Tipuri de metode de măsurare caracteristice. Principalele caracteristici și metode de măsurare. Repartizarea prin metoda de numărare

8. După natura mărimii măsurate:

mecanic

electrice si magnetice

termofizice

optic

fizice si chimice

acustic

radiatii

10. După gradul de suficiență al măsurătorilor:

necesar

redundant

1. Măsurători tehnice – măsurători efectuate cu ajutorul instrumentelor de măsură de lucru. Ele sunt utilizate în scopul controlului și managementului în procesul de producție la întreprinderi din diverse industrii, în sfera socială, în viața de zi cu zi. De exemplu, măsurătorile de temperatură în timpul procesului tehnologic, măsurarea densității unei soluții de formaldehidă în timpul controlului calității cu formol, timpul de alergare a unui sportiv de 100 de metri, masa a trei picioare de pe piață. Cu măsurători tehnice, nu este nevoie să se determine și să analizeze erorile rezultatelor obținute. Prin urmare, se acceptă eroarea atribuită instrumentului de măsurare sau procedurii de măsurare, ceea ce este suficient pentru a rezolva această problemă practică. Măsurătorile tehnice sunt cel mai răspândit tip de măsurători

Măsurătorile metrologice - măsurători efectuate folosind standarde și instrumente de măsură exemplare pentru a reproduce unități de mărimi fizice și a transfera dimensiunea acestora la instrumentele de măsură de lucru. Măsurători de referință- acestea sunt măsurători cu cea mai mare precizie posibilă, realizabile cu nivelul actual de dezvoltare a ingineriei și tehnologiei, de exemplu, măsurători ale constantelor fizice fundamentale - valoarea absolută a accelerației gravitației, masa izotopilor elementelor chimice. V măsurători de control eroarea trebuie determinată sau confirmată și nu trebuie să depășească valoarea specificată. Acestea includ măsurători efectuate de laboratoarele de supraveghere metrologică de stat. De exemplu,„GOST 8.024-75 GSI. Standard primar de stat și Schema de verificare integrală pentru instrumentele de măsurare a densității lichidului.

Măsurătorile de laborator sunt intermediare între tehnic și metrologic și pot fi efectuate cu precizie diferită în funcție de scopul studiului.

2. Metoda de măsurare a contactului, metoda de contact – elementul sensibil al aparatului este adus în contact cu obiectul de măsurat. Exemple: 1. Măsurarea diametrului unui arbore cu un șubler, o clemă de măsurare sau verificarea prin și prin calibre. 2. Măsurarea temperaturii corpului cu un termometru.

Metodă de măsurare fără contact, metodă fără contact - o metoda de masurare bazata pe faptul ca elementul sensibil al instrumentului de masurat nu este adus in contact cu obiectul masurarii. Exemple: 1. Măsurați distanța până la un obiect cu un radar 2. Măsurați temperatura într-un furnal cu un pirometru.

3. Măsurare statică – măsurarea unei mărimi fizice efectuată în conformitate cu o sarcină de măsurare specifică, ca neschimbată pe parcursul timpului de măsurare. Limitele abaterilor admisibile nu sunt semnificative în raport cu valoarea nominală a mărimii măsurate. Exemple: 1. Măsurarea conductibilității electrice a unui raster de electrolit la o temperatură constantă. 2. Măsurarea masei de sare la ambalarea în pungi.

Măsurare dinamică – măsurarea unei mărimi fizice care variază ca mărime. Note: 1. Termenul „dinamic” se referă la mărimea măsurată. 2. Strict vorbind, toate mărimile fizice sunt supuse uneia sau altei schimbări în timp. Acest lucru convinge de necesitatea folosirii unor instrumente de măsurare din ce în ce mai sensibile, care să permită detectarea modificărilor valorilor considerate anterior constante, astfel că împărțirea măsurătorilor în dinamice și statice este condiționată..

Exemple: măsurători ale variabilelor în amplitudinea semnalelor în inginerie electrică, inginerie radio, electronică. În chimia analitică, acesta este un semnal în cromatografie, spectrometrie, voltametrie. Rezultatul măsurării este reprezentat de o valoare care variază în timp, indicând momentele de timp cărora le corespund aceste valori.

4. Măsurători directe - masuratori in care se obtine direct valoarea dorita a cantitatii. De exemplu, lungimea se măsoară direct cu o riglă, temperatura cu un termometru, forța cu un dinamometru, curentul cu un ampermetru, tensiunea cu un voltmetru, rezistența electrică cu un ohmmetru, mase pe cântar. Ecuația de măsurare directă: X= q, UndekX- valoarea de divizare a instrumentului de măsurare.Măsurători indirecte . Determinarea valorii dorite a unei marimi fizice pe baza rezultatelor masuratorilor directe ale altor marimi fizice corelate functional cu valoarea dorita. De exemplu, volumul unui paralelipiped se află prin înmulțirea a trei mărimi liniare (lungime, lățime și înălțime); rezistență electrică - prin împărțirea scăderii tensiunii măsurate de voltmetru la puterea curentului electric măsurat de ampermetru, concentrația de plumb în conserve de pește folosind metoda spectrometriei de absorbție atomică, voltametria stripping - conform graficului de calibrare din coordonate măsurate valoarea proprietatii - concentrare. Ecuația de măsurare indirectă: X= f(y 1 , y 2 ,…,y n ) , unde la i –i valori-Xvalorile găsitemăsurători directe.

Măsurătorile cumulate - masuratori simultane a mai multor marimi similare (omogene), in care valoarea dorita se gaseste prin rezolvarea unui sistem de ecuatii obtinute prin masurarea acestor marimi in diverse combinatii. De exemplu, la determinarea concentrației a două componente din spectrul de absorbție, este compus un sistem de ecuații: 1 ( 1 )CU 1 +  2 ( 1 )CU 2 = A 1

 1 ( 2 )CU 1 +  2 ( 2 )CU 2 = A 2

unde A este valoarea măsurată a densității optice a soluției la lungimi de undă 1 și 2

 1 și 2 - coeficienții molari de absorbție a luminii, valori tabelare.

Măsurători articulare - măsurători simultane (directe și indirecte) a două sau mai multe mărimi diferite (eterogene) pentru a găsi o relație funcțională între ele. De exemplu, rezistențaR t conductor la o temperatură fixăteste determinat de formulaR t = R 0 (1 +  t), UndeR 0 și - respectiv rezistenta la o temperatura cunoscutat 0 (de obicei 20 o C) și coeficientul de temperatură (aceste mărimi sunt constante și măsurate printr-o metodă indirectă); t = t - t 0 - diferenta de temperatura;teste valoarea de referință a temperaturii măsurată prin metoda directă.

5. Metoda de măsurare – o metodă sau un set de metode de comparare a mărimii fizice măsurate cu unitatea sa în conformitate cu principiul de măsurare realizat. Metoda de măsurare este de obicei determinată de proiectarea instrumentelor de măsurare.

Metoda de evaluare directă - o metodă de măsurare în care valoarea unei mărimi este determinată direct de instrumentul de măsurare indicator. Exemplu: presiunea cu un manometru, timpul cu un cronometru, greutatea pe o scară cu cadran, temperatura cu un termometru cu mercur etc.

