Hantverk

Typer och metoder för mätning. Typer av mätningar och deras egenskaper Mätmetoder Typer av egenskaper

Mätmetoder (MI)– en metod för att erhålla mätresultat med hjälp av principer och mätinstrument.

MI är indelade i

Direkt bedömningsmetod

Värdet på den uppmätta storheten avläses direkt från avläsningsanordningen på en direktverkande mätanordning.

Fördel– mäthastighet, vilket gör den oumbärlig för praktisk applikation. Nackdel: begränsad noggrannhet.

Jämförelsemetod med mått

Det uppmätta värdet jämförs med det värde som återges av måttet. Exempel: mäta längd med en linjal.

Fördel– större mätnoggrannhet än med den direkta bedömningsmetoden. Nackdelen är att det tar mycket tid att välja åtgärder.

Oppositionsmetod

Den uppmätta kvantiteten och den av måttet reproducerade mängden verkar samtidigt på jämförelseanordningen, med hjälp av vilken förhållandet mellan dessa storheter fastställs.

Till exempel definieras vägning på en likaarmsvåg, där massan mäts, som summan av vikten av vikterna som balanserar den och avläsningarna på vågen.

Fördel– Att minska påverkan på mätresultaten av faktorer som påverkar förvrängningen av mätinformationssignaler. Nackdel: ökad vägningstid.

Differentiell (skillnad) metod

Den kännetecknas av skillnaden mellan uppmätta och kända (reproducerbara mått) kvantiteter. Till exempel mätning genom jämförelse med en fungerande standard på en kompator, utförd vid kontroll av längdmått.

Fördel- uppnå resultat med hög noggrannhet, även när man använder relativt grova metoder för att mäta skillnaden.

Noll metod

En metod för jämförelse med ett mått där den resulterande effekten av exponering för en jämförelseanordning nollställs.

Matchningsmetod

En metod för jämförelse med ett mått där skillnaden mellan värdena för det sökta och reproducerade måttet på kvantiteter mäts med hjälp av sammanträffande av skalmärken eller periodiska signaler.

Fördel– metoden gör att du avsevärt kan öka noggrannheten i jämförelsen med måttet. Nackdelen är kostnaden för att skaffa mer komplexa SRM och behovet av professionell kompetens för operatören.

Substitutionsmetod

Baserat på jämförelse med ett mått, där den uppmätta kvantiteten ersätts med en känd mängd som återges av måttet, med alla förhållanden oförändrade. Till exempel vägning med växelvis placering av den uppmätta massan och vikterna på samma våg.

Fördelar– Mätfelet är litet, eftersom det huvudsakligen bestäms av mätfelet och enhetens dödzon (nollindikator). Nackdelen är behovet av att använda mångfaldiga mått.

Indirekt mätmetod jag

Mätning av en fysisk kvantitet av ett namn associerad med en annan önskad kvantitet, bestämd av ett funktionellt samband, med efterföljande beräkning genom att lösa kontrollen. Indirekta metoder används i stor utsträckning i kemiska testmetoder.

Fördelar– Förmågan att mäta kvantiteter för vilka det inte finns några direkta bedömningsmetoder eller de inte ger tillförlitliga resultat eller är förknippade med betydande kostnader. Nackdelar: ökad tid och pengar spenderade på mätning.

1.6. Organisation av statens mättekniska tjänst

Rysslands statliga metrologiska tjänst (SMS)är en uppsättning statliga metrologiska organ och är skapad för att hantera aktiviteter för att säkerställa enhetligheten i mätningarna.

Den allmänna förvaltningen av HMS utförs av Ryska federationens statliga standard, som tilldelas följande funktioner enligt lagen "Om att säkerställa enhetligheten i mätningarna":

Interregional och intersektoriell samordning av aktiviteter för att säkerställa enhetliga mätningar;
Fastställande av regler för skapande, godkännande, lagring och tillämpning av standarder för kvantitetsenheter;
Fastställande av allmänna metrologiska krav på medel, metoder och resultat av mätningar;
Statlig metrologisk kontroll och övervakning;
Övervaka efterlevnaden av villkoren i Ryska federationens internationella fördrag om erkännande av testresultat och verifiering av mätinstrument;
Godkännande av regulatoriska dokument för att säkerställa enhetligheten i mätningarna;
Godkännande av statliga standarder;
Fastställande av verifieringsintervall för mätinstrument;
Klassificering av tekniska anordningar som mätinstrument;
Upprättande av ett förfarande för utveckling och certifiering av mättekniker;
Genomföra och samordna verksamheten vid State Scientific Metroology Centers (SSMC).
Ackreditering av statliga testcenter för mätinstrument;
Godkännande av typen av mätinstrument;
Upprätthålla det statliga registret över mätinstrument;
Upprätta ett förfarande för licensiering av juridiska personers och individers verksamhet vid produktion, reparation, försäljning och uthyrning av mätinstrument;
Organisering av aktiviteter och ackreditering av metrologiska tjänster för juridiska personer för rätten att utföra kalibreringsarbete;
Planering och organisation av metrologiskt arbete;

HMS omfattar sju statliga vetenskapliga metrologiska centra, All-Russian Scientific Research Institute of Metrological Service (VNIIMS) och cirka 100 standardiserings- och metrologiska centra.

