Mätmetoder typer karakteristiska. Huvudegenskaper och mätmetoder. Fördelning efter räknemetod

8. Av den uppmätta kvantitetens natur:

mekanisk

elektriska och magnetiska

termofysiska

optisk

fysiska och kemiska

akustisk

strålning

10. Beroende på graden av tillräcklighet för mätningar:

nödvändig

överflödig

1. Tekniska mått – mätningar utförda med hjälp av fungerande mätinstrument. De används för kontroll och ledning i produktionsprocessen vid företag i olika branscher, i den sociala sfären, i vardagen. Till exempel temperaturmätningar under den tekniska processen, mätning av densiteten av en formaldehydlösning under formalinkvalitetskontroll, tiden en idrottare springer 100 meter, massan av tre ben på marknaden. Med tekniska mätningar finns det inget behov av att fastställa och analysera felen i de erhållna resultaten. Därför accepteras felet som tillskrivs mätinstrumentet eller mätproceduren, vilket är tillräckligt för att lösa detta praktiska problem. Tekniska mått är den mest utbredda typen av mått

Metrologiska mätningar - Mätningar utförda med hjälp av standarder och exemplariska mätinstrument för att reproducera enheter av fysiska storheter och överföra deras storlek till fungerande mätinstrument. Referensmått- det här är mätningar med högsta möjliga noggrannhet, som kan uppnås med den nuvarande utvecklingsnivån för teknik och teknik, till exempel mätningar av grundläggande fysikaliska konstanter - det absoluta värdet av tyngdaccelerationen, massan av isotoper av kemiska element. I kontrollmätningar felet måste fastställas eller bekräftas och får inte överstiga det angivna värdet. Detta inkluderar mätningar utförda av laboratorier för statlig metrologisk övervakning. Till exempel,"GOST 8.024-75 GSI. State Primary Standard and All-Union Verification Scheme för mätinstrument för vätskedensitet.

Laboratoriemätningar är mellanliggande mellan tekniska och metrologiska och kan utföras med olika noggrannhet beroende på syftet med studien.

2. Kontaktmätningsmetod, kontaktmetod – enhetens känsliga element bringas i kontakt med mätobjektet. Exempel: 1. Mätning av diametern på en axel med en bromsok, mätklämma eller kontroll av genomgående och genomgående mätare. 2. Mätning av kroppstemperatur med termometer.

Beröringsfri mätmetod, beröringsfri metod - en mätmetod som bygger på att det känsliga elementet i mätinstrumentet inte bringas i kontakt med mätobjektet. Exempel: 1. Mät avståndet till ett föremål med en radar 2. Mät temperaturen i en masugn med en pyrometer.

3. Statisk mätning – mätning av en fysisk storhet tagen i enlighet med en specifik mätuppgift som oförändrad över mättiden. Gränserna för tillåtna avvikelser är inte signifikanta i förhållande till det nominella värdet av den uppmätta storheten. Exempel: 1. Mätning av den elektriska ledningsförmågan hos ett elektrolytrester vid konstant temperatur. 2. Mätning av saltmassan när du packar den i påsar.

Dynamisk mätning – mätning av en fysisk storhet som varierar i storlek. Anmärkningar: 1. Termen "dynamisk" hänvisar till den mängd som mäts. 2. Strängt taget är alla fysiska storheter föremål för en eller annan förändring i tiden. Detta övertygar om behovet av att använda mer och mer känsliga mätinstrument, som gör det möjligt att upptäcka förändringar i värden som tidigare ansågs vara konstanta, så uppdelningen av mätningar i dynamiska och statiska är villkorad..

Exempel: mätningar av variabler i signalernas amplitud inom elektroteknik, radioteknik, elektronik. Inom analytisk kemi är detta en signal i kromatografi, spektrometri, voltammetri. Mätresultatet representeras av ett tidsvarierande värde, som anger de tidpunkter som dessa värden motsvarar.

4. Direkta mätningar - mätningar där det önskade värdet av kvantiteten erhålls direkt. Till exempel mäts längden direkt med en linjal, temperatur med en termometer, kraft med en dynamometer, ström med en amperemeter, spänning med en voltmeter, elektriskt motstånd med en ohmmeter, massor på vågen. Direkt mätekvation: X= q, varkX- mätinstrumentets divisionsvärde.Indirekta mätningar . Bestämning av önskat värde för en fysisk storhet baserat på resultaten av direkta mätningar av andra fysiska storheter funktionellt relaterade till det sökta värdet. Till exempel, volymen av en parallellepiped hittas genom att multiplicera tre linjära storheter (längd, bredd och höjd); elektriskt motstånd - genom att dividera spänningsfallet som mäts av voltmetern med styrkan av den elektriska strömmen som mäts av amperemetern, koncentrationen av bly i konserverad fisk med metoden för atomabsorptionsspektrometri, strippningsvoltammetri - enligt kalibreringsgrafen i koordinater uppmätta fastighetsvärde - koncentration. Indirekt mätekvation: X= f(y 1 , y 2 ,…,y n ) , var då i -i värden-Xhittade värdendirekta mätningar.

Kumulativa mätningar - samtidiga mätningar av flera liknande (homogena) storheter, där det önskade värdet hittas genom att lösa ett ekvationssystem som erhålls genom att mäta dessa storheter i olika kombinationer. Till exempel, när man bestämmer koncentrationen av två komponenter från absorptionsspektrumet, är ett system av ekvationer sammansatt: 1 ( 1 )FRÅN 1 +  2 ( 1 )FRÅN 2 = A 1

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

där A är det uppmätta värdet för lösningens optiska densitet vid våglängder 1 Och 2

 1 Och 2 - molära koefficienter för ljusabsorption, tabellvärden.

Fogmått - samtidiga (direkta och indirekta) mätningar av två eller flera olika (heterogena) storheter för att hitta ett funktionellt samband mellan dem. Till exempel motståndR t ledare vid en fast temperaturtbestäms av formelnR t = R 0 (1 +  t), varR 0 Och - resistans vid en känd temperaturt 0 (vanligtvis 20 o C) och temperaturkoefficient (dessa kvantiteter är konstanta och mäts med en indirekt metod); t = t - t 0 - temperaturskillnad;tär temperaturbörvärdet uppmätt med den direkta metoden.