Metoda de comparare a măsurătorilor - o metodă de măsurare în care mărimea măsurată este comparată cu mărimea reproductibilă prin măsură. Exemplu: - măsurarea masei pe o cântar cu greutăți (măsuri), măsurarea conținutului unui element dintr-o probă prin comparație cu o probă standard de compoziție,

Metoda de măsurare zero - metoda de comparare cu o masura in care efectul net al masurandului si al masurii asupra comparatorului este redus la zero. Exemplu: măsurarea rezistenței electrice, inductanțelor și capacităților folosind o punte complet echilibrată, cântărind pe o balanță cu braț egal

Metoda de măsurare a deplasării – metodă de comparare cu o măsură, în care măsurandul este înlocuit cu o măsură cu o valoare cunoscută a mărimii.

Metoda de măsurare suplimentară - o metodă de comparare cu o măsură, în care valoarea mărimii măsurate este completată cu o măsură a aceleiași mărimi în așa fel încât comparatorul să fie afectat de suma lor egală cu o valoare prestabilită.

Metoda de măsurare diferențială - o metodă de comparare cu o măsură, în care mărimea măsurată este comparată cu o mărime omogenă care are o valoare cunoscută. Puțin diferit de valoarea mărimii măsurate. și la care se măsoară diferența dintre cele două mărimi.

6. Măsurare absolută - o măsurătoare bazată pe măsurători directe ale uneia sau mai multor mărimi de bază și (sau) utilizarea constantelor fizice, adică în unități absolute. Notă - Conceptul de „măsurare absolută” este utilizat spre deosebire de conceptul de „măsurare relativă” și este considerat ca o măsură a unei mărimi în unitățile sale.

Măsurare relativă - măsurarea raportului dintre o mărime la o cantitate cu același nume, care joacă rolul unei unități, sau o măsură a unei mărimi în raport cu o cantitate cu același nume, luată ca fiind inițială, adică în unități relative. Exemple: măsurarea valorii de transmisie în spectrometrie în infraroșu, umiditatea relativă a aerului - este raportul dintre cantitatea de vapori de apă în 1 m 3 aer la cantitatea de vapori de apă care saturează 1 m 3 aer la o anumită temperatură. Măsurătorile relative, celelalte lucruri fiind egale, pot fi efectuate cu mai multă acuratețe decât cele absolute, deoarece eroarea în măsura cantității nu este inclusă în eroarea totală.

7. Măsurători echivalente - o serie de măsurători ale unei mărimi, efectuate prin instrumente de măsurare de aceeași precizie în aceleași condiții cu aceeași precizie. Notă: înainte de a procesa o serie de măsurători, trebuie să vă asigurați că toate măsurătorile acestei serii sunt la fel de precise.. Procedura de procesare a măsurătorilor egale și inegale este diferită, este mai simplă în primul caz.

Măsurătorile inegale - o serie de măsurători a unei anumite mărimi, efectuate cu instrumente de măsurare cu precizie diferită și (sau) în condiții diferite. Notă - O serie de măsurători inegale este procesată ținând cont de greutatea măsurătorilor individuale incluse în serie.

8. Măsurare unică – măsurare efectuată o singură dată. Notă – În multe cazuri, în practică sunt efectuate doar măsurători unice. De exemplu, măsurarea unui anumit punct de timp de către ceas este de obicei efectuată o dată. Aplicarea practică a acestui tip de măsurare este întotdeauna asociată cu erori mari. Pentru a elimina o eroare grosolană - o greșeală, trebuie efectuate două sau trei măsurători individuale, iar rezultatul final ar trebui găsit ca medie aritmetică a două sau trei măsurători.

Măsurare multiplă - măsurarea unei mărimi fizice de aceeași mărime, al cărei rezultat se obține din mai multe măsurători succesive, adică constând dintr-un număr de măsurători unice, cel mai adesea mai mult de patru. Avantajul măsurătorilor multiple este o reducere semnificativă a influenței factorilor aleatori asupra erorii de măsurare.

În prezent, există multe tipuri de măsurători, care se disting prin natura fizică a mărimii măsurate și factori care determină diferite condiții și moduri de măsurare. Principalele tipuri de măsurători ale mărimilor fizice, inclusiv cele liniar-unghiulare (GOST 16263–70), sunt Drept, indirect, cumulativ, comun, absolutși relativ.

Cel mai utilizat pe scară largă măsurători directe , constând în faptul că valoarea dorită a mărimii măsurate se află din date experimentale cu ajutorul instrumentelor de măsură. Dimensiunea liniară poate fi setată direct pe cântarul riglei, bandă de măsurare, șubler, micrometru, forța de acțiune - cu un dinamometru, temperatura - cu un termometru etc.

Ecuația de măsurare directă are forma:

unde Q este valoarea dorită a valorii măsurate; X este valoarea mărimii măsurate obţinută direct din citirile instrumentelor de măsură.

Indirect- astfel de măsurători în care valoarea dorită este determinată de relația cunoscută dintre această valoare și alte mărimi obținute prin măsurători directe.

Ecuația de măsurare indirectă are forma:

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

unde Q este valoarea dorită a mărimii măsurate indirect; х 1 , х 2 , х 3 , ... sunt valorile mărimilor măsurate prin tipul direct de măsurători.

Măsurătorile indirecte sunt utilizate în cazurile în care valoarea dorită este imposibil sau foarte dificil de măsurat direct, de exemplu. măsurare directă sau atunci când măsurarea directă oferă un rezultat mai puțin precis.

Exemple de măsurători de tip indirect sunt stabilirea volumului unui paralelipiped prin înmulțirea a trei mărimi liniare (lungime, înălțime și lățime) determinate folosind tipul direct de măsurare, calculul puterii motorului, determinarea rezistivității electrice a unui conductor prin rezistență, lungime și aria secțiunii transversale etc.

Un exemplu de măsurare indirectă este, de asemenea, măsurarea diametrului mediu al unui fir de fixare extern folosind metoda „trei fire”. Această metodă se bazează pe determinarea cea mai precisă a diametrului mediu al filetului d 2 ca diametru al unui cilindru condiționat, a cărui generatoare împarte profilul filetului în părți egale P / 2 (Fig. 2.1):

unde D meas este distanța, inclusiv diametrele firelor, obținute prin măsurători directe;

d 2 - diametrul firului, care asigură contactul cu profilul filetului în punctele situate pe generatoarea d 2;

α este unghiul profilului filetului;

P - pasul filetului.

Măsurătorile cumulate realizat prin masurarea simultana a mai multor marimi cu acelasi nume, in care valoarea dorita se gaseste prin rezolvarea unui sistem de ecuatii obtinute prin masuratori directe ale diverselor combinatii ale acestor marimi. Un exemplu de măsurători cumulate este calibrarea greutăților unui set cu masa cunoscută a uneia dintre ele și prin rezultatele comparațiilor directe ale maselor diferitelor combinații de greutăți.

