Značilnosti vrst merilnih metod. Glavne značilnosti in merilne metode. Porazdelitev po metodi štetja

8. Glede na naravo merjene količine:

mehansko

električni in magnetni

termofizična

optični

fizikalno in kemično

akustični

sevanje

10. Glede na stopnjo zadostnosti meritev:

potrebno

odveč

1. Tehnične meritve – meritve, ki se izvajajo s pomočjo delujočih merilnih instrumentov. Uporabljajo se za nadzor in upravljanje v proizvodnem procesu v podjetjih različnih panog, na socialnem področju, v vsakdanjem življenju. Na primer meritve temperature med tehnološkim postopkom, merjenje gostote raztopine formaldehida pri kontroli kakovosti formalina, čas, ko športnik preteče 100 metrov, masa treh nog na trgu. Pri tehničnih meritvah ni treba ugotavljati in analizirati napak v dobljenih rezultatih. Zato se sprejme napaka, pripisana merilnemu instrumentu ali merilnemu postopku, kar zadostuje za rešitev tega praktičnega problema. Tehnične meritve so najbolj razširjena vrsta meritev

Meroslovne meritve - meritve, ki se izvajajo z uporabo etalonov in zglednih merilnih instrumentov za reprodukcijo enot fizikalnih veličin in prenos njihove velikosti na delujoče merilne instrumente. Referenčne meritve- to so meritve najvišje možne natančnosti, ki jih je mogoče doseči s sedanjo stopnjo razvoja tehnike in tehnologije, na primer meritve temeljnih fizikalnih konstant - absolutne vrednosti gravitacijskega pospeška, mase izotopov kemičnih elementov. V kontrolne meritve napako je treba ugotoviti ali potrditi in ne sme preseči navedene vrednosti. Sem spadajo meritve, ki jih izvajajo laboratoriji državnega meroslovnega nadzora. na primer,"GOST 8.024-75 GSI. Državni primarni standard in shema vseslovenske verifikacije za merilne instrumente za gostoto tekočine.

Laboratorijske meritve so vmesni med tehničnimi in meroslovnimi in se lahko izvajajo z različno natančnostjo, odvisno od namena študije.

2. Kontaktna merilna metoda, kontaktna metoda – občutljivi element naprave pride v stik z merilnim predmetom. Primeri: 1. Merjenje premera gredi s čeljustjo, merilno objemko ali preverjanje skozi in skozi merilnike. 2. Merjenje telesne temperature s termometrom.

Brezkontaktna metoda merjenja, brezkontaktna metoda - merilna metoda, ki temelji na dejstvu, da občutljivi element merilnega instrumenta ni v stiku z merilnim predmetom. Primeri: 1. Z radarjem izmerite razdaljo do predmeta 2. s pirometrom izmerite temperaturo v plavžu.

3. Statično merjenje – merjenje fizikalne količine, vzete v skladu s specifično merilno nalogo, kot nespremenjeno v času merjenja. Meje dovoljenih odstopanj glede na nazivno vrednost merjene količine niso pomembne. Primeri: 1. Merjenje električne prevodnosti elektrolitskega rastra pri konstantni temperaturi. 2. Merjenje mase soli pri pakiranju v vreče.

Dinamično merjenje – merjenje fizikalne količine, ki se razlikuje po velikosti. Opombe: 1. Izraz "dinamična" se nanaša na količino, ki se meri. 2. Strogo gledano, so vse fizikalne količine podvržene takšni ali drugačni spremembi v času. To prepričuje o potrebi po uporabi vse bolj občutljivih merilnih instrumentov, ki omogočajo zaznavanje sprememb vrednosti, ki so bile prej stalne, zato je delitev meritev na dinamične in statične pogojna..

Primeri: meritve spremenljivk v amplitudi signalov v elektrotehniki, radiotehniki, elektroniki. V analitični kemiji je to signal v kromatografiji, spektrometriji, voltametriji. Rezultat meritve je predstavljen s časovno spremenljivo vrednostjo, ki označuje časovne točke, ki jim te vrednosti ustrezajo.

4. Neposredne meritve - meritve, pri katerih se neposredno pridobi želena vrednost količine. Dolžina se na primer meri neposredno z ravnilom, temperatura s termometrom, sila z dinamometrom, tok z ampermetrom, napetost z voltmetrom, električni upor z ohmmetrom, mase na tehtnici. Neposredna merilna enačba: X= q, kjekX- vrednost delitve merilnega instrumenta.Posredne meritve . Določanje želene vrednosti fizikalne količine na podlagi rezultatov neposrednih meritev drugih fizikalnih veličin, ki so funkcionalno povezane z iskano vrednostjo. Na primer, prostornino paralelepipeda najdemo tako, da pomnožimo tri linearne količine (dolžina, širina in višina); električni upor - z deljenjem padca napetosti, izmerjene z voltmetrom, z jakostjo električnega toka, izmerjenega z ampermetrom, koncentracijo svinca v ribjih konzervah po metodi atomsko absorpcijske spektrometrije, striping voltametrijo - glede na kalibracijski graf v izmerjene koordinate vrednost lastnine - koncentracija. Enačba za posredno merjenje: X= f(y 1 , y 2 ,…,y n ) , kjer je jaz –i vrednosti-Xnajdene vrednostineposredne meritve.

Kumulativne meritve - sočasne meritve več podobnih (homogenih) veličin, pri katerih z reševanjem sistema enačb, ki jih dobimo z merjenjem teh veličin v različnih kombinacijah, najdemo želeno vrednost. Na primer, pri določanju koncentracije dveh komponent iz absorpcijskega spektra se sestavi sistem enačb: 1 ( 1 ) Z 1 +  2 ( 1 ) Z 2 = A 1

 1 ( 2 ) Z 1 +  2 ( 2 ) Z 2 = A 2

kjer je A izmerjena vrednost optične gostote raztopine pri valovnih dolžinah 1 in 2

 1 in 2 - molarni koeficienti absorpcije svetlobe, tabelarne vrednosti.

Skupne meritve - sočasne (neposredne in posredne) meritve dveh ali več različnih (heterogenih) veličin, da bi našli funkcionalno razmerje med njima. Na primer, odpornostR t prevodnik pri fiksni temperaturitje določena s formuloR t = R 0 (1 +  t), kjeR 0 in - oziroma odpornost pri znani temperaturit 0 (običajno 20 o C) in temperaturni koeficient (te količine so konstantne in merjene s posredno metodo); t = t - t 0 - temperaturna razlika;tje nastavljena temperatura, izmerjena z neposredno metodo.

5. Merilna metoda – tehnika ali sklop tehnik za primerjavo merjene fizikalne količine z njeno enoto v skladu z realiziranim merilnim principom. Merilna metoda je običajno določena z zasnovo merilnih instrumentov.