5. Mätmetod – en metod eller en uppsättning metoder för att jämföra den uppmätta fysiska storheten med dess enhet i enlighet med den realiserade mätprincipen. Mätmetoden bestäms vanligtvis av konstruktionen av mätinstrument.

Direkt utvärderingsmetod - en mätmetod där värdet av en storhet bestäms direkt av det indikerande mätinstrumentet. Exempel: tryck med manometer, tid med stoppur, vikt på urtavla, temperatur med kvicksilvertermometer osv.

Mät jämförelsemetod - en mätmetod där den mängd som mäts jämförs med den mängd som kan reproduceras av måttet. Exempel: - mätning av massa på en vågvåg med vikter (mått), mätning av innehållet av ett grundämne i ett prov genom jämförelse med ett standardprov av sammansättningen,

Nollmätningsmetod - jämförelsemetod med ett mått där nettoeffekten av mätvärdet och måttet på jämförelsen reduceras till noll. Exempel: mätning av elektriskt motstånd, induktanser och kapacitanser med hjälp av en fullt balanserad brygga, vägande på en likaarmsvåg

Förskjutningsmätningsmetod – metod för jämförelse med ett mått, där mätvärdet ersätts med ett mått med ett känt värde på kvantiteten.

Tilläggsmätningsmetod - en metod för jämförelse med ett mått, där värdet av den uppmätta storheten kompletteras med ett mått av samma kvantitet på ett sådant sätt att komparatorn påverkas av deras summa lika med ett förutbestämt värde.

Differentiell mätmetod - en metod för jämförelse med ett mått, där den uppmätta kvantiteten jämförs med en homogen storhet som har ett känt värde. Något annorlunda än värdet på den uppmätta kvantiteten. och vid vilken skillnaden mellan de två storheterna mäts.

6. Absolut mätning - ett mått baserat på direkta mätningar av en eller flera basstorheter och (eller) användningen av fysikaliska konstanter, det vill säga i absoluta enheter. Notera - Begreppet "absolut mätning" används i motsats till begreppet "relativt mått" och betraktas som ett mått på en kvantitet i dess enheter.

Relativ mätning - mätning av förhållandet mellan en kvantitet och en kvantitet med samma namn, som spelar rollen som en enhet, eller ett mått på en kvantitet i förhållande till en kvantitet med samma namn, taget som den initiala, dvs. relativa enheter. Exempel: mätning av transmissionsvärdet i infraröd spektrometri, luftens relativa fuktighet - är förhållandet mellan mängden vattenånga i 1 m 3 luft till den mängd vattenånga som mättar 1 m 3 luft vid en given temperatur. Relativa mätningar, allt annat lika, kan utföras mer exakt än absoluta, eftersom felet i kvantitetsmåttet inte ingår i det totala felet.

7. Motsvarande mått - en serie mätningar av en kvantitet, gjorda av mätinstrument med samma noggrannhet under samma förhållanden med samma noggrannhet. Obs: innan du bearbetar en serie mätningar måste du se till att alla mätningar i denna serie är lika exakta.. Förfarandet för att bearbeta lika och ojämlika mätningar är olika, det är enklare i det första fallet.

Olika mått - en serie mätningar av en viss kvantitet, utförda av mätinstrument med olika noggrannhet och (eller) under olika förhållanden. Notera - En serie ojämna mätningar bearbetas med hänsyn till vikten av individuella mätningar som ingår i serien.

8. Enkel mätning – mätning utförd en gång. Notera – I många fall utförs endast enstaka mätningar i praktiken. Till exempel utförs mätningen av en specifik tidpunkt med klockan vanligtvis en gång. Den praktiska tillämpningen av denna typ av mätning är alltid förenad med stora fel. För att eliminera ett grovt fel - en miss, två eller tre enstaka mätningar bör utföras och det slutliga resultatet bör hittas som det aritmetiska medelvärdet av två eller tre mätningar.

Flera mätningar - mätning av en fysisk kvantitet av samma storlek, vars resultat erhålls från flera på varandra följande mätningar, det vill säga består av ett antal enstaka mätningar, oftast fler än fyra. Fördelen med flera mätningar är en signifikant minskning av inverkan av slumpmässiga faktorer på mätfelet.

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

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

Den direkta mätekvationen har formen:

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

Indirekt- sådana mätningar där det önskade värdet bestäms av det kända förhållandet mellan detta värde och andra storheter som erhålls genom direkta mätningar.

Den indirekta mätekvationen har formen:

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

där Q är det önskade värdet av den indirekt uppmätta kvantiteten; х 1 , х 2 , х 3 , ... är värdena för kvantiteter som mäts av den direkta typen av mätningar.

Indirekta mätningar används i de fall det önskade värdet är omöjligt eller mycket svårt att mäta direkt, d.v.s. direkt mätning, eller när den direkta mätningen ger ett mindre exakt resultat.

Exempel på en indirekt typ av mätning är fastställandet av volymen av en parallellepiped genom att multiplicera tre linjära storheter (längd, höjd och bredd) bestämda med hjälp av den direkta typen av mätning, beräkning av motoreffekt, bestämning av den elektriska resistiviteten hos en ledare genom dess resistans, längd och tvärsnittsarea, etc.

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

där D meas är avståndet, inklusive tråddiametrar, erhållet genom direkta mätningar;

d2 - tråddiameter, som ger kontakt med gängprofilen vid punkter som ligger på generatrisen d2;

α är vinkeln för gängprofilen;

P - gängstigning.

