavimo metodas- matavimo principų ir priemonių naudojimo metodų rinkinys.

Matavimo prietaisai (SI) yra naudojami t Techninės priemonės, turinčios normalizuotas metrologines savybes.

Yra įvairių matavimų tipai. Matavimo tipų klasifikavimas atliekamas pagal išmatuotos vertės priklausomybės nuo laiko pobūdį, matavimo lygties tipą, matavimo rezultato tikslumą lemiančias sąlygas ir šių rezultatų išreiškimo būdus.

• Pagal išmatuotos vertės priklausomybės nuo matavimo laiko pobūdį jie išskiria statiniai ir dinaminiai matavimai.

Statinis yra matavimai, kurių metu išmatuota vertė laikui bėgant išlieka pastovi. Tokie matavimai yra, pavyzdžiui, gaminio matmenų, pastovaus slėgio, temperatūros ir kt.

dinamiškas - tai matavimai, kurių metu išmatuota vertė kinta laikui bėgant, pavyzdžiui, slėgio ir temperatūros matavimas, kai variklio cilindre suspaudžiamos dujos.

• Pagal rezultatų gavimo būdą, nustatomą pagal matavimo lygties tipą, jie išskiria tiesioginis, netiesioginis, suvestiniai ir jungtiniai matavimai.

Tiesioginis – Tai matavimai, kurių metu norima fizikinio dydžio reikšmė randama tiesiai iš eksperimentinių duomenų. Tiesioginius matavimus galima išreikšti formule K = X, kur K- norima išmatuoto kiekio vertė ir X- vertė, tiesiogiai gauta iš eksperimentinių duomenų. Tokių matavimų pavyzdžiai: ilgio matavimas liniuote arba matuokliu, skersmens matavimas suportu arba mikrometru, kampo matavimas goniometru, temperatūros matavimas termometru ir kt.

Netiesioginis - Tai yra matavimai, kurių metu kiekio vertė nustatoma remiantis žinomu ryšiu tarp norimo dydžio ir dydžių, kurių vertės randamos tiesioginiais matavimais. Taigi išmatuoto dydžio reikšmė apskaičiuojama pagal formulę Q = F(x1, x2 ... xN), kur K- norima išmatuoto kiekio vertė; F- žinoma funkcinė priklausomybė, x1, x2, … , xN- dydžių vertės, gautos atliekant tiesioginius matavimus. Netiesioginių matavimų pavyzdžiai: kūno tūrio nustatymas tiesioginiais geometrinių matmenų matavimais, laidininko elektrinės savitosios varžos nustatymas pagal varžą, ilgį ir skerspjūvio plotą, vidutinio sriegio skersmens matavimas trijų laidų metodu ir kt. . Netiesioginiai matavimai yra plačiai paplitę tais atvejais, kai norimos vertės negalima išmatuoti arba ją per sunku išmatuoti tiesioginiu matavimu. Pasitaiko atvejų, kai dydį galima išmatuoti tik netiesiogiai, pavyzdžiui, astronominės ar intraatominės tvarkos matmenis.

Kaupiamasis - tai yra matavimai, kurių metu išmatuotų dydžių reikšmės nustatomos pakartotinai išmatuojant vieną ar daugiau to paties pavadinimo dydžių įvairiais matavimų deriniais arba šiais dydžiais. Norimo dydžio reikšmė nustatoma sprendžiant lygčių sistemą, sudarytą iš kelių tiesioginių matavimų rezultatų. Suminių matavimų pavyzdys – atskirų rinkinio svorių masės nustatymas, t.y. atliekant kalibravimą pagal žinomą vieno iš jų masę ir pagal tiesioginių matavimų bei įvairių svorių derinių masių palyginimo rezultatus. Apsvarstykite kaupiamųjų matavimų pavyzdį, kai kalibruojamas svoris, kurį sudaro 1, 2, 2*, 5, 10 ir 20 kg masės. Daug svarmenų (išskyrus 2*) yra pavyzdiniai skirtingų dydžių svoriai. Žvaigždute žymimas svoris, kurio vertė skiriasi nuo tikslios 2 kg vertės. Kalibravimas – tai kiekvieno svarelio masės nustatymas naudojant vieną standartinį svarelį, pavyzdžiui, naudojant 1 kg svorį. Keičiant svarmenų kombinaciją, atliksime išmatavimus. Padarykime lygtis, kur atskirų svorių masę žymime skaičiais, pavyzdžiui, 1abr reiškia standartinio 1 kg svorio masę, tada: 1 = 1abr + a; 1 + 1 aps. = 2 + b; 2* = 2 + c; 1 + 2 + 2* = 5 + d ir tt Nurodomi papildomi svoriai, kuriuos reikia pridėti arba atimti iš svorio, nurodytos dešinėje lygties pusėje, norint subalansuoti svarstykles a, b, c, d. Išspręsdami šią lygčių sistemą, galite nustatyti kiekvieno svorio masės reikšmę.