Neposredna metoda ocenjevanja - metodo merjenja, pri kateri vrednost količine določi neposredno kazalni merilni instrument. Primer: tlak z manometrom, čas s štoparico, teža na številčnici, temperatura z živosrebrnim termometrom itd.

Metoda primerjave meritev - metodo merjenja, pri kateri se merjena količina primerja s količino, ki jo merimo ponovljivo. Primer: - merjenje mase na tehtnici z utežmi (merami), merjenje vsebnosti elementa v vzorcu s primerjavo s standardnim vzorcem sestave,

Merilna metoda nič - metoda primerjave z mero, pri kateri se neto učinek merjene veličine in mere na primerjalnik zmanjša na nič. Primer: merjenje električne upornosti, induktivnosti in kapacitivnosti z uporabo popolnoma uravnoteženega mostu, tehtanje na tehtnici z enakimi rokami

Metoda merjenja premikov – metoda primerjave z mero, pri kateri se merjena veličina nadomesti z mero z znano vrednostjo količine.

Metoda merjenja dodatkov - metoda primerjave z mero, pri kateri se vrednost merjene količine dopolni z mero enake količine tako, da na primerjalnik vpliva njihova vsota, ki je enaka vnaprej določeni vrednosti.

Diferencialna merilna metoda - metoda primerjave z mero, pri kateri se merjena količina primerja s homogeno količino, ki ima znano vrednost. Nekoliko drugačen od vrednosti izmerjene količine. in pri katerem se meri razlika med obema količinama.

6. Absolutna meritev - meritev, ki temelji na neposrednih meritvah ene ali več osnovnih veličin in (ali) uporabe fizikalnih konstant, to je v absolutnih enotah. Opomba – Koncept "absolutne meritve" se uporablja v nasprotju s konceptom "relativne meritve" in se obravnava kot merjenje količine v njenih enotah.

Relativno merjenje - merjenje razmerja med količino in istoimeno količino, ki igra vlogo enote, ali merjenje količine glede na istoimeno količino, vzeto kot začetno, tj. relativne enote. Primeri: merjenje vrednosti prenosa v infrardeči spektrometriji, relativna vlažnost zraka - je razmerje med količino vodne pare v 1 m 3 zraka na količino vodne pare, ki nasiči 1 m 3 zrak pri določeni temperaturi. Relativne meritve je ob enakih pogojih mogoče izvesti natančneje kot absolutne, saj napaka v meri količine ni vključena v skupno napako.

7. Enakovredne meritve - niz meritev količine, opravljenih z merilnimi instrumenti enake natančnosti v enakih pogojih z enako natančnostjo. Opomba: pred obdelavo serije meritev se morate prepričati, da so vse meritve te serije enako točne.. Postopek obdelave enakih in neenakih meritev je drugačen, v prvem primeru je enostavnejši.

Neenake meritve - niz meritev določene količine, opravljenih z merilnimi instrumenti različne natančnosti in (ali) pod različnimi pogoji. Opomba - Serija neenakih meritev je obdelana ob upoštevanju teže posameznih meritev, vključenih v serijo.

8. Posamezna meritev – meritev izvedena enkrat. Opomba – V mnogih primerih se v praksi izvajajo le posamezne meritve. Na primer, merjenje določene točke v času z uro se običajno izvede enkrat. Praktična uporaba te vrste meritev je vedno povezana z velikimi napakami. Za odpravo velike napake – zgrešenega, je treba izvesti dve ali tri posamezne meritve in končni rezultat najti kot aritmetično sredino dveh ali treh meritev.

Večkratno merjenje - meritev fizikalne količine enake velikosti, katere rezultat dobimo iz več zaporednih meritev, torej iz več posameznih meritev, največkrat več kot štirih. Prednost večkratnih meritev je znatno zmanjšanje vpliva naključnih faktorjev na merilno napako.

Trenutno obstaja veliko vrst meritev, ki se razlikujejo po fizični naravi merjene količine in dejavnikih, ki določajo različne pogoje in načine merjenja. Glavne vrste meritev fizikalnih veličin, vključno z linearno-kotnimi (GOST 16263–70), so naravnost, posredno, kumulativno, sklep, absolutno in relativno.

Najbolj razširjena neposredne meritve , ki sestoji iz dejstva, da želeno vrednost izmerjene količine najdemo iz eksperimentalnih podatkov z uporabo merilnih instrumentov. Linearno velikost je mogoče nastaviti neposredno na lestvici ravnila, merilnega traku, čeljusti, mikrometra, delujočo silo - z dinamometrom, temperaturo - s termometrom itd.

Neposredna merilna enačba ima obliko:

kjer je Q želena vrednost izmerjene vrednosti; X je vrednost izmerjene količine, pridobljena neposredno iz odčitkov merilnih instrumentov.

Posredno- takšne meritve, pri katerih je želena vrednost določena z znanim razmerjem med to vrednostjo in drugimi količinami, pridobljenimi z neposrednimi meritvami.

Enačba posredne meritve ima obliko:

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

kjer je Q želena vrednost posredno izmerjene količine; х 1 , х 2 , х 3 , ... so vrednosti veličin, merjenih z direktnim tipom meritev.

Posredne meritve se uporabljajo v primerih, ko je želeno vrednost nemogoče ali zelo težko neposredno izmeriti, t.j. neposredno merjenje, ali kadar neposredna meritev daje manj natančen rezultat.

Primeri posredne vrste meritev so določitev prostornine paralelepipeda z množenjem treh linearnih veličin (dolžine, višine in širine), določenih z uporabo neposredne vrste meritve, izračun moči motorja, določitev električne upornosti prevodnik po njegovi upornosti, dolžini in površini preseka itd.

Primer posredne meritve je tudi meritev povprečnega premera zunanjega pritrdilnega navoja po metodi »treh žic«. Ta metoda temelji na najbolj natančnem določanju povprečnega premera navoja d 2 kot premera pogojnega valja, katerega generatrika deli profil navoja na enake dele P / 2 (slika 2.1):

kjer je D meas razdalja, vključno s premeri žice, dobljena z neposrednimi meritvami;

d 2 - premer žice, ki zagotavlja stik s profilom navoja na točkah, ki ležijo na generatrisi d 2;

α je kot profila navoja;

P - korak navoja.

Kumulativne meritve izvedemo s hkratnim merjenjem več istoimenskih veličin, pri katerem se z reševanjem sistema enačb, ki ga dobimo z neposrednimi meritvami različnih kombinacij teh veličin, najdemo želeno vrednost. Primer kumulativnih meritev je kalibracija uteži niza z znano maso enega od njih in z rezultati neposrednih primerjav mas različnih kombinacij uteži.