De exemplu, este necesar să calibrați o masă arsă de 1; 2; 5; 10 și 20 kg. O greutate exemplară este de 1 kg, marcată 1 turație.

Să luăm măsurători, schimbând combinația de greutăți de fiecare dată:

1 = 1 06 + A; 1 + l aproximativ = 2 + b; 2 = 2 + Cu; 1+2 + 2 = 5 + d etc.

Scrisori A, b, Cu, d– valori necunoscute ale greutăților care trebuie adăugate sau scăzute din masa kettlebell-ului. Rezolvând un sistem de ecuații, puteți determina valoarea fiecărei greutăți.

Măsurători articulare- măsurători simultane a două sau mai multe mărimi diferite pentru a găsi relația dintre ele, de exemplu, măsurători ale volumului unui corp efectuate cu măsurători de temperaturi diferite, determinând o modificare a volumului acestui corp.

Principalele tipuri de măsurători, pe baza naturii rezultatelor măsurătorilor pentru diferite mărimi fizice, includ măsurători absolute și relative.

Măsurători absolute se bazează pe măsurători directe ale uneia sau mai multor mărimi fizice. Un exemplu de măsurare absolută este măsurarea diametrului sau a lungimii unei margele cu un șubler sau un micrometru sau măsurarea temperaturii cu un termometru.

Măsurătorile absolute sunt însoțite de o evaluare a întregului măsurand.

Măsurători relative se bazează pe măsurarea raportului valorii măsurate, care joacă rolul unei unități, sau măsurarea valorii în raport cu valoarea cu același nume, luată ca fiind cea inițială. Ca mostre, sunt adesea folosite măsuri exemplificative sub formă de blocuri de capăt plan-paralele de lungime.

Un exemplu de măsurători relative pot fi măsurători ale calibrelor dopurilor și capselor pe optimetere orizontale și verticale cu reglarea instrumentelor de măsură conform unor măsuri exemplificative. Când se folosesc măsuri exemplificative sau piese exemplificative, măsurătorile relative pot îmbunătăți acuratețea rezultatelor măsurătorilor în comparație cu măsurătorile absolute.

Pe lângă tipurile de măsurători considerate, în funcție de caracteristica principală - metoda de obținere a rezultatului măsurării, tipurile de măsurători sunt, de asemenea, clasificate în funcție de acuratețea rezultatelor măsurării - în echivalentși inegal, în funcție de numărul de măsurători multipluși singur, în raport cu modificarea în timp a valorii măsurate - de staticși dinamic, prin prezența contactului suprafeței de măsurare a instrumentului de măsurare cu suprafața produsului - pe a lua legaturași fără contact si etc.

În funcție de scopul metrologic, măsurătorile sunt împărțite în tehnic- măsurători de producție, control si calibrareși metrologic- măsurători cu cea mai mare acuratețe posibilă folosind standarde pentru a reproduce unități de mărimi fizice pentru a transfera dimensiunea acestora la instrumentele de măsură de lucru.

Metode de măsurare

În conformitate cu RMG 29–99, principalele metode de măsurare includ metoda de evaluare directă și metode de comparare: diferențială, zero, substituție și coincidență.

metoda directa- o metodă de măsurare în care valoarea unei mărimi este determinată direct din dispozitivul de citire al unui dispozitiv de măsurare cu acțiune directă, de exemplu, măsurarea unui arbore cu un micrometru și a forței cu un dinamometru mecanic.

Metode de comparare a măsurilor- metode prin care valoarea măsurată este comparată cu valoarea reprodusă de măsură:

metoda diferentiala caracterizat prin măsurarea diferenței dintre valoarea măsurată și valoarea cunoscută, măsura reproductibilă. Un exemplu de metodă diferențială este măsurarea cu un voltmetru a diferenței dintre două tensiuni, dintre care una este cunoscută cu mare precizie, iar cealaltă este valoarea dorită;

metoda nulă- la care diferenţa dintre valoarea măsurată şi măsură se reduce la zero. În același timp, metoda zero are avantajul că măsura poate fi de multe ori mai mică decât valoarea măsurată, de exemplu, cântărirea pe o cântar, când greutatea cântărită este pe un braț și un set de greutăți de referință este activat. celălalt;

metoda de substitutie- o metoda de comparare cu o masura, in care valoarea masurata este inlocuita cu o valoare cunoscuta, reproductibila de masura. Metoda de substituție este utilizată la cântărire cu plasarea alternativă a masei și greutăților măsurate pe aceeași cântar;

metoda potrivirii- o metodă de comparare cu o măsură, în care diferența dintre valoarea măsurată și valoarea reprodusă de măsură se măsoară folosindu-se coincidența semnelor de scară sau a semnalelor periodice. Un exemplu de utilizare a acestei metode este măsurarea lungimii cu un șubler vernier.

În funcție de tipul de instrumente de măsură folosite, există metode de măsurare instrumentale, experte, euristice și organoleptice.

metoda instrumentala bazat pe utilizarea mijloacelor tehnice speciale, inclusiv automate și automate.

metoda experta Evaluarea se bazează pe utilizarea judecăților unui grup de specialiști.

Metode euristice estimările se bazează pe intuiție.

Metode organoleptice estimările se bazează pe utilizarea simțurilor umane. Evaluarea stării obiectului poate fi efectuată prin măsurători element cu element și complexe. Metoda element cu element se caracterizează prin măsurarea fiecărui parametru de produs separat. De exemplu, excentricitatea, ovalitatea, tăierea unui arbore cilindric. Metoda complexă se caracterizează prin măsurarea indicelui de calitate totală, care este influențat de componentele sale individuale. De exemplu, măsurarea curbei radiale a unei piese cilindrice, care este afectată de excentricitate, ovalitate etc.; controlul poziției profilului de-a lungul contururilor limită etc.

Erori de măsurare

Dispoziții generale. Procesul de măsurare este însoțit inevitabil de erori care sunt cauzate de imperfecțiunea instrumentelor de măsurare, instabilitatea condițiilor de măsurare, imperfecțiunea metodei în sine și a tehnicii de măsurare, experiența insuficientă și imperfecțiunea organelor de simț ale persoanei care efectuează. măsurătorile, precum și alți factori.

Eroare de măsurare abaterea rezultatului măsurării de la valoarea adevărată a mărimii măsurate se numește:

ΔХ izi \u003d X i - X și,

unde X j este valoarea i-a a rezultatului măsurării;

X și - valoarea adevărată a valorii măsurate.

Deoarece valoarea adevărată a mărimii măsurate rămâne întotdeauna necunoscută, valoarea medie aritmetică este luată pentru aceasta cu măsurători repetate:

, (2.1)

unde n este numărul de măsurători efectuate.

Eroarea de măsurare (ΔХ izi), exprimată în unități ale mărimii măsurate, se numește absolută. Nu este întotdeauna informativ. De exemplu, o eroare absolută de 0,01 mm poate fi destul de mare atunci când se măsoară valori în zecimi de milimetru și mică atunci când se măsoară valori mai mari de câțiva metri.

O valoare mai informativă este eroarea relativă, care este înțeleasă ca raportul dintre eroarea absolută de măsurare și valoarea sa adevărată (sau așteptarea matematică),%:

.