Bendras - tai yra dviejų ar daugiau priešingų dydžių matavimai vienu metu, siekiant rasti funkcinį ryšį tarp jų. Jungčių matavimų pavyzdžiai yra strypo ilgio nustatymas priklausomai nuo jo temperatūros arba laidininko elektrinės varžos priklausomybė nuo slėgio ir temperatūros.

• Pagal sąlygas, lemiančias rezultato tikslumą, matavimai skirstomi į tris klases.

1. Didžiausio įmanomo tikslumo matavimai, pasiekiama esant dabartinei technikos pažangai. Ši klasė apima visus didelio tikslumo matavimus ir pirmiausia etaloninius matavimus, susijusius su maksimaliu galimu nustatytų fizikinių dydžių vienetų atkūrimo tikslumu. Tai taip pat apima fizinių konstantų, visų pirma universaliųjų, matavimus, pavyzdžiui, gravitacinio pagreičio absoliučios vertės matavimą.

2. Kontroliniai ir patikros matavimai, kurio paklaida su tam tikra tikimybe neturėtų viršyti tam tikros duotosios reikšmės. Į šią klasę įeina techninių reglamentų reikalavimų laikymosi valstybinės kontrolės (priežiūros) laboratorijų atliekami matavimai, taip pat matavimo įrangos ir gamyklinių matavimo laboratorijų būklė. Šie matavimai garantuoja rezultato paklaidą su tam tikra tikimybe, neviršijančia tam tikros iš anksto nustatytos vertės.

3. Techniniai išmatavimai , kuriame rezultato paklaidą lemia matavimo priemonių charakteristikos. Techninių matavimų pavyzdžiai – matavimai, atliekami gamybos proceso metu pramonės įmonėse, paslaugų sektoriuje ir kt.

• Priklausomai nuo matavimų rezultatų išreiškimo būdo, yra absoliutus ir santykinis matavimai.

Absoliutus reiškia matavimus, pagrįstus tiesioginiais vieno ar kelių pagrindinių dydžių matavimais arba fizikinių konstantų verčių naudojimu. Absoliučių matavimų pavyzdžiai: ilgio nustatymas metrais, elektros srovės stipris amperais, gravitacijos pagreitis metrais per sekundę kvadratu.

Giminaitis vadinami matavimais, kurių metu norima reikšmė lyginama su to paties pavadinimo reikšme, atliekant vieneto vaidmenį arba paimama kaip originalas. Santykinių matavimų pavyzdžiai yra: korpuso skersmens matavimas matavimo volelio apsisukimų skaičiumi, santykinės oro drėgmės matavimas, apibrėžiamas kaip vandens garų kiekio 1 kubiniame metre oro santykis su vandens garų kiekiu, tam tikroje temperatūroje prisotina 1 kubinį metrą oro.

• Priklausomai nuo norimų dydžių verčių nustatymo metodo, yra du pagrindiniai matavimo metodai tiesioginio įvertinimo metodas ir palyginimo su matu metodas.

Tiesioginio vertinimo metodas - matavimo metodas, kai dydžio reikšmė nustatoma tiesiogiai iš tiesioginio veikimo matavimo prietaiso skaitymo įrenginio. Tokių matavimų pavyzdžiai: ilgio matavimas liniuote, dalių matavimas mikrometru, goniometru, slėgio matavimas manometru ir kt.