Dessa tjänsters verksamhet leds av Ryska federationens Gosstandart, som samordnar deras arbete med Statens migrationsverks arbete utifrån en enhetlig teknisk policy.

Rättigheter och skyldigheter

Rättigheter och skyldigheter strukturella uppdelningar metrologisk service i det centrala kontoret, i den metrologiska tjänstens moder- och basorganisationer samt i företag och organisationer bestäms av föreskrifterna om den metrologiska tjänsten för det statliga styrande organet eller den juridiska personen, godkända av deras chef.

Metrologiska tjänsters verksamhet stöds av lag- och regleringsdokument som reglerar olika områden, inklusive mättekniskt stöd för produktion och certifiering av kvalitetssystem; standarder och metoder för mätning, kontroll och provning; specialister med professionell Special träning, kvalifikationer och erfarenhet av att utföra mättekniska arbeten och tjänster.

Finansiering

Finansiering av arbete för fullgörandet av uppgifter från moderorganisationen utförs från de centraliserade medlen från det relevanta statliga styrande organet och för basorganisationen - från speciellt skapade fonder utanför budgeten.

Företags metrologiska tjänster kan ackrediteras för rätten att kalibrera mätinstrument på grundval av avtal som ingåtts med statliga vetenskapliga metrologiska centra eller statliga migrationsverk.

Som nämnts ovan är mätning processen att experimentellt erhålla ett eller flera värden av en kvantitet som rimligen kan tilldelas den. Värdet på den uppmätta mängden beror på mätförhållandena, vald metod, typ av mätinstrument etc.

Huvudsakliga mätegenskaper inkluderar mätprinciper, mätmetoder och mätnoggrannhet.

Mätprincipen är ett fysiskt fenomen (effekt) som ligger till grund för mätningar med en eller annan typ av mätinstrument.

Ett stort antal fysiska effekter som upptäckts av forskare under forskning används som mätprinciper. Till exempel att använda dopplereffekten för att mäta hastighet; tillämpning av Hall-effekten för att mäta induktion magnetiskt fält; användningen av gravitation för att mäta massa genom vägning.

Exempel på tillämpning av olika mätprinciper är piezoelektrisk effekt, termoelektrisk effekt och fotoelektrisk effekt.

Piezoelektrisk effekt består i förekomsten av EMF på ytan (ytorna) av vissa kristaller (kvarts, turmalin, konstgjorda piezoelektriska material) under påverkan av yttre krafter. Kvarts och piezokeramer (till exempel bariumtitanat), som har ganska hög mekanisk hållfasthet och temperaturstabilitet (kvarts upp till en temperatur på 200°C; piezokeramik - upp till 115°C), har hittat den största tillämpningen för mätningar.

Piezoelektrisk effekt reversibel: en emk applicerad på en piezoelektrisk kristall orsakar mekanisk påkänning på dess yta. Mätgivare baserade på den piezoelektriska effekten är självgenererande för dynamiska mätningar.

Termoelektrisk effekt används för temperaturmätningar, och två huvudsakliga sätt att realisera denna effekt används.

I det första fallet används egenskapen att ändra det elektriska motståndet hos metaller och halvledare med temperaturförändringar. De metaller som ofta används är koppar (för rutinmätningar) och platina (för högprecisionsmätningar). Motsvarande mätgivare kallas en termistor. De känsliga elementen i en halvledaromvandlare - en termistor - är gjorda av oxider av olika metaller. När temperaturen ökar minskar termistorns resistans, medan termistorns resistans ökar. Beroendet av termistorernas resistans med temperaturförändringar är olinjärt för koppartermistorer är det linjärt för platinatermistorer.

Platina termistorer låter dig mäta temperaturer i intervallet från -200°C till +1000°C.

För mätändamål används externa och interna fotoelektriska effekter. Den externa fotoelektriska effekten uppträder i en evakuerad cylinder med en anod och en fotokatod. När fotokatoden är upplyst emitteras elektroner under påverkan av ljusfotoner. När det finns en elektrisk spänning mellan anoden och fotokatoden, bildar elektronerna som emitteras av fotokatoden en elektrisk ström som kallas fotoström.

På så sätt omvandlas ljusenergi till elektrisk energi.

Metod för mätning– detta är en uppsättning tekniker (metoder) som används för att jämföra den uppmätta kvantiteten med dess enhet (eller skala) i enlighet med den valda mätprincipen.

Mätmetoder är indelade i metoder för direkt bedömning och metoder för jämförelse med en åtgärd. Metoder för jämförelse med ett mått är uppdelade i kontrast-, differential-, noll-, substitutions- och koincidensmetoder.