Este eroarea relativă care este utilizată pentru a caracteriza acuratețea măsurării.

Prin natura ( modele de manifestare) erorile de măsurare sunt împărțite în erori sistematice, aleatorii și grosiere.

Erori sistematice. Erorile sistematice includ erori care, atunci când măsurătorile repetate rămân constante sau se modifică conform unor legi. Erorile sistematice în măsurarea prin aceeași metodă și aceleași instrumente de măsurare au întotdeauna valori constante. Motivele apariției lor includ:

– erori de metodă sau erori teoretice;

– erori instrumentale;

– erori cauzate de influența mediului și a condițiilor de măsurare.

Erori de metoda apar din cauza erorilor sau dezvoltării insuficiente a metodei de măsurare. Aceasta include și extrapolarea ilegală a unei proprietăți obținute ca urmare a unei singure măsurători la întregul obiect măsurat. De exemplu, atunci când se decide cu privire la adecvarea unui arbore printr-o singură măsurătoare, se poate face o greșeală, deoarece erorile de formă precum abaterile de la cilindricitate, rotunjime, profil de secțiune longitudinală etc. nu sunt luate în considerare. Prin urmare, pentru a exclude astfel de erori sistematice în procedura de măsurare, se recomandă să se efectueze măsurători în mai multe locuri de piese și direcții reciproc perpendiculare.

Erorile de metodă includ, de asemenea, influența instrumentului asupra proprietăților obiectului (de exemplu, o forță de măsurare semnificativă care modifică forma unei părți cu pereți subțiri) sau erori asociate cu rotunjirea excesiv de grosieră a rezultatului măsurării.

Erori instrumentale asociate cu erori la instrumentele de măsurare cauzate de erori de fabricație sau de uzură a componentelor instrumentului de măsurare.

la erorile cauzate influența mediului și a condițiilor de măsurare, se referă la temperatură (de exemplu, măsurători ale unei piese care încă nu s-a răcit), vibrații, nerigiditatea suprafeței pe care este instalat instrumentul de măsură etc.

Una dintre metodele de detectare a unei erori sistematice poate fi înlocuirea unui instrument de măsurare cu unul similar dacă se presupune că acesta este o sursă a unei erori sistematice. În mod similar, poate fi detectată o eroare sistematică cauzată de condiții externe: de exemplu, înlocuirea suprafeței pe care este instalată instrumentul de măsurare cu una mai rigidă.

Apariția unei erori sistematice poate fi detectată statistic prin reprezentarea grafică a rezultatelor măsurătorilor pe hârtie la intervale specificate cu limite specificate (de exemplu, dimensiuni limită). O mișcare stabilă a rezultatului măsurării către una dintre granițe va însemna apariția unei erori sistematice și necesitatea intervenției în procesul tehnologic.

Pentru a elimina erorile sistematice în condițiile de producție, instrumentele de măsură sunt calibrate, acele cauze care sunt cauzate de influențele mediului sunt eliminate, iar măsurătorile în sine sunt efectuate în strictă conformitate cu metodologia recomandată, luând măsuri pentru îmbunătățirea acesteia, dacă este necesar.

Erorile sistematice constante nu afectează valorile abaterilor aleatoare ale măsurătorilor de la media aritmetică, deci sunt dificil de detectat prin metode statistice. Analiza unor astfel de erori este posibilă numai pe baza cunoștințelor a priori despre erorile obținute, în special, în timpul verificării instrumentelor de măsură. De exemplu, la verificarea instrumentelor pentru măsurarea mărimilor liniare, valoarea măsurată este de obicei reprodusă printr-o măsură exemplificativă (măsură finală a lungimii), a cărei valoare reală este cunoscută. Erorile sistematice duc la denaturarea rezultatelor măsurătorilor și, prin urmare, trebuie identificate și luate în considerare la evaluarea rezultatelor măsurătorilor. Eroarea complet sistematică este aproape imposibil de eliminat; întotdeauna în procesul de măsurare rămâne o anumită cantitate mică, numită eroare sistematică neexclusă. Această valoare este luată în considerare prin ajustări.

Diferența dintre media aritmetică a rezultatelor măsurării și valoarea măsurării cu o acuratețe determinată de eroarea din timpul certificării acesteia se numește amendament . Se înscrie în certificatul instrumentului de măsurare certificat și se consideră eroarea sistematică dorită.

Erori aleatorii. Erorile aleatorii sunt erori care preiau măsurători repetate de diferite valori, independente ca semn și mărime, nesupuse vreunei regularități. Pot exista multe motive pentru erori aleatorii; de exemplu, fluctuații ale alocației de prelucrare, proprietățile mecanice ale materialelor, incluziuni străine, precizia instalării pieselor pe mașină, precizia instrumentului de măsurare a piesei de prelucrat, modificări ale forței de măsurare a fixării piesei pe mașină, forțe de tăiere, etc.

De regulă, influența individuală a fiecăreia dintre aceste cauze asupra rezultatelor măsurătorilor este mică și nu poate fi evaluată, mai ales că, ca orice eveniment aleatoriu, poate să apară sau nu în fiecare caz concret.

Erorile aleatorii sunt supuse unui număr de condiții:

– erorile mici aleatorii sunt mai frecvente decât cele mari;

- negativ și pozitiv față de valoarea medie de măsurare, egale în eroare, apar la fel de des;

– fiecare metodă de măsurare are propria sa limită, dincolo de care practic nu apar erori (altfel această eroare va fi grosieră).

Identificarea erorilor aleatorii este necesară în special pentru măsurători precise, de exemplu, de laborator. Pentru a face acest lucru, sunt utilizate mai multe măsurători ale aceleiași mărimi, iar rezultatele lor sunt procesate prin metode de teorie a probabilităților și statistici matematice. Acest lucru vă permite să rafinați rezultatele măsurătorilor.

Influența erorilor aleatoare este exprimată în împrăștierea rezultatelor obținute în raport cu așteptarea matematică, prin urmare, prezența erorilor aleatoare este bine cuantificată prin abaterea standard (RMS).

Pentru a estima dispersia rezultatelor măsurătorilor mărimii fizice X i în raport cu media , determinată de (2.1), RMS este determinat de formula

pentru n ≥ 20 (2,2)

pentru n ≤ 20, (2.3)

unde n este numărul de măsurători.

Deoarece valoarea medie a unei serii de măsurători este o aproximare aleatorie a valorii adevărate a mărimii măsurate, atunci pentru a evalua posibilele abateri ale valorii medii, se utilizează RMS experimental - S:

. (2.4)

Valoarea lui S este utilizată la estimarea erorilor rezultatului final.

Erorile de măsurare aleatorii, fără a modifica acuratețea rezultatului măsurării, afectează totuși fiabilitatea acestuia.

În acest caz, dispersia mediei aritmetice a unei serii de măsurători are întotdeauna o eroare mai mică decât eroarea fiecărei măsurători specifice. Din formulele (2.2) și (2.3) rezultă că, dacă este necesar să se mărească precizia rezultatului (cu eroarea sistematică exclusă) cu un factor de 2, atunci numărul de măsurători trebuie crescut cu un factor de 4.