Kumulativa mätningar utförs genom samtidig mätning av flera kvantiteter med samma namn, där 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 vikterna för en uppsättning med den kända massan för en av dem och genom resultaten av direkta jämförelser av massorna av olika kombinationer av vikter.

Till exempel är det nödvändigt att kalibrera en bränd massa på 1; 2; fem; 10 och 20 kg. En exemplifierande vikt är 1 kg, märkt 1 vol.

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

1 = 1 06 + men; 1 + l ungefär = 2 + b; 2 = 2 + från; 1+2 + 2 = 5 + d etc.

Brev men, b, från, d– okända värden på vikter som måste läggas till eller subtraheras från massan på kettlebell. Genom att lösa ett ekvationssystem 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, vilket orsakar en förändring av denna kropps volym.

Huvudtyperna av mätningar, på basis av 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 är att mäta diametern eller längden på en pärla med en bromsok eller mikrometer, eller mäta temperatur med en termometer.

Absoluta mätningar åtföljs av en utvärdering av hela mätområdet.

Relativa mått baseras på att mäta förhållandet mellan det uppmätta värdet, som spelar rollen som en enhet, eller att mäta värdet i förhållande till värdet med samma namn, taget som det initiala. Som exempel används ofta exempel på mått i form av planparallella ändblock av längd.

Ett exempel på relativa mått kan vara mätningar av kaliber av pluggar och klammer på horisontella och vertikala optimetrar med justering av mätinstrument enligt exemplariska mått. När man använder exemplariska mått eller exemplariska delar kan relativa mätningar förbättra mätresultatens noggrannhet jämfört med absoluta mätningar.

Utöver de övervägda typerna av mätningar, enligt huvudfunktionen - metoden för att erhålla mätresultatet, klassificeras mättyperna också enligt mätresultatens noggrannhet - i likvärdig Och olika, enligt antalet mätningar flera olika Och enda, i förhållande till förändringen av det uppmätta värdet i tid - by 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 kalibrering Och metrologiska- mätningar med största 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 metoden för direkt bedömning och jämförelsemetoder: 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.

Mät jämförelsemetoder- Metoder där det uppmätta värdet jämförs med det värde som återges av måttet:

differentiell metod kännetecknad av att mäta skillnaden mellan det uppmätta värdet och det kända värdet, det reproducerbara 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 det uppmätta värdet och måttet reduceras till noll. Samtidigt har nollmetoden fördelen att måttet kan vara många gånger mindre än det uppmätta värdet, till exempel vägning på en våg, när vikten som vägs är på en arm och en uppsättning referensvikter är på den andra;

substitutionsmetod- en metod för jämförelse med ett mått, där det uppmätta värdet ersätts med ett känt värde som kan reproduceras av måttet. Substitutionsmetoden används vid vägning med alternativ placering av den uppmätta massan och vikterna på samma vågtråg;

matchningsmetod- en metod för jämförelse med ett mått, där skillnaden mellan det uppmätta värdet och det värde som återges av måttet mäts med hjälp av sammanträffande av skalmärken eller periodiska signaler. Ett exempel på användningen av denna metod är mätning av längd med en nockmätare.

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

instrumentell metod baserad på användning av speciella tekniska medel, inklusive automatiserade och automatiska.

expertmetod Utvärderingen baseras på användningen av bedömningar från en grupp specialister.

Heuristiska metoder uppskattningar är baserade på intuition.

Organoleptiska metoder uppskattningar är baserade på användningen av de mänskliga sinnena. Bedömning av objektets 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. Den komplexa metoden kännetecknas av mätningen av det totala kvalitetsindexet, som påverkas av dess individuella komponenter. Till exempel mäta den radiella utloppet av en cylindrisk del, som påverkas av excentricitet, ovalitet, etc.; profilpositionskontroll längs gränskonturer, etc.

Mätfel

Allmänna bestämmelser. Mätningsprocessen åtföljs oundvikligen av fel som orsakas av ofullkomligheten hos mätinstrumenten, instabiliteten hos mätförhållandena, ofullkomligheten i själva metoden och mättekniken, otillräcklig erfarenhet och ofullkomligheten i sinnesorganen hos den person som utför. måtten, samt andra faktorer.

Mätfel avvikelsen för mätresultatet från det verkliga värdet av den uppmätta storheten kallas:

ΔХ izi \u003d X i - X och,

där Xj är det i:te värdet av mätresultatet;

X och - det verkliga värdet av det uppmätta värdet.

Eftersom det sanna värdet av den uppmätta kvantiteten alltid förblir okänt, tas det aritmetiska medelvärdet för det med upprepade mätningar:

, (2.1)

där n är antalet gjorda mätningar.

Mätfelet (ΔХ izi), uttryckt i enheter av den uppmätta kvantiteten, kallas absolut. Det är inte alltid informativt. Till exempel kan ett absolut fel på 0,01 mm vara ganska stort när man mäter värden i tiondels millimeter och litet när man mäter värden större än några meter.

Ett mer informativt värde är det relativa felet, vilket förstås som förhållandet mellan det absoluta mätfelet och dess sanna värde (eller matematiska förväntan), %:

.

Det är det relativa felet som används för att karakterisera mätnoggrannheten.

Av naturen ( manifestationsmönster) mätfel delas in i systematiska, slumpmässiga och grova fel.

Systematiska fel. Systematiska fel inkluderar fel som, när upprepade mätningar förblir konstanta eller ändras enligt någon lag. Systematiska fel i mätningen med samma metod och samma mätinstrument har alltid konstanta värden. Orsakerna till deras utseende inkluderar:

– Metodfel eller teoretiska fel.

– Instrumentella fel.

– fel orsakade av miljöpåverkan och mätförhållanden.