Matų palyginimo metodas - matavimo metodas, kai išmatuota vertė lyginama su matavimo dydžiu. Pavyzdžiui, norint išmatuoti kalibro skersmenį, matuoklio bloku matuoklis nustatomas į nulį, o matavimo rezultatas gaunamas nurodant optometro rodyklę, kuri yra nukrypimas nuo nulio. Taigi išmatuota vertė lyginama su galinio bloko bloko dydžiu.Yra keletas palyginimo metodo variantų:

a) metodas opozicija, kai išmatuota vertė ir matu atkurta vertė vienu metu veikia palyginimo įtaisą, o tai leidžia nustatyti šių dydžių ryšį, pavyzdžiui, išmatuoti varžą tilto grandinėje, įtraukiant indikatoriaus įstrižainę. tiltas;

b) diferencialas metodas, kai matuojamas dydis lyginamas su žinomu dydžiu, atkuriamu pagal matą. Pvz., šiuo metodu nustatomas dalies kontroliuojamo skersmens nuokrypis ant optometro po to, kai matuoklio blokų blokas nustato jį į nulį;

in) nulinis metodas - taip pat savotiškas palyginimo metodas su matu, kai gaunamas dydžių poveikio palyginimo įtaisui poveikis yra nulinis. Šiuo metodu matuojama elektrinė varža pagal tilto grandinę su visišku jos balansavimu;

d) su metodu sutapimų skirtumas tarp išmatuotos vertės ir matu atkuriamos reikšmės nustatomas naudojant skalės ženklų arba periodinių signalų sutapimą. Pavyzdžiui, matuojant slankmačiu, naudojamas pagrindinės ir nonerio skalės žymių sutapimas.

• Priklausomai nuo to, kaip gaunama matavimo informacija, matavimai gali būti kontaktinis ir nekontaktinis.
• Priklausomai nuo tipo , taikomus matavimo prietaisus , išskirti instrumentinis, ekspertinis, euristinis ir organoleptinis matavimo metodai.

instrumentinis metodas remiantis specialių techninių priemonių, įskaitant automatines ir automatines, naudojimu.

ekspertinis metodas Vertinimas grindžiamas specialistų grupės vertinimais.

Euristiniai metodai įverčiai remiasi intuicija.

Organoleptiniai metodai įvertinimai pagrįsti žmogaus pojūčių naudojimu. Galima atlikti objekto būklės vertinimą elementas po elemento ir kompleksas matavimai. Elementas po elemento metodui būdingas kiekvieno gaminio parametro matavimas atskirai. Pavyzdžiui, ekscentriškumas, ovalumas, cilindrinio veleno pjovimas. Sudėtingas metodas būdingas bendros kokybės rodiklio matavimas, kuriam įtakos turi atskiri jo komponentai. Pavyzdžiui, matuojant cilindrinės dalies radialinį išbėgimą, kurį veikia ekscentriškumas, ovalumas ir pan.; profilio padėties valdymas išilgai ribinių kontūrų ir kt.

Teorija Seminaras Užduotys Informacija

Ryžiai. 3. Matavimų tipų klasifikacija

Tiesioginis matavimas- matavimas, kurio metu norima dydžio reikšmė randama tiesiai iš eksperimentinių duomenų. Tiesioginių matavimų pavyzdžiai yra ilgio nustatymas naudojant tiesinius matavimus arba temperatūros nustatymas termometru. Tiesioginiai matavimai sudaro sudėtingesnių netiesioginių matavimų pagrindą.

Netiesioginis matavimas – matavimas, kurio metu norima dydžio reikšmė randama remiantis žinomu ryšiu tarp šio dydžio ir dydžių, gautų tiesioginiais matavimais, pavyzdžiui, trigonometriniai kampų matavimo metodai, kai stačiojo trikampio smailusis kampas nustatomas pagal išmatuoti kojų ir hipotenuzės ilgiai arba išmatuoti vidutinį sriegio skersmenį trijų laidų metodu arba elektros grandinės galią pagal voltmetru išmatuotą įtampą ir srovės stiprumą ampermetru, naudojant žinomą ryšį. Kai kuriais atvejais netiesioginiai matavimai leidžia gauti tikslesnius rezultatus nei tiesioginiai matavimai. Pavyzdžiui, tiesioginių kampų matavimų goniometrais paklaidos yra eilės tvarka didesnės nei netiesioginių kampų matavimų naudojant sinusines liniuotes paklaidas.

Bendras vadinami dviejų ar daugiau priešingų dydžių vienu metu matavimais. Šių matavimų tikslas – rasti funkcinį ryšį tarp dydžių.