Erori grave (ratări). Erorile grosolane sunt erori care nu sunt caracteristice procesului sau rezultatului tehnologic, ducând la distorsiuni evidente ale rezultatelor măsurătorilor. Cel mai adesea, acestea sunt permise de personalul necalificat din cauza manipulării necorespunzătoare a instrumentului de măsurare, citirii incorecte a citirilor, erorilor de înregistrare sau din cauza unei cauze străine bruște în timpul implementării proceselor tehnologice pentru prelucrarea pieselor. Ele sunt imediat vizibile printre rezultatele obținute, deoarece valorile obținute diferă de restul valorilor setului de măsurători.

Dacă în timpul procesului de măsurare este posibil să se găsească cauzele care provoacă diferențe semnificative și, după eliminarea acestor cauze, măsurătorile repetate nu confirmă astfel de diferențe, atunci astfel de măsurători pot fi excluse din considerare. Dar respingerea necugetă a măsurătorilor care sunt puternic diferite de alte rezultate poate duce la o distorsiune semnificativă a caracteristicilor de măsurare. Uneori, la procesarea rezultatelor măsurătorilor, nu este posibil să se țină cont de toate circumstanțele în care acestea au fost obținute. În acest caz, la estimarea erorilor brute, trebuie să se recurgă la metodele uzuale de testare a ipotezelor statistice.

Ipoteza testată constă în afirmația că rezultatul măsurării X i nu conține o eroare brută, ci este una dintre valorile unei variabile aleatoare. De obicei, verificați cele mai mari valori X m ah și cele mai mici X min ale rezultatelor măsurătorii. Următoarele criterii sunt utilizate pentru a testa ipotezele.

1) Dacă numărul de măsurători este n ≤ 10, atunci criteriul Chauviné. În acest caz, o eroare brută (miss) este rezultatul X i dacă diferența depășește valorile S, determinate în funcție de numărul de măsurători:

unde σ x este abaterea standard obținută prin formula (2.3).

2) criteriul Romanovsky, folosit când numărul de măsurători este 10< n < 20. При этом вычисляют отношение

iar valoarea obţinută a lui β se compară cu β t teoretic la nivelul de semnificaţie ales q (vezi Tabelul 2.4). Reamintim că nivelul de semnificație este probabilitatea de a respinge ipoteza corectă într-un test de ipoteză statistică. De obicei, la procesarea rezultatelor măsurătorilor, valoarea acesteia este luată în intervalul 0,05 ... 0,1. Dacă β depășește β t, atunci rezultatul X i este considerat o gafă.

Tabelul 2.4

Tabel de valori β t = f(n)

3) Criteriul 3S - cel mai comun. Se utilizează când numărul de măsurători n ≥ 20…50. În acest caz, se consideră că rezultatul obținut cu o probabilitate de P = 0,003 este puțin probabil și poate fi calificat drept greșeală, adică rezultatul îndoielnic X i ar trebui exclus din măsurători dacă

Exemplul 1. La măsurarea găurii Ø20H13(+0,33), s-au obținut următoarele rezultate:

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

Este necesar să verificați dacă dimensiunea Ø20,42 mm este greșită.

Deoarece n = 6, se aplică criteriul lui Chauviné:

din ecuația (2.1) găsim

prin ecuația (2.3) găsim S

Aceasta înseamnă că, deși rezultatul este în afara limitei de dimensiune specificată, nu poate fi considerat o ratare. Prin urmare, articolul ar trebui respins.

Exemplul 2. La măsurarea arborelui Ø40h12(-0,25) s-au obţinut următoarele rezultate: 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.

Deoarece rezultatul de 39,72 mm este în afara limitei de dimensiune minimă și piesa poate fi respinsă, ar trebui să se stabilească dacă această dimensiune nu este o neglijență.

Deoarece numărul de măsurători depășește 20, puteți utiliza criteriul S. După procesarea rezultatelor măsurătorilor, obținem:

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

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

Prin urmare, rezultatul măsurării de 39,72 mm nu poate fi considerat o ratare și piesa trebuie respinsă.

Kolchkov V.I. METROLOGIE, STANDARDIZARE ȘI CERTIFICARE. M.: Tutorial

3. Metrologie și măsurători tehnice

3.2. Tipuri și metode de măsurători

Măsurare- procesul de aflare empiric a valorii unei marimi fizice folosind instrumente de masura.

Rezultatul procesului este valoarea mărimii fizice Q = qU, Unde q- valoarea numerică a unei mărimi fizice în unităţi acceptate; U- unitatea de măsură a mărimii fizice. Valoarea unei marimi fizice Q găsit în timpul măsurării se numește valabil.

Principiul de măsurare- un fenomen fizic sau un set de fenomene fizice care stau la baza măsurătorilor. De exemplu, măsurarea greutății corporale prin cântărire folosind gravitația proporțională cu masa, măsurarea temperaturii folosind efectul termoelectric.

Metodă de măsurare- un set de metode de utilizare a principiilor și mijloacelor de măsurare.

Instrumente de măsurare (SI) sunt folosite t Mijloace tehnice cu proprietăți metrologice normalizate.

Sunt diverse tipuri de măsurători. Clasificarea tipurilor de măsurare se realizează pe baza naturii dependenței valorii măsurate în timp, a tipului de ecuație de măsurare, a condițiilor care determină acuratețea rezultatului măsurării și a metodelor de exprimare a acestor rezultate.

• În funcție de natura dependenței valorii măsurate de timpul de măsurare, se disting măsurători statice și dinamice.

Static sunt măsurători în care valoarea măsurată rămâne constantă în timp. Astfel de măsurători sunt, de exemplu, măsurători ale dimensiunilor produsului, presiune constantă, temperatură etc.

dinamic - Acestea sunt măsurători în timpul cărora valoarea măsurată se modifică în timp, de exemplu, măsurarea presiunii și a temperaturii atunci când gazul este comprimat într-un cilindru al motorului.

• După metoda de obținere a rezultatelor, determinată de tipul de ecuație de măsurare, se disting direct indirect, măsurători agregate și comune.

Direct - Sunt măsurători în care valoarea dorită a unei mărimi fizice se găsește direct din datele experimentale. Măsurătorile directe pot fi exprimate prin formulă Q = X, Unde Q- valoarea dorită a mărimii măsurate, și X- valoarea obţinută direct din datele experimentale. Exemple de astfel de măsurători sunt: ​​măsurarea lungimii cu o riglă sau o bandă de măsurare, măsurarea diametrului cu un șubler sau un micrometru, măsurarea unghiului cu un goniometru, măsurarea temperaturii cu un termometru etc.