Direkt bedömningsmetod består i att bestämma värdet av en fysisk storhet med hjälp av avläsningsanordningen hos en direktverkande mätanordning. Till exempel mäta spänning med en voltmeter. Denna metod är den vanligaste, men dess noggrannhet beror på mätinstrumentets noggrannhet.

Jämförelsemetod med mått använder en jämförelse av det uppmätta värdet med värdet som återges av måttet. Mätnoggrannheten kan vara högre än precisionen för direkt bedömning.

Kontrasterande metod baseras på den uppmätta och reproducerbara storhetens samtidiga påverkan på en jämförelseanordning, med vars hjälp förhållandet mellan storheterna fastställs. Till exempel mäta vikt med hjälp av en spakvåg och en uppsättning vikter.

När differentiell metod mätanordningen påverkas av skillnaden mellan den uppmätta kvantiteten och den kända storheten som återges av måttet. I detta fall utförs inte balanseringen av det uppmätta värdet med ett känt värde helt. Till exempel mätning av DC-spänning med en diskret spänningsdelare, en referensspänningskälla och en voltmeter.

Använder sig av noll-metoden den resulterande effekten av påverkan av båda kvantiteterna på jämförelseanordningen bringas till noll, vilket registreras av en mycket känslig enhet - en nollindikator. Till exempel mätning av resistansen hos ett motstånd med hjälp av en fyrarmad brygga, där spänningsfallet över ett motstånd med okänd resistans balanseras av spänningsfallet över ett motstånd med känt motstånd.

Substitutionsmetod bygger på att växelvis koppla den uppmätta kvantiteten och en känd mängd till enhetens ingång, och baserat på de två avläsningarna av enheten uppskattas värdet på den uppmätta kvantiteten, och sedan genom att välja en känd storhet säkerställs att båda avläsningarna sammanfaller.

Med denna metod kan hög mätnoggrannhet uppnås med ett högprecisionsmått av en känd kvantitet och hög känslighet hos enheten. Till exempel, noggrann mätning av en liten spänning med hjälp av en mycket känslig galvanometer, till vilken en källa med okänd spänning först ansluts och pekarens avböjning bestäms, och sedan med hjälp av en justerbar källa med känd spänning, samma avböjning av pekaren uppnås. I detta fall är den kända spänningen lika med den okända.

Av en tillfällighet metod bestämma skillnaden mellan det uppmätta värdet och det värde som återges av måttet, med hjälp av sammanträffande av skalmärken eller periodiska signaler. Till exempel mäta en dels rotationshastighet med hjälp av en blinkande blixtlampa: observera positionen för märket på den roterande delen vid ögonblicken då lampan blinkar, delens hastighet bestäms utifrån den kända frekvensen av blixtarna och förskjutning av märket.

Verifiering av efterlevnaden av obligatoriska krav och regler utförs i form av statlig kontroll (tillsyn) över efterlevnaden av obligatoriska krav.

Noggrannhet av mätningar bestäms av mätfelets närhet till noll, dvs. mätresultatens närhet till det verkliga värdet av en storhet.

Sant värde för den uppmätta kvantiteten– Värdet av en fysisk storhet som idealiskt skulle återspegla motsvarande egenskap hos ett objekt i kvantitativa och kvalitativa termer.

Det faktiska värdet av den uppmätta kvantitetenär ett värde som hittats experimentellt och som ligger så nära det sanna värdet att det istället kan användas för ett givet syfte.

På grund av egenskaperna hos våra sinnesorgan (syn och hörsel) och ofullkomligheten hos de mätinstrument vi använder, är det omöjligt att fastställa det verkliga värdet av det uppmätta värdet.

Man kan bara indikera att det är mellan några två värden, varav det ena tas med en brist och det andra med ett överskott. Ju närmare dessa värden är varandra, desto mindre skillnad är deras, desto mer exakt är mätningen därför.

Mätfelet kan uttryckas kvantitativt i enheter av det uppmätta värdet eller i förhållande till felet till mätresultatet, men mätnoggrannheten kan inte bestämmas direkt från mätresultaten. Därför brukar man tala om hög (medel, låg) mätnoggrannhet i kvalitativ mening.

Det är därför det är bekvämare att kvantifiera noggrannheten för mätningar med hjälp av ett fel.

Experimentörens uppgift är alltså inte bara att bestämma detta eller det önskade värdet, utan också att ange vad som är noggrannheten för att bestämma detta värde, eller med andra ord, vad är värdet på det tillåtna felet.

För närvarande finns det många typer av mätningar, kännetecknade av den uppmätta kvantitetens fysiska karaktär och de faktorer som bestämmer olika förhållanden och mätlägen. Huvudtyper av mätningar fysiska kvantiteter, inklusive linjärvinklade (GOST 16263–70), är hetero, indirekt, kumulativ, gemensam, absolut Och relativ.