Na primer, potrebno je kalibrirati zgorelo maso 1; 2; 5; 10 in 20 kg. Primerna teža je 1 kg, označena z 1 rev.

Izmerimo meritve in vsakič spremenimo kombinacijo uteži:

1 = 1 06 + a; 1 + l približno = 2 + b; 2 = 2 + Z; 1+2 + 2 = 5 + d itd.

črke a, b, Z, d– neznane vrednosti uteži, ki jih je treba dodati ali odšteti od mase kettlebell. Z reševanjem sistema enačb lahko določite vrednost vsake uteži.

Skupne meritve- sočasne meritve dveh ali več različnih veličin za iskanje razmerja med njima, na primer meritve prostornine telesa, opravljene z meritvami različnih temperatur, ki povzročijo spremembo prostornine tega telesa.

Glavne vrste meritev glede na naravo rezultatov meritev za različne fizikalne količine vključujejo absolutne in relativne meritve.

Absolutne meritve temeljijo na neposrednih meritvah ene ali več fizikalnih veličin. Primer absolutne meritve je merjenje premera ali dolžine kroglice s čeljustjo ali mikrometrom ali merjenje temperature s termometrom.

Absolutne meritve spremlja ocena celotne merjene velikosti.

Relativne meritve temeljijo na merjenju razmerja izmerjene vrednosti, ki igra vlogo enote, ali merjenju vrednosti glede na istoimensko vrednost, vzeto za začetno. Kot vzorci se pogosto uporabljajo vzorčne mere v obliki ravninsko vzporednih končnih blokov dolžine.

Primer relativnih meritev so lahko meritve kalibrov čepov in sponk na horizontalnih in vertikalnih optimetrih s prilagoditvijo merilnih instrumentov po vzorčnih merah. Pri uporabi vzorčnih meritev ali vzorčnih delov lahko relativne meritve izboljšajo natančnost rezultatov meritev v primerjavi z absolutnimi meritvami.

Poleg obravnavanih vrst meritev se glede na glavno značilnost – način pridobivanja meritvenega rezultata, razvrščamo tudi vrste meritev glede na točnost meritvenih rezultatov – na enakovredno in neenakopravni, glede na število meritev večkraten in samski, glede na spremembo izmerjene vrednosti v času - za statična in dinamično, s prisotnostjo stika merilne površine merilnega instrumenta s površino izdelka - na stik in brezkontaktno in itd.

Glede na meroslovni namen se meritve delijo na tehnični– proizvodne meritve, nadzor in preverjanje in meroslovni- meritve z največjo možno natančnostjo z uporabo etalonov za reprodukcijo enot fizikalnih veličin, da se njihova velikost prenese na delujoče merilne instrumente.

Merilne metode

V skladu z RMG 29–99 glavne metode merjenja vključujejo metodo neposrednega ocenjevanja in primerjalne metode: diferencialno, ničelno, substitucijsko in naključno.

direktna metoda- merilna metoda, pri kateri se vrednost količine določi neposredno iz odčitne naprave neposredno delujoče merilne naprave, na primer merjenja gredi z mikrometrom in sile z mehanskim dinamometrom.

Primerjalne metode meritev- metode, pri katerih se izmerjena vrednost primerja z vrednostjo, ki jo reproducira ukrep:

diferencialna metoda za katero je značilno merjenje razlike med izmerjeno vrednostjo in znano vrednostjo, ponovljiva mera. Primer diferencialne metode je merjenje z voltmetrom razlike med dvema napetostma, od katerih je ena znana z veliko natančnostjo, druga pa je želena vrednost;

ničelna metoda- pri kateri se razlika med izmerjeno vrednostjo in mero zmanjša na nič. Hkrati ima ničelna metoda prednost, da je mera lahko večkrat manjša od izmerjene vrednosti, na primer tehtanje na tehtnici, ko je tehtana utež na eni roki in je nabor referenčnih uteži na drugi;

nadomestna metoda- metodo primerjave z mero, pri kateri se izmerjena vrednost nadomesti z znano vrednostjo, ki jo meri ponovljiva. Metoda zamenjave se uporablja pri tehtanju z izmenično postavitvijo izmerjene mase in uteži na isto posodo tehtnice;

način ujemanja- metoda primerjave z mero, pri kateri se razlika med izmerjeno vrednostjo in vrednostjo, ki jo reproducira mera, meri s sovpadanjem oznak lestvice ali periodičnih signalov. Primer uporabe te metode je merjenje dolžine s čeljustjo.

Glede na vrsto uporabljenih merilnih instrumentov se razlikujejo instrumentalne, strokovne, hevristične in organoleptične metode merjenja.

instrumentalna metoda temelji na uporabi posebnih tehničnih sredstev, vključno z avtomatiziranimi in avtomatskimi.

strokovna metoda Ocena temelji na uporabi presoj skupine strokovnjakov.

Hevristične metode ocene temeljijo na intuiciji.

Organoleptične metode ocene temeljijo na uporabi človeških čutil. Oceno stanja predmeta lahko izvedemo z meritvami po elementih in kompleksnimi meritvami. Za metodo element za elementom je značilno merjenje vsakega parametra izdelka posebej. Na primer, ekscentričnost, ovalnost, rezanje valjaste gredi. Za kompleksno metodo je značilno merjenje skupnega indeksa kakovosti, na katerega vplivajo njegove posamezne komponente. Na primer merjenje radialnega odtoka valjastega dela, na katerega vplivajo ekscentričnost, ovalnost itd.; nadzor položaja profila vzdolž mejnih kontur itd.

Merilne napake

Splošne določbe. Merilni proces neizogibno spremljajo napake, ki so posledica nepopolnosti merilnih instrumentov, nestabilnosti merilnih pogojev, nepopolnosti same metode in merilne tehnike, nezadostnih izkušenj in nepopolnosti čutnih organov osebe, ki izvaja. meritve, pa tudi drugi dejavniki.

Napaka pri merjenju odstopanje merilnega rezultata od prave vrednosti merjene količine se imenuje:

ΔХ izi \u003d X i - X in,

kjer je X j i-ta vrednost meritvenega rezultata;

X in - prava vrednost izmerjene vrednosti.

Ker resnična vrednost merjene količine vedno ostane neznana, se zanjo pri ponavljajočih meritvah vzame aritmetična srednja vrednost:

, (2.1)

kjer je n število opravljenih meritev.

Merilna napaka (ΔХ izi), izražena v enotah merjene količine, se imenuje absolutna. Ni vedno informativen. Na primer, absolutna napaka 0,01 mm je lahko precej velika pri merjenju vrednosti v desetinkah milimetra in majhna pri merjenju vrednosti, večjih od nekaj metrov.