Indirect - Sunt măsurători în care valoarea unei mărimi se determină pe baza unei relații cunoscute între mărimea dorită și mărimile ale căror valori se constată prin măsurători directe. Astfel, valoarea mărimii măsurate se calculează prin formula Q = F(x1, x2 ... xN), Unde Q- valoarea dorită a mărimii măsurate; F- dependență funcțională cunoscută, x1, x2, … , xN- valorile cantităților obținute prin măsurători directe. Exemple de măsurători indirecte: determinarea volumului unui corp prin măsurători directe ale dimensiunilor sale geometrice, aflarea rezistivității electrice a unui conductor prin rezistența, lungimea și aria secțiunii sale transversale, măsurarea diametrului mediu al filetului prin metoda cu trei fire etc. . Măsurătorile indirecte sunt larg răspândite în cazurile în care valoarea dorită nu poate fi măsurată sau este prea dificil de măsurat prin măsurare directă. Există cazuri în care mărimea poate fi măsurată doar indirect, de exemplu, dimensiunile ordinului astronomic sau intraatomic.

Cumulativ - acestea sunt măsurători în care valorile mărimilor măsurate sunt determinate de rezultatele măsurătorilor repetate ale uneia sau mai multor mărimi cu același nume cu diferite combinații de măsuri sau aceste mărimi. Valoarea mărimii dorite se determină prin rezolvarea unui sistem de ecuații compilat din rezultatele mai multor măsurători directe. Un exemplu de măsurători cumulative este determinarea masei greutăților individuale ale unei mulțimi, i.e. efectuarea calibrării după masa cunoscută a uneia dintre ele și după rezultatele măsurătorilor directe și compararea maselor diverselor combinații de greutăți. Luați în considerare un exemplu de măsurători cumulate, care constă în calibrarea unei greutăți, constând din greutăți cu masa de 1, 2, 2*, 5, 10 și 20 kg. Un număr de greutăți (cu excepția a 2*) reprezintă greutăți exemplare de diferite dimensiuni. Un asterisc marchează o greutate care are o altă valoare decât valoarea exactă de 2 kg. Calibrarea constă în determinarea masei fiecărei greutăți folosind o greutate standard, de exemplu, folosind o greutate de 1 kg. Schimbând combinația de greutăți, vom lua măsurători. Să facem ecuații, în care notăm masa greutăților individuale prin numere, de exemplu, 1abr înseamnă masa unei greutăți standard de 1 kg, apoi: 1 = 1abr + A; 1 + 1rev = 2 + b; 2* = 2 + c; 1 + 2 + 2* = 5 + d etc. Sunt indicate greutăți suplimentare care trebuie adăugate sau scăzute din masa greutății indicate în partea dreaptă a ecuației pentru a echilibra cântarul. a, b, c, d. Rezolvând acest sistem de ecuații, puteți determina valoarea masei fiecărei greutăți.

Comun - sunt măsurători efectuate simultan a două sau mai multe mărimi opuse pentru a găsi o relație funcțională între ele. Exemple de măsurători de îmbinare sunt determinarea lungimii unei tije în funcție de temperatura acesteia sau dependența rezistenței electrice a unui conductor de presiune și temperatură.

• În funcție de condițiile care determină acuratețea rezultatului, măsurătorile sunt împărțite în trei clase.

1. Măsurători cu cea mai mare precizie posibilă, realizabil cu stadiul actual al tehnicii. Această clasă include toate măsurătorile de înaltă precizie și, în primul rând, măsurătorile de referință legate de acuratețea maximă posibilă de reproducere a unităților de mărime fizice stabilite. Aceasta include și măsurători ale constantelor fizice, în primul rând universale, cum ar fi măsurarea valorii absolute a accelerației gravitaționale.

2. Măsurători de control și verificare, a cărui eroare cu o anumită probabilitate nu trebuie să depășească o anumită valoare dată. Această clasă include măsurătorile efectuate de laboratoarele de control (supraveghere) de stat asupra respectării cerințelor reglementărilor tehnice, precum și a stării echipamentelor de măsurare și a laboratoarelor de măsurare din fabrică. Aceste măsurători garantează eroarea rezultatului cu o anumită probabilitate, nedepășind o anumită valoare prestabilită.

3. Măsurători tehnice , în care eroarea rezultatului este determinată de caracteristicile instrumentelor de măsură. Exemple de măsurători tehnice sunt măsurătorile efectuate în timpul procesului de producție în întreprinderile industriale, în sectorul serviciilor etc.

• În funcție de modul de exprimare a rezultatelor măsurătorilor, există absolută şi relativă măsurători.

Absolut se referă la măsurători care se bazează pe măsurători directe ale uneia sau mai multor mărimi de bază sau pe utilizarea valorilor constantelor fizice. Exemple de măsurători absolute sunt: ​​determinarea lungimii în metri, a intensității curentului electric în amperi, accelerația gravitației în metri pe secundă pătrat.

Relativ numite măsurători în care valoarea dorită este comparată cu valoarea cu același nume, jucând rolul unei unități sau luată ca originală. Exemple de măsurători relative sunt: ​​măsurarea diametrului carcasei cu numărul de rotații ale rolei de măsurare, măsurarea umidității relative a aerului, definită ca raportul dintre cantitatea de vapori de apă dintr-un metru cub de aer și cantitatea de vapori de apă care saturează 1 metru cub de aer la o anumită temperatură.

• În funcție de metoda de determinare a valorilor cantităților dorite, se disting două metode principale de măsurare metoda de estimare directa si metoda de comparare cu masura.

Metoda de evaluare directă - o metodă de măsurare în care valoarea unei mărimi este determinată direct din dispozitivul de citire al unui dispozitiv de măsurare cu acțiune directă. Exemple de astfel de măsurători sunt: ​​măsurarea lungimii cu o riglă, măsurarea pieselor cu un micrometru, goniometrul, presiunea cu un manometru etc.

Metoda de comparare a măsurătorilor - o metoda de masurare in care valoarea masurata este comparata cu valoarea reprodusa de masura. De exemplu, pentru a măsura diametrul calibrului, optimeterul este setat la zero de blocul de blocuri de măsurare, iar rezultatul măsurării este obținut din indicația indicatorului optimeter, care este o abatere de la zero. Astfel, valoarea măsurată este comparată cu dimensiunea blocului de capăt. Există mai multe varietăți ale metodei de comparație:

o metodă opoziţie, la care valoarea măsurată și valoarea reprodusă de măsură acționează simultan asupra dispozitivului de comparație, ceea ce vă permite să stabiliți relația dintre aceste mărimi, de exemplu, măsurarea rezistenței într-un circuit de punte cu includerea unei diagonale a dispozitivului indicator pod;

b) diferenţial o metodă în care un măsurand este comparat cu o cantitate cunoscută reproductibilă prin măsură. Această metodă, de exemplu, determină abaterea diametrului controlat al piesei pe optometru după ce acesta este setat la zero de către blocul de calibre de capăt;

v) nul metodă - de asemenea un fel de metodă de comparație cu o măsură, în care efectul rezultat al impactului cantităților asupra dispozitivului de comparare este adus la zero. Această metodă măsoară rezistența electrică în funcție de circuitul punții cu echilibrarea sa completă;

d) cu metoda coincidente diferenţa dintre valoarea măsurată şi valoarea reprodusă de măsură se determină folosindu-se de coincidenţa semnelor de scară sau a semnalelor periodice. De exemplu, când se măsoară cu un șubler, se folosește coincidența semnelor scalei principale și vernierului.