Mest använda direkta mätningar , bestående av det faktum att det önskade värdet av den uppmätta kvantiteten hittas från experimentella data med hjälp av mätinstrument. Den linjära dimensionen kan ställas in direkt med hjälp av skalorna för en linjal, måttband, bromsok, mikrometer, den verkande kraften - med en dynamometer, temperatur - med en termometer, etc.

Den direkta mätekvationen har formen:

där Q är det önskade värdet av den uppmätta storheten; X är värdet på den uppmätta storheten som erhålls direkt från mätinstrumentens avläsningar.

Indirekt– sådana mätningar där den erforderliga kvantiteten bestäms av det kända förhållandet mellan denna kvantitet och andra kvantiteter som erhålls genom direkta mätningar.

Den indirekta mätekvationen har formen:

Q = f (x 1, x 2, x 3, ...),

där Q är det önskade värdet av den indirekt uppmätta kvantiteten; x 1, x 2, x 3, ... – värden på kvantiteter uppmätta genom direkt mätning.

Indirekta mätningar används i de fall den önskade kvantiteten är omöjlig eller mycket svår att mäta direkt, d.v.s. direkt typ av mätning, eller när den direkta typen av mätning ger ett mindre exakt resultat.

Exempel på en indirekt typ av mätning är att fastställa volymen av en parallellepiped genom att multiplicera tre linjära storheter (längd, höjd och bredd) bestämda med den direkta typen av mätning, beräkning av motoreffekt, bestämning av en ledares elektriska resistivitet med dess resistans, längd och tvärsnittsarea m.m.

Ett exempel på en indirekt mätning är också mätning av medeldiametern på en extern fästgänga med hjälp av "tre trådar"-metoden. Denna metod är baserad på den mest exakta bestämningen av den genomsnittliga gängdiametern d2 som diametern på en konventionell cylinder, vars generatris delar gängprofilen i lika delar P/2 (Fig. 2.1):

där Dmeas – avstånd, inklusive tråddiametrar, erhållet genom direkta mätningar;

d 2 – trådens diameter, vilket säkerställer kontakt med gängprofilen vid punkter som ligger på generatrisen d 2;

α – gängprofilvinkel;

P – gängstigning.

Aggregerade mått utförs genom samtidig mätning av flera kvantiteter med samma namn, vid vilka det önskade värdet hittas genom att lösa ett ekvationssystem erhållet genom direkta mätningar av olika kombinationer av dessa storheter. Ett exempel på kumulativa mätningar är kalibreringen av vikter i en uppsättning med hjälp av den kända massan för en av dem och resultaten av direkta jämförelser av massorna av olika kombinationer av vikter.

Till exempel är det nödvändigt att kalibrera en bränd massa på 1; 2; 5; 10 och 20 kg. Den exemplariska vikten är 1 kg, märkt 1 volym.

Låt oss ta mått och ändra kombinationen av vikter varje gång:

1 = 1 06 + A; 1 + l varv = 2 + b; 2 = 2 + Med; 1+2 + 2 = 5 + d etc.

Brev A, b, Med, d– okända värden på vikter som måste adderas eller subtraheras från viktens massa. Genom att lösa ekvationssystemet kan du bestämma värdet på varje vikt.

Fogmått– samtidiga mätningar av två eller flera olika storheter för att hitta sambandet mellan dem, till exempel mätningar av en kropps volym gjorda med mätningar av olika temperaturer som bestämmer förändringen i denna kropps volym.

Huvudtyperna av mätningar, baserade på arten av mätresultaten för olika fysiska storheter, inkluderar absoluta och relativa mätningar.

Absoluta mått baseras på direkta mätningar av en eller flera fysiska storheter. Ett exempel på en absolut mätning skulle vara att mäta diametern eller längden på en rulle med en bromsok eller mikrometer, eller mäta temperatur med en termometer.

Absoluta mätningar åtföljs av en bedömning av hela det uppmätta värdet.

Relativa mått baseras på att mäta förhållandet mellan den uppmätta kvantiteten, som spelar rollen som en enhet, eller att mäta en kvantitet i förhållande till kvantiteten med samma namn, taget som den initiala. Som prover används ofta standardmått i form av planparallella ändlängdsmått.

Ett exempel på relativa mätningar kan vara mätningar av kaliber av pluggar och klammer på horisontella och vertikala optimetrar med inställning av mätinstrument enligt standardmått. När man använder referensstandarder eller referensdelar kan relativa mätningar förbättra mätresultatens noggrannhet jämfört med absoluta mätningar.

Utöver de typer av mätningar som övervägs, klassificeras enligt huvudkaraktäristiken - metoden för att erhålla mätresultatet, typer av mätningar också enligt mätresultatens noggrannhet - i lika exakt Och olika, enligt antal mätningar – per flera olika Och en gång, i förhållande till förändringen av det uppmätta värdet över tid – med statisk Och dynamisk, genom närvaron av kontakt mellan mätytan på mätinstrumentet med produktens yta - på Kontakt Och kontaktlöst och så vidare.