Bolj informativna vrednost je relativna napaka, ki se razume kot razmerje med absolutno merilno napako in njeno resnično vrednostjo (ali matematičnim pričakovanjem), %:

.

To je relativna napaka, ki se uporablja za karakterizacijo merilne natančnosti.

Po naravi ( vzorci manifestacije) meritvene napake delimo na sistematične, naključne in grobe napake.

Sistematske napake. Sistematične napake vključujejo napake, ki ob ponavljajočih se meritvah ostanejo nespremenjene ali se spreminjajo po nekem zakonu. Sistematske napake pri merjenju po isti metodi in enakih merilnih instrumentih imajo vedno konstantne vrednosti. Razlogi za njihov videz vključujejo:

– napake metode ali teoretične napake;

– instrumentalne napake;

– napake zaradi vpliva okolja in merilnih pogojev.

Napake metode nastanejo zaradi napak ali nezadostne razvitosti merilne metode. Sem spada tudi nezakonita ekstrapolacija lastnine, pridobljene z enkratno meritvijo, na celoten merjeni objekt. Na primer, pri odločanju o primernosti jaška z eno samo meritvijo se lahko zmoti, saj se ne upoštevajo oblikovne napake, kot so odstopanja od valjasti, okroglosti, profila vzdolžnega prereza itd. odpraviti takšne sistematične napake v postopku merjenja, je priporočljivo izvajati meritve mest delov in medsebojno pravokotnih smeri.

Med napake metode sodijo tudi vpliv orodja na lastnosti predmeta (na primer znatna merilna sila, ki spremeni obliko tankostenskega dela) ali napake, povezane s pretirano grobim zaokroževanjem merilnega rezultata.

Instrumentalne napake povezane z napakami v merilnih instrumentih, ki so posledica napak pri izdelavi ali obrabe sestavnih delov merilnega instrumenta.

na povzročene napake vpliv okolja in merilnih pogojev, se nanašajo na temperaturo (na primer meritve dela, ki se še ni ohladil), vibracije, netogost površine, na katero je nameščen merilni instrument, itd.

Eden od načinov za odkrivanje sistematične napake je lahko zamenjava merilnega instrumenta s podobnim, če naj bi bil vir sistematične napake. Na podoben način je mogoče zaznati sistematično napako, ki jo povzročajo zunanji pogoji: na primer zamenjava površine, na kateri je nameščeno merilno orodje, z bolj togo.

Pojav sistematične napake je mogoče statistično zaznati z izrisom merilnih rezultatov na papirju v določenih intervalih z določenimi mejami (na primer mejne dimenzije). Stabilno gibanje merilnega rezultata proti eni od meja bo pomenilo pojav sistematične napake in potrebo po posegu v tehnološki proces.

Za odpravo sistematičnih napak v proizvodnih pogojih se merilni instrumenti kalibrirajo, odpravljajo tisti vzroki, ki so posledica vplivov okolja, same meritve pa se izvajajo strogo v skladu s priporočeno metodologijo, po potrebi pa se izvajajo ukrepi za njeno izboljšanje.

Stalne sistematične napake ne vplivajo na vrednosti naključnih odstopanj meritev od aritmetične sredine, zato jih je s statističnimi metodami težko odkriti. Analiza tovrstnih napak je možna le na podlagi predhodnega znanja o napakah, pridobljenih predvsem pri preverjanju merilnih instrumentov. Na primer, pri preverjanju instrumentov za merjenje linearnih veličin se izmerjena vrednost običajno reproducira z vzorčno mero (končna mera dolžine), katere dejanska vrednost je znana. Sistematične napake povzročajo izkrivljanje rezultatov meritev, zato jih je treba identificirati in upoštevati pri ocenjevanju rezultatov meritev. Popolnoma sistematično napako je skoraj nemogoče odpraviti; vedno v procesu merjenja ostane določena majhna količina, imenovana neizključena sistematična napaka. Ta vrednost se upošteva s prilagoditvami.

Razlika med aritmetično sredino meritvenih rezultatov in vrednostjo mere z natančnostjo, določeno z napako pri njenem certificiranju, se imenuje sprememba . Vnese se v certifikat certificiranega merilnega instrumenta in se vzame kot želena sistematična napaka.

Naključne napake. Naključne napake so napake, ki se izvajajo pri ponavljajočih se meritvah različnih vrednosti, neodvisnih po predznaku in velikosti, ki niso predmet nobene pravilnosti. Razlogov za naključne napake je lahko veliko; na primer nihanja obdelovalnega dodatka, mehanske lastnosti materialov, tuji vključki, natančnost vgradnje delov na stroj, natančnost merilnega orodja obdelovanca, spremembe merilne sile pritrditve dela na stroj, rezalne sile, itd.

Praviloma je posamezen vpliv vsakega od teh vzrokov na rezultate meritev majhen in ga ni mogoče oceniti, še posebej, ker se tako kot vsak naključni dogodek lahko pojavi v vsakem posameznem primeru ali pa tudi ne.

Naključne napake so odvisne od številnih pogojev:

– majhne naključne napake so pogostejše kot velike;

- enako pogosto se pojavljata negativna in pozitivna glede na povprečno merilno vrednost, enaka napaka;

– vsaka merilna metoda ima svojo mejo, preko katere se napake praktično ne pojavljajo (sicer bo ta napaka groba).

Identifikacija naključnih napak je še posebej potrebna za natančne, na primer laboratorijske meritve. Za to se uporablja več meritev iste količine, njihovi rezultati pa se obdelajo z metodami teorije verjetnosti in matematične statistike. To vam omogoča, da izboljšate rezultate meritev.

Vpliv naključnih napak se izraža v razpršenosti dobljenih rezultatov glede na matematično pričakovanje, zato je prisotnost naključnih napak dobro kvantificirana s standardnim odklonom (RMS).

Za oceno disperzije rezultatov meritev fizikalne količine X i glede na povprečje, določeno z (2.1), se RMS določi s formulo

za n ≥ 20 (2.2)

za n ≤ 20, (2.3)

kjer je n število meritev.

Ker je povprečna vrednost serije meritev naključni približek resnični vrednosti merjene količine, se za oceno možnih odstopanj povprečne vrednosti uporablja eksperimentalni RMS - S:

. (2.4)

Vrednost S se uporablja pri ocenjevanju napak končnega rezultata.

Naključne meritvene napake, ne da bi spremenile natančnost merilnega rezultata, pa vseeno vplivajo na njegovo zanesljivost.

V tem primeru ima disperzija aritmetične sredine serije meritev vedno manjšo napako kot napaka posamezne meritve. Iz formul (2.2) in (2.3) izhaja, da če je treba povečati natančnost rezultata (z izključeno sistematično napako) za faktor 2, je treba število meritev povečati za faktor 4.