Metodfel uppstå på grund av fel eller otillräcklig utveckling av mätmetoden. Detta inkluderar även olaglig extrapolering av en egenskap som erhållits till följd av en enda mätning till hela det uppmätta objektet. Till exempel, när man beslutar om en axels lämplighet genom en enda mätning, kan man göra ett misstag, eftersom sådana formfel som avvikelser från cylindricitet, rundhet, längdsnittsprofil etc inte beaktas. eliminera sådana systematiska fel i mätproceduren, rekommenderas det att utföra mätningar av delar och ömsesidigt vinkelräta riktningar.

Metodfel inkluderar också verktygets inverkan på objektets egenskaper (till exempel en betydande mätkraft som ändrar formen på en tunnväggig del) eller fel som är förknippade med alltför grov avrundning av mätresultatet.

Instrumentella fel förknippas med fel i mätinstrument orsakade av tillverkningsfel eller slitage på komponenterna i mätinstrumentet.

till de orsakade felen miljöpåverkan och mätförhållanden, hänvisar till temperatur (till exempel mätningar av en del som ännu inte har svalnat), vibrationer, ostyvhet på ytan som mätinstrumentet är installerat på etc.

En av metoderna för att upptäcka ett systematiskt fel kan vara att byta ut ett mätinstrument mot ett liknande om det antas vara en källa till ett systematiskt fel. På liknande sätt kan ett systematiskt fel som orsakats av yttre förhållanden upptäckas: till exempel att ersätta ytan som mätverktyget är installerat på med en styvare.

Uppkomsten av ett systematiskt fel kan upptäckas statistiskt genom att plotta mätresultaten på papper med specificerade intervall med specificerade gränser (till exempel begränsande dimensioner). En stabil förflyttning av mätresultatet mot en av gränserna kommer att innebära uppkomsten av ett systematiskt fel och behovet av ingrepp i den tekniska processen.

För att eliminera systematiska fel i produktionsförhållandena kalibreras mätinstrument, de orsaker som orsakas av miljöpåverkan elimineras och själva mätningarna utförs i strikt överensstämmelse med den rekommenderade metoden, och vidtar åtgärder för att förbättra den vid behov.

Konstanta systematiska fel påverkar inte värdena för slumpmässiga avvikelser av mätningar från det aritmetiska medelvärdet, så de är svåra att upptäcka med statistiska metoder. Analysen av sådana fel är endast möjlig på grundval av a priori kunskap om de fel som erhållits, i synnerhet under verifieringen av mätinstrument. Till exempel, vid kontroll av instrument för mätning av linjära storheter, reproduceras det uppmätta värdet vanligtvis med ett exemplifierande mått (slutmått på längd), vars verkliga värde är känt. Systematiska fel leder till förvrängning av mätresultaten och måste därför identifieras och beaktas vid utvärdering av mätresultaten. Helt systematiska fel är nästan omöjligt att eliminera; alltid i mätprocessen finns det kvar en viss liten kvantitet, som kallas det icke-exkluderade systematiska felet. Detta värde beaktas genom att göra justeringar.

Skillnaden mellan det aritmetiska medelvärdet av mätresultaten och värdet på måttet med en noggrannhet som bestäms av felet under dess certifiering kallas ändring . Det skrivs in i certifikatet för det certifierade mätinstrumentet och tas som det önskade systematiska felet.

Slumpmässiga fel. Slumpmässiga fel är fel som tar på sig upprepade mätningar av olika värden, oberoende i tecken och storlek, inte föremål för någon regelbundenhet. Det kan finnas många orsaker till slumpmässiga fel; till exempel fluktuationer i bearbetningstillägget, mekaniska egenskaper hos material, främmande inneslutningar, noggrannheten för att installera delar på maskinen, noggrannheten hos arbetsstyckets mätverktyg, förändringar i mätkraften för att fixera delen på maskinen, skärkrafter, etc.

Som regel är den individuella påverkan av var och en av dessa orsaker på mätresultaten liten och kan inte bedömas, särskilt eftersom den, som alla slumpmässiga händelser, kan eller inte kan inträffa i varje specifikt fall.

Slumpmässiga fel är föremål för ett antal villkor:

– små slumpmässiga fel är vanligare än stora;

- negativa och positiva i förhållande till det genomsnittliga mätvärdet, lika fel, förekommer lika ofta;

– varje mätmetod har sin egen gräns, bortom vilken fel praktiskt taget inte uppstår (annars kommer detta fel att vara grovt).

Identifieringen av slumpmässiga fel är särskilt nödvändig för exakta, till exempel, laboratoriemätningar. För att göra detta används flera mätningar av samma kvantitet, och deras resultat bearbetas med metoder för sannolikhetsteori och matematisk statistik. Detta gör att du kan förfina resultaten av mätningarna.

Inverkan av slumpmässiga fel uttrycks i spridningen av de erhållna resultaten i förhållande till den matematiska förväntningen, därför är förekomsten av slumpmässiga fel väl kvantifierad av standardavvikelsen (RMS).

För att uppskatta spridningen av mätresultaten för den fysiska storheten X i relativt medelvärdet , bestämt av (2.1), bestäms RMS av formeln

för n ≥ 20 (2,2)

för n ≤ 20, (2,3)

där n är antalet mätningar.

Eftersom medelvärdet för en serie mätningar är en slumpmässig approximation av det verkliga värdet av den uppmätta kvantiteten, används den experimentella RMS - S för att bedöma möjliga avvikelser från medelvärdet:

. (2.4)

Värdet på S används vid uppskattning av felen i slutresultatet.

Slumpmässiga mätfel, utan att ändra mätresultatets noggrannhet, påverkar ändå dess tillförlitlighet.

I detta fall har spridningen av det aritmetiska medelvärdet för en serie mätningar alltid ett mindre fel än felet för varje specifik mätning. Det följer av formlerna (2.2) och (2.3) att om det är nödvändigt att öka resultatets noggrannhet (med det systematiska felet uteslutet) med en faktor 2, måste antalet mätningar ökas med en faktor på 4.