1 pavyzdys Kalibravimo charakteristikos kūrimas y = f(x) siųstuvas, kai vienu metu matuojamos verčių rinkiniai:

X 1 , X 2 , X 3 , …, Xi , …, X n

Y 1 , Y 2 , Y 3 , …, Y i , …, Y n

2 pavyzdys. Temperatūros pasipriešinimo koeficiento nustatymas vienu metu matuojant varžą R ir temperatūra t ir tada priklausomybės apibrėžimas a(t) = DR/Dt:

R1, R2, …, Ri, …, Rn

t 1 , t 2 , …, t i , …, t n

Kaupiami matavimai atliekami vienu metu matuojant kelis to paties pavadinimo dydžius, kuriems esant norima reikšmė randama sprendžiant lygčių sistemą, gautą išmatuojant tiesioginius įvairių šių dydžių derinių matavimus.

Pavyzdys: atskirų rinkinio svorių masės vertė nustatoma pagal žinomą vieno iš svorių masės vertę ir įvairių svorių derinių masių matavimų (palyginimų) rezultatus.

Yra svoriai su masėmis m1, m2, m3.

Pirmojo svorio masė nustatoma taip:

Antrojo svarelio masė nustatoma kaip pirmojo ir antrojo svorių masių skirtumas M 1.2 ir išmatuota pirmojo svorio masė:

Trečiojo svarelio masė nustatoma kaip pirmojo, antrojo ir trečiojo svorių masių skirtumas ( M 1,2,3) ir išmatuotos pirmojo bei antrojo svorių masės ():

Taip dažnai galima pagerinti matavimo rezultatų tikslumą.

Suminiai matavimai nuo jungtinių matavimų skiriasi tik tuo, kad atliekant kaupiamuosius matavimus vienu metu matuojami keli to paties pavadinimo dydžiai, o jungtiniais – priešingi.

Suminiai ir jungtiniai matavimai dažnai naudojami matuojant įvairius parametrus ir charakteristikas elektrotechnikos srityje.

Pagal išmatuotos vertės pokyčio pobūdį Yra statiniai, dinaminiai ir statistiniai matavimai.

Statinis– laiko nekintamo PV matavimai, pavyzdžiui, detalės ilgio matavimas esant normaliai temperatūrai.

dinamiškas– Laike kintančių PV matavimai, pvz., atstumo iki žemės lygio nuo besileidžiančio orlaivio matavimas arba įtampos kintamosios srovės tinkle matavimas.

Statistiniai matavimai susiję su atsitiktinių procesų charakteristikų, garso signalų, triukšmo lygių ir kt.

Pagal tikslumą yra didžiausio įmanomo tikslumo matavimai, kontrolė ir patikra bei techniniai.

Matavimai didžiausiu įmanomu tikslumu- tai etaloniniai matavimai, susiję su fizinio dydžio vienetų atkūrimo tikslumu, fizikinių konstantų matavimais. Šie matavimai nustatomi pagal naujausią techniką.

Kontrolė ir tikrinimas– matavimai, kurių paklaida neturi viršyti tam tikros nurodytos reikšmės. Tai – standartų įgyvendinimo ir laikymosi bei matavimo įrangos būklės valstybinės priežiūros laboratorijų atliekami matavimai, gamyklinių matavimo laboratorijų ir kiti matavimai, atliekami priemonėmis ir metodais, garantuojančiais paklaidą, neviršijančią iš anksto nustatytos vertės.

Techniniai išmatavimai– matavimai, kurių rezultato paklaida nustatoma pagal matavimo priemonių (MI) charakteristikas. Tai plačiausiai paplitęs matavimo būdas, atliekamas naudojant veikiančius matavimo prietaisus, kurių paklaida iš anksto žinoma ir laikoma pakankama šiai praktinei užduočiai atlikti.

Matavimai matavimo rezultatų išreiškimo būdu taip pat gali būti absoliutus ir santykinis.

Absoliutus matavimas– matavimas, pagrįstas tiesioginiais vieno ar kelių pagrindinių dydžių matavimais, taip pat fizikinių konstantų verčių naudojimu. Atliekant tiesinius ir kampinius absoliučiuosius matavimus, kaip taisyklė, randamas vienas fizinis dydis, pavyzdžiui, veleno skersmuo su apkaba. Kai kuriais atvejais išmatuoto dydžio vertės nustatomos tiesiogiai nuskaitant prietaiso skalę, kalibruotą matavimo vienetais.