Hude napake (zgrešitve). Grobe napake so napake, ki niso značilne za tehnološki proces ali rezultat in vodijo do očitnih popačenj rezultatov meritev. Najpogosteje jih dovoli nekvalificirano osebje zaradi nepravilnega ravnanja z merilnim instrumentom, napačnih odčitkov, napak pri zapisovanju ali zaradi nenadnega tujega vzroka med izvajanjem tehnoloških procesov za obdelavo delov. Med dobljenimi rezultati so takoj vidni, saj se dobljene vrednosti razlikujejo od ostalih vrednosti niza meritev.

Če je med postopkom merjenja mogoče najti vzroke, ki povzročajo bistvene razlike, in po odpravi teh vzrokov ponavljajoče meritve ne potrdijo teh razlik, potem lahko takšne meritve izključimo iz obravnave. Toda nepremišljena zavrnitev meritev, ki se močno razlikujejo od drugih rezultatov, lahko povzroči znatno izkrivljanje merilnih značilnosti. Včasih pri obdelavi rezultatov meritev ni mogoče upoštevati vseh okoliščin, v katerih so bili pridobljeni. V tem primeru se je treba pri ocenjevanju velikih napak zateči k običajnim metodam preverjanja statističnih hipotez.

Preizkušena hipoteza je sestavljena iz trditve, da rezultat meritve X i ne vsebuje grobe napake, ampak je ena od vrednosti naključne spremenljivke. Običajno preverite največjo vrednost X m ah in najmanjšo X min vrednosti rezultatov meritev. Za preverjanje hipotez se uporabljajo naslednja merila.

1) Če je število meritev n ≤ 10, potem Chauvinéjev kriterij. V tem primeru je bruto napaka (zgrešitev) rezultat X i, če razlika presega vrednosti S, določene glede na število meritev:

kjer je σ x standardni odklon, dobljen s formulo (2.3).

2) Kriterij Romanovskega, ki se uporablja, ko je število meritev 10< n < 20. При этом вычисляют отношение

in dobljeno vrednost β primerjamo s teoretično β t na izbrani stopnji pomembnosti q (glej tabelo 2.4). Spomnimo se, da je stopnja pomembnosti verjetnost zavrnitve pravilne hipoteze v testu statistične hipoteze. Običajno se pri obdelavi rezultatov meritev njegova vrednost vzame v območju 0,05 ... 0,1. Če β presega β t, se rezultat X i šteje za zmoto.

Tabela 2.4

Tabela vrednosti β t = f(n)

3) Merilo 3S - najpogostejše. Uporablja se, ko je število meritev n ≥ 20…50. V tem primeru se šteje, da je rezultat, dobljen z verjetnostjo P = 0,003, malo verjeten in ga je mogoče označiti kot zgrešen, to pomeni, da je treba dvomljivi rezultat X i izključiti iz meritev, če

Primer 1. Pri merjenju luknje Ø20H13(+0,33) smo dobili naslednje rezultate:

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

Preveriti je treba, ali je velikost Ø20,42 mm zgrešena.

Ker je n = 6, velja Chauvinéjev kriterij:

iz enačbe (2.1) najdemo

z enačbo (2.3) najdemo S

To pomeni, da čeprav je rezultat zunaj določene omejitve velikosti, ga ni mogoče šteti za zgrešeno. Zato je treba predmet zavrniti.

Primer 2. Pri merjenju jaška Ø40h12(-0,25) smo dobili naslednje 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.

Ker je rezultat 39,72 mm izven meje najmanjše velikosti in je del mogoče zavrniti, je treba ugotoviti, ali ta velikost ni previdna.

Ker število meritev presega 20, lahko uporabite kriterij S. Po obdelavi rezultatov meritev dobimo:

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

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

Zato meritvenega rezultata 39,72 mm ni mogoče šteti za zgrešeno in del je treba zavrniti.

Kolčkov V.I. METROLOGIJA, STANDARDIZACIJA IN CERTIFIKACIJA. M.: Vadnica

3. Meroslovje in tehnične meritve

3.2. Vrste in metode meritev

Merjenje- proces iskanja vrednosti fizikalne količine empirično z uporabo merilnih instrumentov.

Rezultat procesa je vrednost fizikalne količine Q = qU, kje q- številčna vrednost fizične količine v sprejetih enotah; U- enota fizikalne količine. Vrednost fizične količine Q ugotovljeno med meritvijo se imenuje veljaven.

Načelo merjenja- fizični pojav ali niz fizikalnih pojavov, na katerih temeljijo meritve. Na primer merjenje telesne teže s tehtanjem z uporabo gravitacije, sorazmerne z maso, merjenje temperature z uporabo termoelektričnega učinka.

Merilna metoda- sklop metod za uporabo načel in merilnih sredstev.

Merilni instrumenti (SI) se uporabljajo t Tehnična sredstva z normaliziranimi meroslovnimi lastnostmi.

Obstajajo različni vrste meritev. Razvrstitev vrst meritev se izvede glede na naravo odvisnosti izmerjene vrednosti od časa, vrsto merske enačbe, pogoje, ki določajo točnost meritvenega rezultata in načine izražanja teh rezultatov.

• Glede na naravo odvisnosti merjene vrednosti od merilnega časa ločijo statične in dinamične meritve.

Statično so meritve, pri katerih izmerjena vrednost ostane konstantna skozi čas. Takšne meritve so na primer meritve dimenzij izdelka, konstantnega tlaka, temperature itd.

dinamično - To so meritve, med katerimi se izmerjena vrednost spreminja s časom, na primer meritev tlaka in temperature pri stiskanju plina v jeklenki motorja.

• Po načinu pridobivanja rezultatov, določenem z vrsto merske enačbe, ločijo neposredno, posredno, skupne in skupne meritve.

Neposredno - To so meritve, pri katerih se želena vrednost fizikalne količine poišče neposredno iz eksperimentalnih podatkov. Neposredne meritve je mogoče izraziti s formulo Q = X, kje Q- želeno vrednost merjene količine, in X- vrednost, neposredno pridobljena iz eksperimentalnih podatkov. Primeri takšnih meritev so: merjenje dolžine z ravnilom ali merilnim trakom, merjenje premera s čeljustjo ali mikrometrom, merjenje kota z goniometrom, merjenje temperature s termometrom itd.