• În funcție de modul în care sunt obținute informațiile de măsurare, măsurătorile pot fi contact și non-contact.
• În funcție de tip , instrumente de măsură aplicate , distinge instrumental, expert, euristic și organoleptic metode de măsurare.

metoda instrumentala bazat pe utilizarea mijloacelor tehnice speciale, inclusiv automate și automate.

metoda experta Evaluarea se bazează pe utilizarea judecăților unui grup de specialiști.

Metode euristice estimările se bazează pe intuiție.

Metode organoleptice estimările se bazează pe utilizarea simțurilor umane. Evaluarea stării obiectului poate fi efectuată element cu element și complex măsurători. Element cu Element metoda se caracterizează prin măsurarea fiecărui parametru al produsului separat. De exemplu, excentricitatea, ovalitatea, tăierea unui arbore cilindric. Metoda complexa caracterizat prin măsurarea indicatorului de calitate totală, care este influențat de componentele sale individuale. De exemplu, măsurarea curbei radiale a unei piese cilindrice, care este afectată de excentricitate, ovalitate etc.; controlul poziției profilului de-a lungul contururilor limită etc.

Teorie Atelier Sarcini informație

Orez. 3. Clasificarea tipurilor de măsurători

Măsurare directă- măsurare, în care valoarea dorită a mărimii se află direct din datele experimentale. Exemple de măsurători directe sunt măsurarea lungimii cu măsuri liniare sau a temperaturii cu un termometru. Măsurătorile directe formează baza unor măsurători indirecte mai complexe.

Măsurare indirectă - măsurătoare în care valoarea dorită a unei mărimi se găsește pe baza unei relații cunoscute între această mărime și mărimile obținute prin măsurători directe, de exemplu, metode trigonometrice pentru măsurarea unghiurilor, în care unghiul ascuțit al unui triunghi dreptunghic este determinat din lungimi măsurate ale picioarelor și ipotenuzei, sau măsurarea diametrului mediu al firului folosind metoda cu trei fire sau, puterea circuitului electric în funcție de tensiunea măsurată de voltmetru și puterea curentului de către ampermetru, folosind o relație cunoscută. În unele cazuri, măsurătorile indirecte fac posibilă obținerea unor rezultate mai precise decât măsurătorile directe. De exemplu, erorile măsurătorilor directe ale unghiurilor cu goniometrele sunt cu un ordin de mărime mai mari decât erorile măsurătorilor indirecte ale unghiurilor folosind rigle sinusoidale.

comun numite simultan măsurători a două sau mai multe mărimi opuse. Scopul acestor măsurători este de a găsi o relație funcțională între mărimi.

Exemplul 1 Construirea unei caracteristici de calibrare y = f(x) transmițător atunci când seturile de valori sunt măsurate simultan:

X 1 , X 2 , X 3 , …, Xi , …,X n

Y 1 , Y 2 , Y 3 , …, Y i , …, Y n

Exemplul 2. Determinarea coeficientului de temperatură de rezistență prin măsurarea simultană a rezistenței R si temperatura tși apoi definirea dependenței a(t) = DR/Dt:

R1, R2, …, Ri, …, Rn

t 1 , t 2 , …, t i , …, t n

Măsurătorile cumulate se efectuează prin măsurarea simultană a mai multor mărimi cu același nume, la care valoarea dorită se găsește prin rezolvarea unui sistem de ecuații obținute ca urmare a măsurătorilor directe a diferitelor combinații ale acestor mărimi.

Exemplu: valoarea masei greutăților individuale a setului este determinată de valoarea cunoscută a masei uneia dintre greutăți și de rezultatele măsurătorilor (comparațiilor) maselor diferitelor combinații de greutăți.

Există greutăți cu mase m1, m2, m3.

Masa primei greutăți se determină după cum urmează:

Masa celei de-a doua greutăți este determinată ca diferență dintre masele primei și celei de-a doua greutăți M 1.2și masa măsurată a primei greutăți:

Masa celei de-a treia greutăți se determină ca diferență între masele primei, a doua și a treia greutăți ( M 1,2,3) și masele măsurate ale primei și celei de-a doua greutăți ():

Acesta este adesea modalitatea de a îmbunătăți acuratețea rezultatelor măsurătorilor.

Măsurătorile agregate diferă de măsurătorile comune doar prin aceea că mai multe cantități cu același nume sunt măsurate simultan cu măsurătorile cumulate, iar cele opuse cu măsurătorile comune.

Măsurătorile cumulate și comune sunt adesea folosite în măsurarea diferiților parametri și caracteristici în domeniul ingineriei electrice.

După natura modificării valorii măsurate Există măsurători statice, dinamice și statistice.

Static– măsurători ale PV invariant în timp, de exemplu, măsurarea lungimii unei piese la temperatura normală.

dinamic– măsurători ale PV care variază în timp, cum ar fi măsurarea distanței până la nivelul solului de la o aeronavă în coborâre sau a tensiunii din rețeaua de curent alternativ.

Măsurători statistice asociat cu determinarea caracteristicilor proceselor aleatorii, semnalelor sonore, nivelurilor de zgomot etc.

Prin acuratețe există măsurători cu cea mai mare acuratețe posibilă, control și verificare și tehnică.

Măsurătorile cu cea mai mare precizie posibilă- sunt măsurători de referință legate de acuratețea reproducerii unităților unei mărimi fizice, măsurători ale constantelor fizice. Aceste măsurători sunt determinate de stadiul tehnicii.

Control si verificare– măsurători, a căror eroare nu trebuie să depășească o anumită valoare specificată. Acestea includ măsurători efectuate de laboratoarele de supraveghere de stat asupra implementării și respectării standardelor și a stării echipamentelor de măsurare, măsurători efectuate de laboratoarele de măsurare din fabrică și altele efectuate cu mijloace și metode care garantează o eroare care nu depășește o valoare prestabilită.

Măsurători tehnice– măsurători în care eroarea rezultatului este determinată de caracteristicile instrumentelor de măsură (MI). Acesta este cel mai răspândit tip de măsurare, efectuată folosind instrumente de măsurare de lucru, a căror eroare este cunoscută în prealabil și este considerată suficientă pentru a îndeplini această sarcină practică.

Măsurătorile prin exprimarea rezultatelor măsurătorilor poate fi și absolută și relativă.

Măsurare absolută– măsurarea bazată pe măsurători directe ale uneia sau mai multor mărimi de bază, precum și pe utilizarea valorilor constantelor fizice. Cu măsurători absolute liniare și unghiulare, de regulă, se găsește o mărime fizică, de exemplu, diametrul unui arbore cu un șubler. În unele cazuri, valorile mărimii măsurate sunt determinate prin citire directă pe scara instrumentului, calibrată în unități de măsură.

Măsurare relativă- masurarea raportului dintre o cantitate si o cantitate cu acelasi nume, care joaca rolul unei unitati. La metoda relativă măsurători, se face o evaluare a valorii abaterii valorii măsurate în raport cu dimensiunea etalonului sau eșantionului de setare. Un exemplu este o măsurătoare pe un optimeter sau un minimetru.