Santykinis matavimas- kiekio ir to paties pavadinimo kiekio, kuris atlieka vieneto vaidmenį, santykio matavimas. At santykinis metodas matavimų, įvertinama išmatuotos vertės nuokrypio vertė, palyginti su nustatymo etalono ar mėginio dydžiu. Pavyzdys yra matavimas optometru arba minimetru.

Pagal matavimų skaičių atskirti vieną ir kelis matavimus.

Vienetiniai išmatavimai- tai vienas vieno dydžio matavimas, t.y. matavimų skaičius lygus išmatuotų verčių skaičiui. Praktinis šio tipo matavimo pritaikymas visada yra susijęs su didelėmis paklaidomis, todėl reikia atlikti bent tris pavienius matavimus ir galutinį rezultatą rasti kaip aritmetinį vidurkį.

Keli matavimai būdingas išmatuotų dydžių skaičiaus matavimų perteklius. Paprastai minimalus matavimų skaičius šiuo atveju yra daugiau nei trys. Kelių matavimų privalumas yra reikšmingas atsitiktinių veiksnių įtakos matavimo paklaidai sumažėjimas.

Pateikti matavimų tipai apima įvairius metodus, t.y. matavimo problemos sprendimo metodai su teoriniu pagrindimu pagal priimtą metodiką.

Matavimai išskiriami pagal informacijos gavimo būdą, pagal išmatuotos vertės pokyčių pobūdį matavimo proceso metu, pagal matavimo informacijos kiekį, pagrindinių vienetų atžvilgiu.

Pagal informacijos gavimo būdą matavimai skirstomi į tiesioginius, netiesioginius, kaupiamuosius ir jungtinius.

Tiesioginiai matavimai - tai tiesioginis fizikinio dydžio palyginimas su jo matu. Pavyzdžiui, nustatant objekto ilgį liniuote, norima reikšmė (kiekybinė ilgio reikšmės išraiška) lyginama su matu, t.y. valdovas.

Netiesioginiai matavimai skiriasi nuo tiesioginių tuo, kad norima dydžio reikšmė nustatoma iš tiesioginių tokių dydžių matavimų rezultatų, kurie siejami su norima specifine priklausomybe.Taigi, jei srovės stiprumą matuojate ampermetru, o įtampą – voltmetru, tada pagal žinomą visų trijų įvardintų dydžių funkcinį ryšį galite apskaičiuoti elektros grandinės galią.

Kaupiami matavimai yra susiję su lygčių sistemos, sudarytos iš kelių vienarūšių dydžių vienalaikių matavimų rezultatų, sprendimu. Lygčių sistemos sprendimas leidžia apskaičiuoti norimą reikšmę.

Sąnarių išmatavimai - tai dviejų ar daugiau nehomogeniškų fizikinių dydžių matavimai, siekiant nustatyti ryšį tarp jų.

Suminiai ir jungtiniai matavimai dažnai naudojami matuojant įvairius parametrus ir charakteristikas elektrotechnikos srityje.

Pagal išmatuotos vertės kitimo pobūdį matavimo proceso metu skiriami statistiniai, dinaminiai ir statiniai matavimai.

Statistiniai matavimai susiję su atsitiktinių procesų charakteristikų, garso signalų, triukšmo lygių ir kt.

Statiniai matavimai atsiranda, kai išmatuota vertė yra praktiškai pastovi.

Dinaminiai matavimai yra susiję su tokiais dydžiais, kurie matavimo metu patiria tam tikrus pokyčius.

Idealūs statiniai ir dinaminiai matavimai praktikoje yra reti.

Pagal matavimo informacijos kiekį išskiriami pavieniai ir daugkartiniai matavimai.

Vienetiniai išmatavimai- tai vienas vieno dydžio matavimas, t.y. matavimų skaičius lygus išmatuotų verčių skaičiui. Praktinis šio tipo matavimo pritaikymas visada yra susijęs su didelėmis paklaidomis, todėl reikia atlikti bent tris pavienius matavimus ir galutinį rezultatą rasti kaip aritmetinį vidurkį.