Posredno - To so meritve, pri katerih se vrednost količine določi na podlagi znanega razmerja med želeno količino in količinami, katerih vrednosti se ugotovijo z neposrednimi meritvami. Tako se vrednost merjene količine izračuna po formuli Q = F(x1, x2 ... xN), kje Q- želeno vrednost merjene količine; F- znana funkcionalna odvisnost, x1, x2, … , xN- vrednosti količin, dobljenih z neposrednimi meritvami. Primeri posrednih meritev: določanje prostornine telesa z neposrednimi meritvami njegovih geometrijskih dimenzij, iskanje električne upornosti prevodnika po njegovem uporu, dolžini in površini preseka, merjenje povprečnega premera navoja po metodi treh žic itd. . Posredne meritve so zelo razširjene v primerih, ko želene vrednosti ni mogoče izmeriti ali pa je z neposrednim merjenjem pretežko izmeriti. Obstajajo primeri, ko je mogoče magnitudo izmeriti le posredno, na primer dimenzije astronomskega ali intraatomskega reda.

Kumulativno - to so meritve, pri katerih se vrednosti merjenih veličin določijo z rezultati ponavljajočih se meritev ene ali več istoimenskih veličin z različnimi kombinacijami meritev ali teh veličin. Vrednost želene količine določimo z reševanjem sistema enačb, sestavljenih iz rezultatov več neposrednih meritev. Primer kumulativnih meritev je določitev mase posameznih uteži kompleta, t.j. izvajanje kalibracije glede na znano maso enega od njih ter po rezultatih neposrednih meritev in primerjave mas različnih kombinacij uteži. Razmislite o primeru kumulativnih meritev, ki sestoji iz izvajanja kalibracije uteži, sestavljene iz uteži z maso 1, 2, 2*, 5, 10 in 20 kg. Številne uteži (razen 2*) predstavljajo vzorčne uteži različnih velikosti. Zvezdica označuje težo, ki je drugačna od točne vrednosti 2 kg. Kalibracija je sestavljena iz določanja mase vsake uteži z uporabo ene standardne uteži, na primer z utežjo 1 kg. S spremembo kombinacije uteži bomo izvedli meritve. Naredimo enačbe, kjer s številkami označujemo maso posameznih uteži, na primer 1abr pomeni maso standardne uteži 1 kg, nato: 1 = 1abr + a; 1 + 1 vrtljaj = 2 + b; 2* = 2 + c; 1 + 2 + 2* = 5 + d itd. Navedene so dodatne uteži, ki jih je treba dodati ali odšteti od mase uteži, navedene na desni strani enačbe, da uravnotežimo tehtnico. a, b, c, d. Z reševanjem tega sistema enačb lahko določite vrednost mase vsake uteži.

Sklep - to so meritve, ki se izvajajo hkrati dveh ali več nasprotnih veličin, da bi našli funkcionalno razmerje med njima. Primeri skupnih meritev so določanje dolžine palice glede na njeno temperaturo ali odvisnost električnega upora prevodnika od tlaka in temperature.

• Glede na pogoje, ki določajo točnost rezultata, delimo meritve na tri razrede.

1. Meritve najvišje možne natančnosti, dosegljivo s trenutnim stanjem tehnike. Ta razred vključuje vse visoko natančne meritve in najprej referenčne meritve, povezane z največjo možno natančnostjo reprodukcije uveljavljenih enot fizikalnih veličin. Sem spadajo tudi meritve fizikalnih konstant, predvsem univerzalnih, kot je meritev absolutne vrednosti gravitacijskega pospeška.

2. Kontrolne in verifikacijske meritve, katerega napaka z določeno verjetnostjo ne sme preseči določene dane vrednosti. Ta razred zajema meritve, ki jih izvajajo laboratoriji državnega nadzora (nadzora) nad izpolnjevanjem zahtev tehničnih predpisov ter stanje merilne opreme in tovarniških merilnih laboratorijev. Te meritve zagotavljajo napako rezultata z določeno verjetnostjo, ki ne presega določene vnaprej določene vrednosti.

3. Tehnične meritve , pri katerem je napaka rezultata določena z lastnostmi merilnih instrumentov. Primeri tehničnih meritev so meritve, ki se izvajajo med proizvodnim procesom v industrijskih podjetjih, v storitvenem sektorju itd.

• Glede na način izražanja rezultatov meritev obstajajo absolutno in relativno meritve.

Absolutno se nanaša na meritve, ki temeljijo na neposrednih meritvah ene ali več osnovnih veličin ali na uporabi vrednosti fizikalnih konstant. Primeri absolutnih meritev so: določanje dolžine v metrih, jakost električnega toka v amperih, gravitacijski pospešek v metrih na sekundo na kvadrat.

Relativno imenujemo meritve, pri katerih se želena vrednost primerja z istoimensko vrednostjo, ki igra vlogo enote ali vzame za izvirnik. Primeri relativnih meritev so: merjenje premera lupine s številom vrtljajev merilnega valja, merjenje relativne vlažnosti zraka, opredeljene kot razmerje med količino vodne pare v 1 kubičnem metru zraka in količino vodna para, ki nasiči 1 kubični meter zraka pri določeni temperaturi.

• Glede na način določanja vrednosti želenih količin obstajata dve glavni metodi merjenja metoda neposrednega ocenjevanja in metoda primerjave z mero.

Neposredna metoda ocenjevanja - metoda merjenja, pri kateri se vrednost količine določi neposredno iz odčitne naprave neposredno delujoče merilne naprave. Primeri takšnih meritev so: merjenje dolžine z ravnilom, merjenje delov z mikrometrom, goniometer, tlak z manometrom itd.

Metoda primerjave meritev - metodo merjenja, pri kateri se izmerjena vrednost primerja z vrednostjo, ki jo reproducira mera. Na primer, za merjenje premera kalibra se optimeter nastavi na nič z blokom merilnih blokov, rezultat meritve pa dobimo z navedbo kazalca optimetra, ki je odstopanje od nič. Tako se izmerjena vrednost primerja z velikostjo bloka končnega bloka. Obstaja več različic primerjalne metode:

a) metoda opozicija, pri katerem izmerjena vrednost in vrednost, ki jo reproducira ukrep, hkrati delujeta na primerjalno napravo, kar vam omogoča, da ugotovite razmerje med tema količinama, na primer merjenje upora v premostitvenem vezju z vključitvijo diagonale kazalne naprave most;

b) diferencial metoda, pri kateri se merjena veličina primerja z znano količino, ki jo meri pomen. Ta metoda na primer določa odstopanje nadzorovanega premera dela na optimetru, potem ko ga blok merilnih blokov nastavi na nič;

v) nič metoda - tudi nekakšna primerjalna metoda z mero, pri kateri se nastali učinek vpliva veličin na primerjalno napravo zniža na nič. Ta metoda meri električni upor glede na premostitveno vezje z njegovim popolnim uravnoteženjem;

d) z metodo naključja razlika med izmerjeno vrednostjo in vrednostjo, ki jo reproducira mera, se določi s sovpadanjem oznak lestvice ali periodičnih signalov. Na primer, pri merjenju s čeljustjo se uporablja sovpadanje oznak glavne in noniusne lestvice.