Beroende på det metrologiska syftet delas mätningarna in i teknisk– produktionsmått, kontroll och verifiering Och metrologiska– mätningar med högsta möjliga noggrannhet med hjälp av standarder för att reproducera enheter av fysiska storheter för att överföra deras storlek till fungerande mätinstrument.

Mätmetoder

I enlighet med RMG 29–99 omfattar de huvudsakliga mätmetoderna den direkta bedömningsmetoden och jämförelsemetoderna: differential, noll, substitution och coincidence.

Direkt metod– en mätmetod där värdet på en storhet bestäms direkt från avläsningsanordningen på en direktverkande mätanordning, till exempel mätning av en axel med en mikrometer och kraft med en mekanisk dynamometer.

Metoder för jämförelse med ett mått– Metoder där det uppmätta värdet jämförs med det värde som återges av måttet:

differentiell metod kännetecknad av att mäta skillnaden mellan den uppmätta kvantiteten och en känd storhet som återges av måttet. Ett exempel på en differentialmetod är mätningen med en voltmeter av skillnaden mellan två spänningar, varav den ena är känd med stor noggrannhet och den andra är det önskade värdet;

noll-metoden– där skillnaden mellan den uppmätta kvantiteten och måttet reduceras till noll. I detta fall har nollmetoden fördelen att måttet kan vara många gånger mindre än det uppmätta värdet, till exempel vägning på våg, när lasten som vägs är på ena armen och en uppsättning referensvikter på den andra ;

substitutionsmetod– en metod för jämförelse med ett mått, där det uppmätta värdet ersätts med ett känt värde som återges av måttet. Substitutionsmetoden används vid vägning med växelvis placering av den uppmätta massan och vikterna på samma våg;

slumpmetoden– en metod för jämförelse med ett mått, där skillnaden mellan den uppmätta kvantiteten och det värde som återges av måttet mäts med hjälp av sammanfallande av skalmärken eller periodiska signaler. Ett exempel på att använda denna metod är att mäta längden med en nockmätare.

Beroende på vilken typ av mätinstrument som används, särskiljs instrumentella, expert-, heuristiska och organoleptiska mätmetoder.

Instrumentell metod bygger på användning av speciella tekniska medel, inklusive automatiserade och automatiserade.

Expertmetod Bedömningen baseras på bedömning av en grupp specialister.

Heuristiska metoder uppskattningar är baserade på intuition.

Organoleptiska metoder bedömningar baseras på användningen av mänskliga sinnen. Bedömning av ett objekts tillstånd kan utföras genom element-för-element och komplexa mätningar. Element-för-element-metoden kännetecknas av att varje produktparameter mäts separat. Till exempel excentricitet, ovalitet, skärning av en cylindrisk axel. Komplex metod kännetecknas av att mäta den övergripande kvalitetsindikatorn, som påverkas av dess individuella komponenter. Till exempel mäta den radiella utloppet av en cylindrisk del, som påverkas av excentricitet, ovalitet, etc.; styrning av profilposition längs gränskonturer etc.

En mätmetod är en uppsättning tekniker för att använda principer och mätinstrument.

A).Den direkta bedömningsmetoden består i att bestämma värdet av en fysisk storhet med hjälp av avläsningsanordningen på en direktverkande mätanordning. Till exempel mätning av spänning med en voltmeter Denna metod är den vanligaste, men dess noggrannhet beror på mätenhetens noggrannhet.

B). Metod för jämförelse med ett mått - i detta fall jämförs det uppmätta värdet med värdet som återges av måttet. Mätnoggrannheten kan vara högre än precisionen för direkt bedömning.

Det finns följande typer av jämförelsemetoder med ett mått:

Kontrasterande metod, där den uppmätta och återgivna mängden samtidigt påverkar jämförelseanordningen, med vars hjälp förhållandet mellan storheterna fastställs. Exempel: Mätning av vikt med hjälp av en spakvåg och en uppsättning vikter.

Differentiell metod, där mätanordningen påverkas av skillnaden mellan det uppmätta värdet och det kända värdet som återges av måttet. I detta fall utförs inte balanseringen av det uppmätta värdet med ett känt värde helt. Exempel: Mätning av DC-spänning med en diskret spänningsdelare, en referensspänningskälla och en voltmeter.

Noll metod, där den resulterande effekten av påverkan av båda kvantiteterna på jämförelseanordningen bringas till noll, vilket registreras av en mycket känslig anordning - en nollindikator. Exempel: Mätning av ett motstånds resistans med hjälp av en fyrarmad brygga, där spänningsfallet över ett motstånd med okänd resistans balanseras av spänningsfallet över ett motstånd med känt motstånd.