Keli matavimai būdingas išmatuotų dydžių skaičiaus matavimų perteklius. Paprastai minimalus matavimų skaičius šiuo atveju yra daugiau nei trys. Kelių matavimų privalumas yra reikšmingas atsitiktinių veiksnių įtakos matavimo paklaidai sumažėjimas.

Kalbant apie pagrindinius matavimo vienetus, jie skirstomi į absoliučius ir santykinius.

Absoliutūs išmatavimai vadinami tie, kuriuose naudojamas tiesioginis vieno (kartais kelių) pagrindinio dydžio ir fizikinės konstantos matavimas. Taigi, gerai žinomoje Einšteino formulėje E \u003d mc 2 svoris ( m) yra pagrindinis fizinis dydis, kurį galima išmatuoti tiesiogiai (sveriant), ir šviesos greitis ( c) yra fizinė konstanta.

Santykiniai išmatavimai yra pagrįstos išmatuoto kiekio ir vienarūšio kiekio, naudojamo kaip vienetas, santykio nustatymu. Žinoma, norima vertė priklauso nuo naudojamo matavimo vieneto.

Tokios sąvokos kaip „matavimų skalė“, „matavimo principas“, „matavimo metodas“ siejamos su matavimais.

Matavimo skalė yra sutvarkytas fizinio dydžio verčių rinkinys, kuris yra jo matavimo pagrindas. Paaiškinkime šią sąvoką naudodamiesi temperatūros skalių pavyzdžiu.

Celsijaus skalėje atskaitos tašku laikoma ledo lydymosi temperatūra, o pagrindiniu intervalu (atskaitos tašku) – vandens virimo temperatūra. Viena šimtoji šio intervalo dalis yra temperatūros vienetas (Celsijaus laipsniai). Farenheito temperatūros skalėje atskaitos tašku imama ledo ir amoniako (arba valgomosios druskos) mišinio lydymosi temperatūra, o atskaitos tašku – normali sveiko žmogaus kūno temperatūra. Temperatūros vienetas (Farenheito laipsnis) yra viena devyniasdešimt šeštoji pagrindinio intervalo. Šioje skalėje ledo lydymosi temperatūra yra +32 °F, o vandens virimo temperatūra +212 °F. Taigi, jei Celsijaus skalėje skirtumas tarp vandens virimo temperatūros ir ledo tirpimo yra 100 ° C, tai pagal Farenheitą jis yra 180 ° F. Šiame pavyzdyje matome priimtos skalės vaidmenį tiek kiekybinėje išmatuotos vertės reikšmėje, tiek matavimų vienodumo užtikrinimo aspektu. Tokiu atveju, norint palyginti matavimo rezultatus, reikia rasti vienetų dydžių santykį, t.y. t o F/t°C.

Metrologinėje praktikoje žinomi keli skalių tipai: pavadinimų skalė, eilės skalė, intervalų skalė, santykio skalė ir kt.

Vardų skalė - tai savotiška kokybinė, o ne kiekybinė skalė, joje nėra nulio ir matavimo vienetų. Pavyzdys yra gėlių atlasas (spalvų skalė). Matavimo procesą sudaro vaizdinis nudažyto objekto palyginimas su spalvų pavyzdžiais (atskaitos atlaso pavyzdžiais

spalvos). Kadangi kiekviena spalva turi daugybę pasirinkimų, tokį palyginimą gali atlikti patyręs ekspertas, turintis ne tik praktinės patirties, bet ir atitinkamas specialias vizualinių galimybių savybes.

užsakymo skalė apibūdina išmatuoto dydžio reikšmę taškais (žemės drebėjimų skalė, vėjo jėga, fizinių kūnų kietumas ir kt.).

Intervalų skalė(skirtumai) turi sąlygines nulines reikšmes, o intervalai nustatomi pagal susitarimą. Tokios skalės yra laiko skalė, ilgio skalė.

Santykių skalė turi natūralų nulį, o matavimo vienetas nustatomas susitarimu. Pavyzdžiui, masės svarstyklės (dažniausiai sakome „svoriai“), pradedant nuo nulio, gali būti sugraduotos įvairiais būdais, priklausomai nuo reikiamo svėrimo tikslumo. Palyginkite buitinį ir analitinį