• Odvisno od tega, kako so pridobljene meritvene informacije, so meritve lahko kontaktni in brezkontaktni.
• Odvisno od vrste , uporabljeni merilni instrumenti , razlikovati instrumentalni, strokovni, hevristični in organoleptični merilne metode.

instrumentalna metoda temelji na uporabi posebnih tehničnih sredstev, vključno z avtomatiziranimi in avtomatskimi.

strokovna metoda Ocena temelji na uporabi presoj skupine strokovnjakov.

Hevristične metode ocene temeljijo na intuiciji.

Organoleptične metode ocene temeljijo na uporabi človeških čutil. Lahko se izvede ocena stanja predmeta element za elementom in kompleksen meritve. Element za elementom za metodo je značilno merjenje vsakega parametra izdelka posebej. Na primer, ekscentričnost, ovalnost, rezanje valjaste gredi. Kompleksna metoda za katerega je značilno merjenje celotnega kazalnika kakovosti, na katerega vplivajo njegove posamezne komponente. Na primer merjenje radialnega odtoka valjastega dela, na katerega vplivajo ekscentričnost, ovalnost itd.; nadzor položaja profila vzdolž mejnih kontur itd.

teorija Delavnica Naloge Informacije

riž. 3. Razvrstitev vrst meritev

Neposredno merjenje- meritev, pri kateri se želena vrednost količine poišče neposredno iz eksperimentalnih podatkov. Primeri neposrednih meritev so določanje dolžine z linearnimi meritvami ali temperatura s termometrom. Neposredne meritve so osnova za kompleksnejše posredne meritve.

Posredno merjenje - meritev, pri kateri na podlagi znanega razmerja med to količino in količinami, pridobljenimi z neposrednimi meritvami, najdemo želeno vrednost količine, na primer trigonometrične metode za merjenje kotov, pri katerih se ostri kot pravokotnega trikotnika določi iz izmerjene dolžine krakov in hipotenuze ali merjenje povprečnega premera navoja po metodi treh žic ali, moč električnega tokokroga glede na napetost, izmerjeno z voltmetrom, in jakost toka z ampermetrom, z uporabo znanega razmerja. V nekaterih primerih posredne meritve omogočajo natančnejše rezultate kot neposredne meritve. Na primer, napake neposrednih meritev kotov z goniometri so za red velikosti višje kot napake posrednih meritev kotov s sinusnimi ravnili.

sklep imenujemo sočasne meritve dveh ali več nasprotnih veličin. Namen teh meritev je najti funkcionalno razmerje med količinami.

Primer 1 Izdelava kalibracijske karakteristike y = f(x) oddajnik, ko se nizi vrednosti merijo hkrati:

X 1 , X 2 , X 3 , …, Xi , …, X n

Y 1 , Y 2 , Y 3 , …, Y i , …, Y n

Primer 2. Določanje temperaturnega koeficienta upora s sočasnim merjenjem upora R in temperaturo t in nato opredelitev odvisnosti a(t) = DR/Dt:

R 1 , R 2 , …, R i , …, R n

t 1 , t 2 , …, t i , …, t n

Kumulativne meritve se izvajajo s hkratnim merjenjem več istoimenskih veličin, pri katerih z reševanjem sistema enačb, pridobljenih kot rezultat neposrednih meritev različnih kombinacij teh veličin, najdemo želeno vrednost.

Primer: vrednost mase posameznih uteži kompleta je določena z znano vrednostjo mase ene od uteži in z rezultati meritev (primerjave) mas različnih kombinacij uteži.

Obstajajo uteži z masami m1, m2, m3.

Masa prve uteži se določi na naslednji način:

Masa druge uteži se določi kot razlika med masama prve in druge uteži M 1.2 in izmerjena masa prve uteži:

Masa tretje uteži se določi kot razlika med masami prve, druge in tretje uteži ( M 1,2,3) in izmerjene mase prve in druge uteži ():

To je pogosto način za izboljšanje natančnosti rezultatov meritev.

Agregatne meritve se od skupnih razlikujejo le po tem, da se pri kumulativnih meritvah hkrati meri več istoimenih veličin, s skupnimi meritvami pa nasprotne.

Kumulativne in skupne meritve se pogosto uporabljajo pri merjenju različnih parametrov in značilnosti na področju elektrotehnike.

Po naravi spremembe izmerjene vrednosti Obstajajo statične, dinamične in statistične meritve.

Statično– meritve časovno nespremenljivega PV, na primer merjenje dolžine dela pri normalni temperaturi.

dinamično– meritve časovno spremenljivih PV, kot je merjenje razdalje do nivoja tal od padajočega letala ali napetosti v omrežju AC.

Statistične meritve povezane z določanjem značilnosti naključnih procesov, zvočnih signalov, ravni hrupa itd.

Po natančnosti obstajajo meritve z najvišjo možno natančnostjo, nadzor in preverjanje ter tehnična.

Meritve z najvišjo možno natančnostjo- to so referenčne meritve, povezane s točnostjo reprodukcije enot fizikalne količine, meritve fizikalnih konstant. Te meritve določa stanje tehnike.

Nadzor in preverjanje– meritve, katerih napaka ne sme presegati določene določene vrednosti. Sem spadajo meritve, ki jih izvajajo laboratoriji državnega nadzora nad izvajanjem in spoštovanjem standardov in stanja merilne opreme, meritve tovarniških merilnih laboratorijev in druge, ki se izvajajo s sredstvi in ​​metodami, ki zagotavljajo napako, ki ne presega vnaprej določene vrednosti.

Tehnične meritve– meritve, pri katerih je napaka rezultata določena z lastnostmi merilnih instrumentov (MI). To je najbolj razširjena vrsta meritev, ki se izvaja z delujočimi merilnimi instrumenti, katerih napaka je vnaprej znana in velja za zadostno za izvedbo te praktične naloge.

Meritve z izražanjem rezultatov meritev je lahko tudi absolutna in relativna.

Absolutno merjenje– merjenje, ki temelji na neposrednih meritvah ene ali več osnovnih veličin, kot tudi na uporabi vrednosti fizikalnih konstant. Pri linearnih in kotnih absolutnih meritvah se praviloma najde ena fizična veličina, na primer premer gredi s čeljustjo. V nekaterih primerih se vrednosti merjene količine določijo z neposrednim odčitavanjem na skali instrumenta, umerjenim v merskih enotah.

Relativno merjenje- merjenje razmerja med količino in istoimensko količino, ki ima vlogo enote. Pri relativna metoda meritve, se oceni vrednost odstopanja izmerjene vrednosti glede na velikost nastavitvenega standarda ali vzorca. Primer je meritev na optimetru ali minimetru.