Substitutionsmetod, där den uppmätta kvantiteten och en känd kvantitet växelvis är anslutna till enhetens ingång, och värdet på den uppmätta kvantiteten uppskattas från två avläsningar av enheten, och sedan genom att välja en känd storhet, säkerställs de att båda avläsningarna sammanfalla. Med denna metod kan hög mätnoggrannhet uppnås med ett högprecisionsmått av en känd kvantitet och hög känslighet hos enheten. Exempel: noggrann, exakt mätning av en liten spänning med hjälp av en mycket känslig galvanometer, till vilken en källa med okänd spänning först ansluts och pekarens avböjning bestäms, och sedan med hjälp av en justerbar källa med känd spänning, samma avböjning av pekaren uppnås. I detta fall är den kända spänningen lika med den okända.

Matchningsmetod, där skillnaden mellan det uppmätta värdet och det värde som återges av måttet mäts med användning av sammanfallande av skalmärken eller periodiska signaler. Exempel: mäta en dels rotationshastighet med hjälp av en blinkande blixtlampa: observera läget för märket på den roterande delen vid ögonblicken då lampan blinkar, delens hastighet bestäms utifrån den kända frekvensen av blixtarna och förskjutningen av märket.

Typerna av mätningar (om vi inte delar upp dem efter typerna av uppmätta fysiska storheter i linjära, optiska, elektriska etc.) inkluderar mätningar:

direkt och indirekt,
kumulativ och gemensam,
absolut och relativ,
singel och flera
tekniska och metrologiska,
lika och ojämlikt,
lika spridda och ojämnt spridda,
statisk och dynamisk.

Direkta och indirekta mätningar särskiljs beroende på metoden för att erhålla mätresultatet.

Vid direkta mätningar bestäms det önskade värdet av kvantiteten direkt från enheten för visning av mätinformation för det använda mätinstrumentet. Formellt, utan att ta hänsyn till mätfelet, kan de beskrivas med uttrycket

där Q är den uppmätta kvantiteten,

Indirekta mätningar är mätningar där det önskade värdet av en storhet hittas på basis av ett känt förhållande mellan denna storhet och de storheter som utsätts för direkta mätningar. Formell notation för en sådan mätning

Q = F (X, Y, Z,...),

där X, Y, Z,... är resultatet av direkta mätningar.

Mätningen av en viss uppsättning fysiska storheter klassificeras enligt homogeniteten (eller heterogeniteten) hos de uppmätta storheterna.

I aggregerade mätningar mäts flera kvantiteter med samma namn.

Gemensamma mätningar innebär att man mäter flera kvantiteter av olika namn, till exempel för att hitta sambandet mellan dem.

När man gör mätningar kan olika betygsskalor användas för att visa resultaten, inklusive de graderade antingen i enheter av den fysiska kvantitet som mäts, eller i olika relativa enheter, inklusive dimensionslösa. I enlighet med detta är det vanligt att skilja mellan absoluta och relativa mätningar.

Baserat på antalet upprepade mätningar av samma kvantitet särskiljs enstaka och multipla mätningar, och multipla mätningar innebär implicit efterföljande matematisk bearbetning av resultaten.

Beroende på noggrannheten delas mätningarna in i tekniska och metrologiska, samt lika exakta och ojämnt exakta, lika spridda och ojämnt spridda.

Tekniska mätningar utförs med en förutbestämd noggrannhet, med andra ord bör felet i tekniska mätningar inte överstiga ett förutbestämt värde.

Metrologiska mätningar utförs med högsta möjliga noggrannhet, vilket ger ett minimalt mätfel.

Bedömningen av lika noggrannhet och icke-ekvivalens, jämviktsspridning och icke-likviddspridning av resultaten av flera mätserier beror på det valda begränsande måttet på skillnaden i fel eller deras slumpmässiga komponenter, vars specifika värde bestäms beroende på mätningen uppgift.

Det är mer korrekt att karakterisera statiska och dynamiska mätningar beroende på jämförbarheten av uppfattningssättet för insignalen för mätinformation och dess transformation. Vid mätning i ett statiskt (kvasistatiskt) läge är ändringshastigheten för insignalen oproportionerligt lägre än hastigheten för dess omvandling i mätkretsen, och alla ändringar registreras utan ytterligare dynamisk distorsion. Vid mätning i dynamiskt läge uppstår ytterligare (dynamiska) fel på grund av för snabba förändringar i själva den uppmätta fysiska storheten eller ingångssignalen för mätinformation från en konstant uppmätt storhet.

Kolchkov V.I. METROLOGI, STANDARDISERING OCH CERTIFIERING. M.: Lärobok

3. Metrologi och tekniska mätningar

3.2. Typer och metoder för mätning

Mått- processen att hitta värdet av en fysisk kvantitet empiriskt med hjälp av mätinstrument.

Resultatet av processen är värdet av en fysisk kvantitet Q = qU, Var q- numeriskt värde för en fysisk kvantitet i accepterade enheter; U- enhet för fysisk kvantitet. Fysiskt kvantitetsvärde F, som hittas under mätning, kallas giltig.

Mätprincip- fysiskt fenomen eller uppsättning fysiska fenomen, som ligger till grund för mätningarna. Till exempel mätning av kroppsvikt med hjälp av vägning med gravitation proportionell mot massa, mätning av temperatur med hjälp av den termoelektriska effekten.