Grova fel (missar). Grova fel är fel som inte är karakteristiska för den tekniska processen eller resultatet, vilket leder till uppenbara förvrängningar av mätresultaten. Oftast är de tillåtna av okvalificerad personal på grund av felaktig hantering av mätinstrumentet, felaktig avläsning av avläsningar, inspelningsfel eller på grund av en plötslig främmande orsak under implementeringen av tekniska processer för bearbetning av delar. De är omedelbart synliga bland de erhållna resultaten, eftersom de erhållna värdena skiljer sig från resten av värdena i uppsättningen mätningar.

Om det under mätningsprocessen är möjligt att hitta orsakerna som orsakar betydande skillnader, och efter att dessa orsaker har eliminerats, upprepade mätningar inte bekräftar sådana skillnader, kan sådana mätningar uteslutas från övervägande. Men det tanklösa förkastandet av mätningar som skiljer sig kraftigt från andra resultat kan leda till en betydande förvrängning av mätegenskaperna. Ibland, vid bearbetning av mätresultat, är det inte möjligt att ta hänsyn till alla omständigheter under vilka de erhölls. I det här fallet, när man uppskattar grova fel, måste man tillgripa de vanliga metoderna för att testa statistiska hypoteser.

Den testade hypotesen består i påståendet att mätresultatet X i inte innehåller ett grovt fel, utan är ett av värdena för en slumpvariabel. Kontrollera vanligtvis de största X m ah och de minsta X min värdena av mätresultaten. Följande kriterier används för att testa hypoteser.

1) Om antalet mätningar är n ≤ 10, då Chauviné-kriteriet. I detta fall är ett grovt fel (miss) resultatet X i om skillnaden överstiger värdena S, bestämt beroende på antalet mätningar:

där σ x är standardavvikelsen som erhålls med formeln (2.3).

2) Romanovsky-kriterium, används när antalet mätningar är 10< n < 20. При этом вычисляют отношение

och det erhållna värdet på β jämförs med det teoretiska β t vid den valda signifikansnivån q (se tabell 2.4). Kom ihåg att signifikansnivån är sannolikheten att förkasta den korrekta hypotesen i ett statistiskt hypotestest. Vanligtvis, vid bearbetning av resultaten av mätningar, tas dess värde i intervallet 0,05 ... 0,1. Om β överstiger β t anses resultatet X i vara en blunder.

Tabell 2.4

Värdetabell β t = f(n)

3) Kriterium 3S - det vanligaste. Den används när antalet mätningar n ≥ 20…50. I detta fall anses det erhållna resultatet med en sannolikhet på P = 0,003 är osannolikt och kan kvalificeras som en miss, det vill säga det tveksamma resultatet X i bör exkluderas från mätningarna om

Exempel 1. Vid mätning av hålet Ø20H13(+0,33) erhölls följande resultat:

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

Det är nödvändigt att kontrollera om storleken Ø20,42 mm är en miss.

Eftersom n = 6 gäller Chauvinés kriterium:

från ekvation (2.1) finner vi

med ekvation (2.3) finner vi S

Det betyder att även om resultatet ligger utanför den angivna storleksgränsen så kan det inte betraktas som en miss. Varan bör därför avvisas.

Exempel 2. Vid mätning av axeln Ø40h12(-0,25) erhölls följande resultat: 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.

Eftersom resultatet på 39,72 mm ligger utanför den minsta storleksgränsen och delen kan avvisas, bör det avgöras om denna storlek inte är ett förbiseende.

Eftersom antalet mätningar överstiger 20 kan man använda S-kriteriet. Efter bearbetning av mätresultaten får vi:

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

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

Därför kan mätresultatet på 39,72 mm inte betraktas som en miss och delen måste avvisas.

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

3. Metrologi och tekniska mätningar

3.2. Typer och metoder för mätning

Mått- Processen att hitta värdet av en fysisk storhet empiriskt med hjälp av mätinstrument.

Resultatet av processen är värdet av den fysiska kvantiteten Q = qU, var q- numeriskt värde för en fysisk kvantitet i accepterade enheter; U- enhet för fysisk kvantitet. Värdet av en fysisk kvantitet F hittas under mätningen kallas giltig.

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

Mätningsmetod- en uppsättning metoder för att använda principerna och metoderna för mätning.

Mätinstrument (SI) används t Tekniska medel med normaliserade 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.

• Beroende på arten av det uppmätta värdets beroende av mättiden, skiljer de sig statiska och dynamiska mätningar.

Statisk är mätningar där det uppmätta värdet 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 med tiden, till exempel mätning av tryck och temperatur när gas komprimeras i en motorcylinder.

• Enligt metoden för att erhålla resultat, bestämt av typen av mätekvation, skiljer de direkt indirekt, aggregat- och fogmått.

Direkt – Det här är mätningar där önskat värde på 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- Värdet som erhålls direkt från experimentdata. Exempel på sådana mått är: längdmätning med linjal eller måttband, diametermätning med bromsok eller mikrometer, vinkelmätning med goniometer, temperaturmätning med termometer m.m.

Indirekt - Det här är mätningar där värdet av en storhet bestäms utifrån ett känt förhållande mellan den önskade kvantiteten och de kvantiteter vars värden hittas genom direkta mätningar. Således beräknas värdet på den uppmätta kvantiteten 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 den genomsnittliga gängdiametern med hjälp av tretrådsmetoden, etc. . Indirekta mätningar är utbredda i de fall det önskade värdet inte kan mätas eller är för svårt att mäta med direkt mätning. Det finns fall då magnituden endast kan mätas indirekt, till exempel dimensionerna för den astronomiska eller intraatomiska ordningen.