Po številu meritev razlikovati med enojnimi in večkratnimi meritvami.

Posamezne meritve- to je ena meritev ene količine, t.j. število meritev je enako številu izmerjenih vrednosti. Praktična uporaba te vrste meritev je vedno povezana z velikimi napakami, zato je treba izvesti vsaj tri posamezne meritve in končni rezultat najti kot aritmetično sredino.

Več meritev za katero je značilen presežek števila meritev nad številom merjenih veličin. Običajno je najmanjše število meritev v tem primeru več kot tri. Prednost večkratnih meritev je znatno zmanjšanje vpliva naključnih faktorjev na merilno napako.

Podane vrste meritev vključujejo različne metode, t.j. metode za reševanje merilnega problema s teoretično utemeljitvijo po sprejeti metodologiji.

Meritve ločimo po načinu pridobivanja informacij, po naravi sprememb merjene vrednosti med postopkom merjenja, po količini meritvenih informacij glede na glavne enote.

Glede na način pridobivanja informacij delimo meritve na neposredne, posredne, kumulativne in skupne.

Neposredne meritve - je neposredna primerjava fizične količine z njeno mero. Na primer, pri določanju dolžine predmeta z ravnilom se želena vrednost (kvantitativni izraz vrednosti dolžine) primerja z mero, t.j. vladar.

Posredne meritve se od neposrednih razlikujejo po tem, da se želena vrednost količine ugotovi iz rezultatov neposrednih meritev takih veličin, ki so povezane z želeno specifično odvisnostjo.Če torej merimo jakost toka z ampermetrom in napetost z voltmetrom, potem lahko po znanem funkcionalnem razmerju vseh treh imenovanih veličin izračunamo moč električnega tokokroga.

Kumulativne meritve so povezane z rešitvijo sistema enačb, sestavljenih iz rezultatov hkratnih meritev več homogenih veličin. Rešitev sistema enačb omogoča izračun želene vrednosti.

Skupne meritve - to so meritve dveh ali več nehomogenih fizikalnih veličin za ugotavljanje razmerja med njima.

Kumulativne in skupne meritve se pogosto uporabljajo pri merjenju različnih parametrov in značilnosti na področju elektrotehnike.

Glede na naravo spremembe merjene vrednosti med meritvenim postopkom ločimo statistične, dinamične in statične meritve.

Statistične meritve povezane z določanjem značilnosti naključnih procesov, zvočnih signalov, ravni hrupa itd.

Statične meritve se pojavi, ko je izmerjena vrednost praktično konstantna.

Dinamične meritve so povezane s takšnimi količinami, ki se med meritvenim postopkom spremenijo.

Idealne statične in dinamične meritve so v praksi redke.

Glede na količino meritvenih informacij ločimo posamezne in večkratne meritve.

Posamezne meritve- to je ena meritev ene količine, t.j. število meritev je enako številu izmerjenih vrednosti. Praktična uporaba te vrste meritev je vedno povezana z velikimi napakami, zato je treba izvesti vsaj tri posamezne meritve in končni rezultat najti kot aritmetično sredino.

Več meritev za katero je značilen presežek števila meritev nad številom merjenih veličin. Običajno je najmanjše število meritev v tem primeru več kot tri. Prednost večkratnih meritev je znatno zmanjšanje vpliva naključnih faktorjev na merilno napako.

Glede na osnovne merske enote jih delimo na absolutne in relativne.

Absolutne meritve imenujemo tiste, pri katerih se uporablja neposredno merjenje ene (včasih več) osnovne količine in fizikalne konstante. Torej, v dobro znani formuli Einsteina E \u003d mc 2 utež ( m) je osnovna fizikalna količina, ki jo je mogoče izmeriti neposredno (s tehtanjem), in hitrost svetlobe ( c) je fizična konstanta.

Relativne meritve temeljijo na vzpostavitvi razmerja med izmerjeno količino in homogeno količino, ki se uporablja kot enota. Seveda je želena vrednost odvisna od uporabljene merske enote.

Z meritvami so povezani pojmi, kot so "merilna lestvica", "načelo meritev", "metoda merjenja".

Merilna lestvica je urejen niz vrednosti fizikalne količine, ki služi kot osnova za njeno merjenje. Pojasnimo ta koncept na primeru temperaturnih lestvic.

V Celzijevi lestvici se kot referenčna točka vzame temperatura taljenja ledu, za glavni interval (referenčna točka) pa vrelišče vode. Stotina tega intervala je enota temperature (stopinja Celzija). V temperaturni lestvici Fahrenheit se kot referenčna točka vzame temperatura taljenja mešanice ledu in amoniaka (ali navadne soli), za referenčno točko pa normalna telesna temperatura zdrave osebe. Enota temperature (stopinja Fahrenheita) je ena šestindevetdesetina glavnega intervala. Na tej lestvici je tališče ledu +32 °F, vrelišče vode pa +212 °F. Torej, če je na Celzijevi lestvici razlika med vreliščem vode in taljenjem ledu 100°C, potem je v Fahrenheitu 180°F. V tem primeru vidimo vlogo sprejete lestvice tako v kvantitativni vrednosti merjene vrednosti kot v vidiku zagotavljanja enotnosti meritev. V tem primeru je za primerjavo rezultatov meritev potrebno najti razmerje velikosti enote, tj. t o F/t°C.

V meroslovni praksi je znanih več vrst lestvic: lestvica imen, lestvica reda, lestvica intervalov, lestvica razmerij itd.

Imenska lestvica - gre za nekakšno kvalitativno in ne kvantitativno lestvico, ne vsebuje nič in merskih enot. Primer je atlas cvetja (barvna lestvica). Merilni postopek sestoji iz vizualne primerjave poslikanega predmeta z barvnimi vzorci (referenčni vzorci atlasa

barve). Ker ima vsaka barva veliko možnosti, je taka primerjava v moči izkušenega strokovnjaka, ki ima poleg praktičnih izkušenj tudi ustrezne posebne značilnosti vizualnih zmožnosti.

lestvica naročila označuje vrednost izmerjene količine v točkah (skala potresov, sila vetra, trdota fizičnih teles itd.).

Intervalna lestvica(razlike) ima pogojne ničelne vrednosti, intervali pa so določeni po dogovoru. Takšne lestvice so časovna lestvica, dolžinska lestvica.

Lestvica odnosov ima naravno vrednost nič, merska enota pa se določi po dogovoru. Na primer, masno tehtnico (običajno rečemo "uteži"), ki se začne od nič, je mogoče stopnjevati na različne načine, odvisno od zahtevane natančnosti tehtanja. Primerjajte gospodinjstvo in analitiko