Mätningsmetod- en uppsättning tekniker för att använda principer och mätinstrument.

Mätinstrument (MI) används t tekniska medel med standardiserade metrologiska egenskaper.

Det finns olika typer av mätningar. Klassificeringen av mättyper utförs utifrån arten av det uppmätta värdets beroende av tid, typen av mätekvation, de förhållanden som bestämmer mätresultatets noggrannhet och metoderna för att uttrycka dessa resultat.

Baserat på arten av det uppmätta värdets beroende av mättiden delas de in i statiska och dynamiska mätningar.

Statisk - dessa är mätningar där den uppmätta kvantiteten förblir konstant över tiden. Sådana mätningar är till exempel mätningar av produktdimensioner, konstant tryck, temperatur m.m.

Dynamisk - det är mätningar under vilka det uppmätta värdet ändras över tiden, till exempel mätning av tryck och temperatur vid gaskompression i en motorcylinder.

Enligt metoden för att erhålla resultat, bestämt av typen av mätekvation, finns det direkt indirekt, aggregat- och fogmått.

Direkt - det här är mätningar där det önskade värdet av en fysisk storhet hittas direkt från experimentella data. Direkta mätningar kan uttryckas med formeln F = X, Var F- det önskade värdet för den uppmätta kvantiteten, och X- värde direkt erhållet från experimentella data. Exempel på sådana mätningar är: mätning av längd med linjal eller måttband, mätning av diameter med bromsok eller mikrometer, mätning av vinkel med gradskiva, mätning av temperatur med termometer, etc.

Indirekt - det här är mätningar där värdet av en kvantitet bestäms utifrån ett känt förhållande mellan den önskade kvantiteten och kvantiteter vars värden hittas genom direkta mätningar. Således beräknas värdet på den uppmätta storheten med formeln Q = F(x1, x2 ... xN), Var F- önskat värde för den uppmätta kvantiteten; F- känt funktionellt beroende, x1, x2, … , xN- värden på kvantiteter som erhållits genom direkta mätningar. Exempel på indirekta mätningar: bestämning av en kropps volym genom direkta mätningar av dess geometriska dimensioner, bestämning av en ledares elektriska resistivitet genom dess resistans, längd och tvärsnittsarea, mätning av medeldiametern för en gänga med hjälp av tretrådsmetoden , etc. Indirekta mätningar används i stor utsträckning i de fall den önskade kvantiteten är omöjlig eller för svår att mäta med direkt mätning. Det finns fall då en kvantitet endast kan mätas indirekt, till exempel dimensioner av astronomisk eller intraatomär ordning.

Aggregat - Dessa är mätningar där värdena för de uppmätta storheterna bestäms baserat på resultaten av upprepade mätningar av en eller flera kvantiteter med samma namn för olika kombinationer av åtgärder eller dessa storheter. Värdet på den önskade kvantiteten bestäms genom att lösa ett ekvationssystem sammanställt från resultaten av flera direkta mätningar. Ett exempel på aggregatmått är att bestämma massan av de individuella vikterna i en uppsättning, dvs. utföra kalibrering med hjälp av den kända massan för en av dem och baserat på resultaten av direkta mätningar och jämförelse av massorna för olika kombinationer av vikter. Låt oss överväga ett exempel på kumulativa mätningar, som består av att kalibrera en vikt som består av vikter som väger 1, 2, 2*, 5, 10 och 20 kg. Ett antal vikter (förutom 2*) representerar exemplariska massor av olika storlekar. En asterisk indikerar en vikt som har ett annat värde än det exakta värdet på 2 kg. Kalibrering består av att bestämma massan av varje vikt med en referensvikt, till exempel en vikt som väger 1 kg. Genom att ändra kombinationen av vikter kommer vi att ta mått. Låt oss skapa ekvationer där vi betecknar massan av individuella vikter med siffror, till exempel betyder 1 arr massan av en standardvikt på 1 kg, då: 1 = 1 arr + a; 1 + 1 varv = 2 + b; 2* = 2 + c; 1 + 2 + 2* = 5 + d etc. Ytterligare vikter som måste läggas till vikten som anges på höger sida av ekvationen eller subtraheras från den för att balansera vågen anges a, b, c, d. Genom att lösa detta ekvationssystem kan du bestämma massan av varje vikt.

Gemensam - det är mätningar som görs samtidigt av två eller flera olika storheter för att hitta det funktionella sambandet mellan dem. Exempel på fogmätningar är att bestämma längden på en stav som en funktion av dess temperatur eller beroendet av en ledares elektriska resistans på tryck och temperatur.

Enligt de förhållanden som bestämmer resultatets noggrannhet delas mätningar in i tre klasser.