Kumulativ - dessa är mätningar där värdena för de uppmätta storheterna bestäms av resultaten av upprepade mätningar av en eller flera kvantiteter med samma namn med 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 kumulativa mätningar är bestämningen av massan av en uppsättnings individuella vikter, dvs. utföra kalibrering enligt den kända massan för en av dem och enligt resultaten av direkta mätningar och jämförelse av massorna av olika kombinationer av vikter. Betrakta ett exempel på kumulativa mätningar, som består i att kalibrera en vikt, bestående av vikter med en massa på 1, 2, 2*, 5, 10 och 20 kg. Ett antal vikter (förutom 2*) representerar exemplariska vikter av olika storlekar. En asterisk markerar en vikt som har ett annat värde än det exakta värdet på 2 kg. Kalibrering består i att bestämma massan av varje vikt med en standardvikt, till exempel med en vikt på 1 kg. Genom att ändra kombinationen av vikter kommer vi att ta mått. Låt oss göra ekvationer, där vi betecknar massan av individuella vikter med siffror, till exempel betyder 1abr massan av en standardvikt på 1 kg, då: 1 = 1abr + a; 1 + 1 varv = 2 + b; 2* = 2 + c; 1 + 2 + 2* = 5 + d etc. Ytterligare vikter som måste läggas till eller subtraheras från vikten som anges på höger sida av ekvationen för att balansera vågen anges a, b, c, d. Genom att lösa detta ekvationssystem kan du bestämma värdet på massan för varje vikt.

Gemensam - dessa är mätningar som görs samtidigt av två eller flera motsatta storheter för att hitta ett funktionellt samband mellan dem. Exempel på fogmätningar är bestämningen av en stavs längd beroende på dess temperatur eller beroendet av en ledares elektriska resistans på tryck och temperatur.

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

1. Mätningar med högsta möjliga noggrannhet, uppnås med den nuvarande teknikens ståndpunkt. Denna klass inkluderar alla högprecisionsmätningar och först och främst referensmätningar relaterade till maximalt möjliga noggrannhet för reproduktion av de etablerade enheterna av fysiska storheter. Detta inkluderar även mätningar av fysikaliska konstanter, i första hand universella sådana, såsom mätning av gravitationsaccelerationens absoluta värde.

2. Kontroll- och verifieringsmätningar, vars fel med en viss sannolikhet inte bör överstiga ett visst givet värde. Denna klass inkluderar mätningar utförda av laboratorier för statlig kontroll (övervakning) över överensstämmelse med kraven i tekniska föreskrifter, såväl som tillståndet för mätutrustning och fabriksmätlaboratorier. Dessa mätningar garanterar resultatets fel med en viss sannolikhet, som inte överstiger något förutbestämt värde.

3. Tekniska mått , där resultatets fel bestäms av mätinstrumentens egenskaper. Exempel på tekniska mätningar är mätningar som utförs under produktionsprocessen i industriföretag, inom tjänstesektorn m.m.

• Beroende på sättet att uttrycka resultaten av mätningar finns det absolut och relativ mätningar.

Absolut avser mätningar som är baserade på direkta mätningar av en eller flera fundamentalstorheter eller på användningen av värden på fysikaliska konstanter. Exempel på absoluta mätningar är: bestämning av längden i meter, styrkan av den elektriska strömmen i ampere, tyngdaccelerationen i meter per sekund i kvadrat.

Släkting kallas mätningar där det önskade värdet jämförs med värdet med samma namn, spelar rollen som en enhet eller tas som original. Exempel på relativa mätningar är: mätning av skalets diameter genom antalet varv av mätrullen, mätning av relativ luftfuktighet, definierad 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 önskade kvantiteterna, finns det två huvudmetoder för mätning metod för direkt uppskattning och metod för jämförelse med mått.

Direkt utvärderingsmetod - 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, mätning av delar med mikrometer, goniometer, tryck med manometer, etc.

Mät jämförelsemetod - en mätmetod där det uppmätta värdet jämförs med det värde som återges av måttet. För att till exempel mäta diametern på en kaliber ställs optimetern till noll av ett block av ändmåttsblock, och mätresultatet erhålls från indikeringen av optimetarnålen, vilket är en avvikelse från noll. Således jämförs det uppmätta värdet med ändblockets storlek. Det finns flera varianter av jämförelsemetoden:

en metod opposition, vid vilket det uppmätta värdet och värdet som återges av måttet samtidigt verkar på jämförelseanordningen, vilket gör att du kan fastställa förhållandet mellan dessa storheter, till exempel mätning av motstånd i en bryggkrets med inkludering av en diagonal för indikeringsanordningen bro;

b) differentiell en metod där ett mått jämförs med en känd storhet som kan reproduceras av måttet. Denna metod bestämmer till exempel avvikelsen för delens kontrollerade diameter på optimetern efter att den har nollställts av blocket av mätblock;

i) null metod - också en sorts jämförelsemetod med ett mått, där den resulterande effekten av inverkan av mängder på jämförelseanordningen nollställs. Denna metod mäter det elektriska motståndet enligt bryggkretsen med dess fulla balansering;

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

• Beroende på hur mätinformation erhålls kan mätningar vara kontakt och icke-kontakt.
• Beroende på typ , tillämpade mätinstrument , skilja på instrumental, expert, heuristisk och organoleptisk mätmetoder.

instrumentell metod baserad på användning av speciella tekniska medel, inklusive automatiserade och automatiska.

expertmetod Utvärderingen baseras på användningen av bedömningar från en grupp specialister.

Heuristiska metoder uppskattningar är baserade på intuition.

Organoleptiska metoder uppskattningar är baserade på användningen av de mänskliga sinnena. Bedömning av objektets tillstånd kan utföras element för element och komplex mätningar. Element för element Metoden kännetecknas av mätning av varje parameter i produkten separat. Till exempel excentricitet, ovalitet, skärning av en cylindrisk axel. Komplex metod kännetecknas av mätningen av den totala kvalitetsindikatorn, som påverkas av dess individuella komponenter. Till exempel mäta den radiella utloppet av en cylindrisk del, som påverkas av excentricitet, ovalitet, etc.; profilpositionskontroll längs gränskonturer, etc.