După numărul de măsurători distinge între măsurători simple și multiple.

Măsurătorile unice- aceasta este o măsurătoare a unei mărimi, adică numărul de măsurători este egal cu numărul de valori măsurate. Aplicarea practică a acestui tip de măsurare este întotdeauna asociată cu erori mari, prin urmare, trebuie efectuate cel puțin trei măsurători individuale, iar rezultatul final ar trebui găsit ca medie aritmetică.

Măsurători multiple caracterizat printr-un exces al numărului de măsurători a numărului de mărimi măsurate. De obicei, numărul minim de măsurători în acest caz este mai mult de trei. Avantajul măsurătorilor multiple este o reducere semnificativă a influenței factorilor aleatori asupra erorii de măsurare.

Tipurile date de măsurători includ diferite metode, de ex. metode de rezolvare a problemei de măsurare cu justificare teoretică conform metodologiei acceptate.

Măsurătorile se disting prin metoda de obținere a informațiilor, prin natura modificărilor valorii măsurate în timpul procesului de măsurare, prin cantitatea de informații de măsurare, în raport cu unitățile principale.

Conform metodei de obținere a informațiilor, măsurătorile se împart în directe, indirecte, cumulative și comune.

măsurători directe - este o comparație directă a unei mărimi fizice cu măsura ei. De exemplu, la determinarea lungimii unui obiect cu o riglă, valoarea dorită (expresia cantitativă a valorii lungimii) este comparată cu măsura, adică. rigla.

Măsurători indirecte diferă de cele directe prin faptul că valoarea dorită a cantității este stabilită din rezultatele măsurătorilor directe ale unor astfel de mărimi care sunt asociate cu dependența specifică dorită.Deci, dacă măsurați puterea curentului cu un ampermetru și tensiunea cu un voltmetru, apoi, prin relația funcțională cunoscută a tuturor celor trei mărimi numite, puteți calcula puterea circuitului electric.

Măsurătorile cumulate sunt asociate cu rezolvarea unui sistem de ecuații compilat din rezultatele măsurătorilor simultane a mai multor mărimi omogene. Rezolvarea sistemului de ecuații face posibilă calcularea valorii dorite.

Măsurători articulare - acestea sunt măsurători a două sau mai multe mărimi fizice neomogene pentru a determina relația dintre ele.

Măsurătorile cumulate și comune sunt adesea folosite în măsurarea diferiților parametri și caracteristici în domeniul ingineriei electrice.

În funcție de natura modificării valorii măsurate în timpul procesului de măsurare, există măsurători statistice, dinamice și statice.

Măsurători statistice asociat cu determinarea caracteristicilor proceselor aleatorii, semnalelor sonore, nivelurilor de zgomot etc.

Măsurători statice apar atunci când valoarea măsurată este practic constantă.

Măsurătorile dinamice sunt asociate cu astfel de mărimi care suferă anumite modificări în timpul procesului de măsurare.

Măsurătorile statice și dinamice ideale sunt rare în practică.

În funcție de cantitatea de informații de măsurare, se disting măsurătorile simple și multiple.

Măsurătorile unice- aceasta este o măsurătoare a unei mărimi, adică numărul de măsurători este egal cu numărul de valori măsurate. Aplicarea practică a acestui tip de măsurare este întotdeauna asociată cu erori mari, prin urmare, trebuie efectuate cel puțin trei măsurători individuale, iar rezultatul final ar trebui găsit ca medie aritmetică.

Măsurători multiple caracterizat printr-un exces al numărului de măsurători a numărului de mărimi măsurate. De obicei, numărul minim de măsurători în acest caz este mai mult de trei. Avantajul măsurătorilor multiple este o reducere semnificativă a influenței factorilor aleatori asupra erorii de măsurare.

În raport cu unitățile de măsură de bază, acestea sunt împărțite în absolute și relative.

Măsurători absolute se numesc acelea în care se utilizează măsurarea directă a uneia (uneori a mai multor) mărimi de bază și a unei constante fizice. Deci, în binecunoscuta formulă a lui Einstein E \u003d mc 2 greutate ( m) este mărimea fizică de bază care poate fi măsurată direct (prin cântărire) și viteza luminii ( c) este o constantă fizică.

Măsurători relative se bazează pe stabilirea raportului dintre mărimea măsurată și cantitatea omogenă utilizată ca unitate. Desigur, valoarea dorită depinde de unitatea de măsură utilizată.

Concepte precum „scala de măsurători”, „principiul măsurătorilor”, „metoda de măsurare” sunt asociate cu măsurători.

Scala de măsurare este un set ordonat de valori ale unei mărimi fizice, care servește drept bază pentru măsurarea acesteia. Să explicăm acest concept folosind exemplul scalelor de temperatură.

Pe scara Celsius, temperatura de topire a gheții este luată ca punct de referință, iar punctul de fierbere al apei este luat ca interval principal (punct de referință). O sutime din acest interval este unitatea de temperatură (grad Celsius). În scala de temperatură Fahrenheit, temperatura de topire a unui amestec de gheață și amoniac (sau sare comună) este luată ca punct de referință, iar temperatura normală a corpului unei persoane sănătoase este luată ca punct de referință. Unitatea de măsură a temperaturii (grad Fahrenheit) este o nouăzeci și șase din intervalul principal. Pe această scară, punctul de topire al gheții este de +32°F și punctul de fierbere al apei este de +212°F. Astfel, dacă pe scara Celsius diferența dintre punctul de fierbere al apei și topirea gheții este de 100°C, atunci în Fahrenheit este de 180°F. În acest exemplu, vedem rolul scalei adoptate atât în ​​valoarea cantitativă a valorii măsurate, cât și în aspectul asigurării uniformității măsurătorilor. În acest caz, este necesar să se găsească raportul dintre dimensiunile unităților pentru a compara rezultatele măsurătorii, de exemplu. la o F/t°C.

În practica metrologică se cunosc mai multe tipuri de scale: scara numelor, scara ordinii, scara intervalelor, scara rapoartelor etc.

scară de nume - este un fel de scară calitativă, nu cantitativă, nu conține zero și unități de măsură. Un exemplu este atlasul florilor (scala de culori). Procesul de măsurare constă într-o comparație vizuală a obiectului pictat cu mostre de culoare (probe de referință ale atlasului

culori). Deoarece fiecare culoare are multe opțiuni, o astfel de comparație este în puterea unui expert experimentat, care are nu numai experiență practică, ci și caracteristicile speciale corespunzătoare ale capacităților vizuale.

scara de ordine caracterizează valoarea mărimii măsurate în puncte (scara cutremurelor, forța vântului, duritatea corpurilor fizice etc.).

Scala de intervale(diferențele) are valori zero condiționate, iar intervalele sunt stabilite de comun acord. Astfel de scale sunt scala de timp, scala de lungime.

Scala de relații are o valoare naturală zero, iar unitatea de măsură se stabilește prin acord. De exemplu, un cântar de masă (de obicei spunem „greutăți”), începând de la zero, poate fi gradat în diferite moduri în funcție de precizia de cântărire necesară. Comparați uz casnic și analitic