1. Mätningar med högsta möjliga noggrannhet, uppnås med den befintliga tekniknivån. Denna klass inkluderar alla högprecisionsmätningar och först och främst referensmätningar förknippade med högsta möjliga noggrannhet för reproduktion av etablerade enheter av fysiska storheter. Detta inkluderar även mätningar av fysikaliska konstanter, i första hand universella sådana, till exempel mätning av det absoluta värdet av tyngdaccelerationen.

2. Kontroll- och verifieringsmätningar, vars fel med viss sannolikhet inte bör överstiga ett visst angivet värde. Denna klass inkluderar mätningar utförda av statliga kontrolllaboratorier (övervakning) för överensstämmelse med kraven i tekniska föreskrifter, såväl som tillståndet för mätteknik och fabriksmätningslaboratorier. Dessa mätningar garanterar resultatets fel med en viss sannolikhet som inte överstiger ett visst förutbestämt värde.

3. Tekniska mätningar , där resultatets fel bestäms av mätinstrumentens egenskaper. Exempel på tekniska mätningar är mätningar gjorda under tillverkningsprocessen kl industriföretag, inom tjänstesektorn m.m.

Beroende på metoden för att uttrycka mätresultat finns det absolut och relativ mätningar.

Absolut är mätningar som är baserade på direkta mätningar av en eller flera basstorheter eller på användningen av värden på fysikaliska konstanter. Exempel på absoluta mätningar är: bestämning av längd i meter, elektrisk ström i ampere, tyngdacceleration i meter per sekund i kvadrat.

Relativ är mätningar där den önskade kvantiteten jämförs med mängden med samma namn, som spelar rollen som en enhet eller tas som den initiala. Exempel på relativa mätningar är: mätning av skalets diameter med antalet varv på mätrullen, mätning av relativ luftfuktighet, definierat som förhållandet mellan mängden vattenånga i 1 kubikmeter luft och mängden vattenånga som mättar 1 kubikmeter luft vid en given temperatur.

Beroende på metoden för att bestämma värdena för de erforderliga kvantiteterna, finns det två huvudsakliga mätmetoder metod för direkt bedömning och metod för jämförelse med en åtgärd.

Direkt bedömningsmetod - en mätmetod där värdet av en storhet bestäms direkt från avläsningsanordningen på en direktverkande mätanordning. Exempel på sådana mätningar är: mätning av längd med linjal, mått på delar med mikrometer, lutningsmätare, tryck med manometer, etc.

Jämförelsemetod med mått - en mätmetod där det uppmätta värdet jämförs med det värde som återges av måttet. Till exempel, för att mäta diametern på en mätare, ställs optimometern på noll med hjälp av blocket av mätblock, och mätresultatet erhålls från indikeringen av optimometerpilen, som är avvikelsen från noll. Således jämförs det uppmätta värdet med storleken på mätblocket. Det finns flera varianter av jämförelsemetoden:

en metod oppositioner, där det uppmätta värdet och det värde som återges av måttet samtidigt påverkar en jämförelseanordning som gör det möjligt att fastställa förhållandet mellan dessa värden, till exempel mätning av resistans med hjälp av en bryggkrets med inkludering av en indikeringsanordning i diagonalen av bron;

b) differentiell en metod där den uppmätta kvantiteten jämförs med en känd storhet som återges av måttet. Denna metod, till exempel, bestämmer avvikelsen för den kontrollerade diametern för en del på optimometern efter att den har justerats till noll med hjälp av blocket av mätblock;

V) null metod är också en typ av jämförelsemetod med ett mått, där den resulterande effekten av påverkan av mängder på jämförelseanordningen nollställs. Denna metod mäter elektriskt motstånd med hjälp av en bryggkrets med dess fullständiga balansering;

d) med metoden tändstickor skillnaden mellan det uppmätta värdet och det värde som återges av måttet bestäms med hjälp av sammanfallande av skalmärken eller periodiska signaler. Till exempel, när man mäter med ett bromsok, sammanfaller märkena på huvud- och vernierskalorna.

Beroende på metoden för att erhålla mätinformation kan mätningar vara kontakt och icke-kontakt.
Beroende på typ , använda mätinstrument , skilja instrumental, expert, heuristisk och organoleptisk mätmetoder.

Instrumentell metod bygger på användning av speciella tekniska medel, inklusive automatiserade och automatiserade.

Expertmetod Bedömningen baseras på bedömning av en grupp specialister.

Heuristiska metoder uppskattningar är baserade på intuition.

Organoleptiska metoder bedömningar baseras på användningen av mänskliga sinnen. En bedömning av objektets skick kan göras element för element och komplex mätningar. Elementär Metoden kännetecknas av att varje parameter i produkten mäts separat. Till exempel excentricitet, ovalitet, skärning av en cylindrisk axel. Komplex metod kännetecknas av att mäta den övergripande kvalitetsindikatorn, som påverkas av dess individuella komponenter. Till exempel mäta den radiella utloppet av en cylindrisk del, som påverkas av excentricitet, ovalitet, etc.; styrning av profilposition längs gränskonturer etc.

Teori Verkstad Uppgifter Information