Teori Verkstad Uppgifter Information

Ris. 3. Klassificering av typer av mätningar

Direkt mätning- mätning, där det önskade värdet av kvantiteten hittas direkt från experimentdata. Exempel på direkta mätningar är bestämning av längd med linjära mått eller temperatur med termometer. Direkta mätningar ligger till grund för mer komplexa indirekta mätningar.

Indirekt mätning - mätning där det önskade värdet av en storhet hittas på grundval av ett känt förhållande mellan denna kvantitet och kvantiteter som erhålls genom direkta mätningar, till exempel trigonometriska metoder för att mäta vinklar, där den spetsiga vinkeln för en rätvinklig triangel bestäms från uppmätta längder på benen och hypotenusan, eller mätning av den genomsnittliga gängdiametern med hjälp av tretrådsmetoden eller, kraften hos den elektriska kretsen enligt spänningen mätt av voltmetern och strömstyrkan med amperemetern, med ett känt förhållande. I vissa fall gör indirekta mätningar det möjligt att få mer exakta resultat än direkta mätningar. Till exempel är felen för direkta mätningar av vinklar med goniometrar en storleksordning högre än felen för indirekta mätningar av vinklar med sinuslinjaler.

gemensam kallas samtidigt mätningar av två eller flera motsatta storheter. Syftet med dessa mätningar är att hitta ett funktionellt samband mellan storheter.

Exempel 1 Bygga en kalibreringskarakteristik y = f(x) sändare när uppsättningar värden mäts samtidigt:

X1, X2, X3, …, Xi, …,Xn

Y 1 , Y 2 , Y 3 , …, Yi, …, Y n

Exempel 2. Bestämma motståndets temperaturkoefficient genom att samtidigt mäta motståndet R och temperatur t och sedan beroendedefinition a(t) = DR/Dt:

R1, R2, …, Ri, …, Rn

t 1 , t 2 , …, t i , …, t n

Kumulativa mätningar utförs genom samtidig mätning av flera kvantiteter med samma namn, vid vilka det önskade värdet hittas genom att lösa ett ekvationssystem som erhålls som ett resultat av direkta mätningar av olika kombinationer av dessa kvantiteter.

Exempel: värdet av massan av individuella vikter av uppsättningen bestäms av det kända värdet av massan för en av vikterna och av resultaten av mätningar (jämförelser) av massorna av olika kombinationer av vikter.

Det finns vikter med massor m1, m2, m3.

Den första viktens massa bestäms enligt följande:

Den andra viktens massa bestäms som skillnaden mellan den första och andra viktens massa M 1,2 och den uppmätta massan av den första vikten:

Massan av den tredje vikten bestäms som skillnaden mellan massan av den första, andra och tredje vikten ( M 1,2,3) och de uppmätta massorna av den första och andra vikten ():

Detta är ofta sättet att förbättra noggrannheten i mätresultaten.

Aggregerade mått skiljer sig från gemensamma endast genom att flera kvantiteter med samma namn mäts samtidigt med kumulativa mätningar, och motsatta med gemensamma mått.

Kumulativa och gemensamma mätningar används ofta vid mätning av olika parametrar och egenskaper inom elektroteknik.

Av arten av förändringen i det uppmätta värdet Det finns statiska, dynamiska och statistiska mätningar.

Statisk– mätningar av tidsinvariant PV, till exempel mätning av längden på en del vid normal temperatur.

Dynamisk- mätningar av tidsvarierande PV:er, såsom mätning av avståndet till marknivå från ett fallande flygplan, eller spänningen i växelströmsnätet.

Statistiska mätningar i samband med bestämning av egenskaperna hos slumpmässiga processer, ljudsignaler, brusnivåer etc.

Genom noggrannhet det finns mätningar med högsta möjliga noggrannhet, kontroll och verifiering och tekniska.

Mätningar med högsta möjliga noggrannhet- Dessa är referensmätningar relaterade till noggrannheten i reproduktionen av enheter av en fysisk storhet, mätningar av fysiska konstanter. Dessa mått bestäms av teknikens ståndpunkt.

Kontroll och verifiering– mätningar, vars fel inte bör överstiga ett visst angivet värde. Dessa inkluderar mätningar som utförs av laboratorier för statlig tillsyn över implementering och efterlevnad av standarder och tillståndet för mätutrustning, mätningar av fabrikens mätlaboratorier och andra utförda med hjälp av medel och metoder som garanterar ett fel som inte överstiger ett förutbestämt värde.

Tekniska mått– Mätningar där resultatets fel bestäms av mätinstrumentens egenskaper (MI). Detta är den mest utbredda typen av mätning, utförd med fungerande mätinstrument, vars fel är känt i förväg och anses vara tillräckligt för att utföra denna praktiska uppgift.

Mätningar genom att uttrycka mätresultat kan också vara absolut och relativ.

Absolut mått– mätning baserad på direkta mätningar av en eller flera grundstorheter, såväl som på användningen av värden på fysiska konstanter. Med linjära och vinkelmässiga absoluta mätningar, som regel, hittas en fysisk storhet, till exempel diametern på en axel med en bromsok. I vissa fall bestäms värdena för den uppmätta kvantiteten genom direkt avläsning på instrumentets skala, kalibrerad i måttenheter.

Relativ mätning- mätning av förhållandet mellan en kvantitet och en kvantitet med samma namn, vilket spelar rollen som en enhet. På relativ metod mätningar görs en bedömning av det uppmätta värdets avvikelsevärde i förhållande till storleken på inställningsstandarden eller provet. Ett exempel är en mätning på en optimer eller minimeter.

Efter antal mätningar skilja mellan enstaka och flera mätningar.

Enstaka mått- detta är en mätning av en kvantitet, dvs. antalet mätningar är lika med antalet uppmätta värden. Den praktiska tillämpningen av denna typ av mätning är alltid förknippad med stora fel, därför bör minst tre enstaka mätningar utföras och det slutliga resultatet bör hittas som det aritmetiska medelvärdet.

Flera mätningar kännetecknas av ett överskott av antalet mätningar av antalet uppmätta storheter. Vanligtvis är det minsta antalet mätningar i detta fall mer än tre. Fördelen med flera mätningar är en signifikant minskning av inverkan av slumpmässiga faktorer på mätfelet.

De givna typerna av mätningar innefattar olika metoder, d.v.s. metoder för att lösa mätproblemet med teoretisk motivering enligt vedertagen metodik.

Mätningar särskiljs av metoden för att erhålla information, genom arten av förändringar i det uppmätta värdet under mätningsprocessen, av mängden mätinformation, i förhållande till huvudenheterna.

Enligt metoden för att erhålla information delas mätningarna in i direkta, indirekta, kumulativa och gemensamma.

Direkta mätningar - det är en direkt jämförelse av en fysisk storhet med dess mått. När man till exempel bestämmer ett objekts längd med en linjal jämförs det önskade värdet (kvantitativt uttryck av längdvärdet) med måttet, d.v.s. linjal.

Indirekta mätningar skiljer sig från direkta genom att det önskade värdet på kvantiteten fastställs från resultaten av direkta mätningar av sådana kvantiteter som är förknippade med det önskade specifika beroendet. Så om du mäter strömstyrkan med en amperemeter och spänningen med en voltmeter, sedan genom det kända funktionella förhållandet för alla tre namngivna storheter, kan du beräkna effekten av den elektriska kretsen .

Kumulativa mätningarär förknippade med lösningen av ett ekvationssystem sammanställt från resultaten av samtidiga mätningar av flera homogena storheter. Lösningen av ekvationssystemet gör det möjligt att beräkna det önskade värdet.

Fogmått - dessa är mätningar av två eller flera inhomogena fysikaliska storheter för att bestämma förhållandet mellan dem.

Kumulativa och gemensamma mätningar används ofta vid mätning av olika parametrar och egenskaper inom elektroteknik.

Beroende på arten av förändringen i det uppmätta värdet under mätprocessen finns det statistiska, dynamiska och statiska mätningar.

Statistiska mätningar i samband med bestämning av egenskaperna hos slumpmässiga processer, ljudsignaler, brusnivåer etc.

Statiska mätningar uppstår när det uppmätta värdet är praktiskt taget konstant.

Dynamiska mätningarär förknippade med sådana kvantiteter som genomgår vissa förändringar under mätningsprocessen.

Idealiska statiska och dynamiska mätningar är sällsynta i praktiken.

Beroende på mängden mätinformation särskiljs enstaka och flera mätningar.

Enstaka mått- detta är en mätning av en kvantitet, dvs. antalet mätningar är lika med antalet uppmätta värden. Den praktiska tillämpningen av denna typ av mätning är alltid förknippad med stora fel, därför bör minst tre enstaka mätningar utföras och det slutliga resultatet bör hittas som det aritmetiska medelvärdet.

Flera mätningar kännetecknas av ett överskott av antalet mätningar av antalet uppmätta storheter. Vanligtvis är det minsta antalet mätningar i detta fall mer än tre. Fördelen med flera mätningar är en signifikant minskning av inverkan av slumpmässiga faktorer på mätfelet.

I förhållande till de grundläggande måttenheterna är de indelade i absoluta och relativa.

Absoluta mått kallas sådana där direkt mätning av en (ibland flera) grundstorhet och en fysisk konstant används. Så, i Einsteins välkända formel E \u003d mc 2 vikt ( m) är den grundläggande fysiska storheten som kan mätas direkt (genom vägning), och ljusets hastighet ( c) är en fysisk konstant.

Relativa mått baseras på att fastställa förhållandet mellan den uppmätta kvantiteten och den homogena kvantiteten som används som enhet. Naturligtvis beror det önskade värdet på vilken måttenhet som används.

Sådana begrepp som "måttskala", "mätprincip", "mätmetod" förknippas med mätningar.

Måttskalaär en ordnad uppsättning värden av en fysisk kvantitet, som fungerar som grund för dess mätning. Låt oss förklara detta koncept med exemplet på temperaturskalor.

I Celsiusskalan tas isens smälttemperatur som referenspunkt och vattnets kokpunkt som huvudintervall (referenspunkt). En hundradel av detta intervall är enheten för temperatur (grad Celsius). I Fahrenheit-temperaturskalan tas smälttemperaturen för en blandning av is och ammoniak (eller vanligt salt) som referenspunkt, och den normala kroppstemperaturen för en frisk person tas som referenspunkt. Enheten för temperatur (grader Fahrenheit) är en nittiosjättedel av huvudintervallet. På denna skala är smältpunkten för is +32°F och kokpunkten för vatten är +212°F. Således, om på Celsius-skalan skillnaden mellan kokpunkten för vatten och smältningen av is är 100°C, så är det i Fahrenheit 180°F. I det här exemplet ser vi vilken roll den antagna skalan har både i det kvantitativa värdet av det uppmätta värdet och i aspekten att säkerställa enhetligheten i mätningarna. I detta fall krävs det att man hittar förhållandet mellan enhetsstorlekar för att jämföra mätresultaten, d.v.s. t o F/t°C.

Inom metrologisk praxis är flera typer av skalor kända: namnskalan, ordningsskala, intervallskala, kvotskala, etc.

Namnskala - det är en sorts kvalitativ, inte kvantitativ skala, den innehåller inte noll och måttenheter. Ett exempel är atlasen över blommor (färgskala). Mätningsprocessen består av en visuell jämförelse av det målade föremålet med färgprover (referensprover av atlasen

färger). Eftersom varje färg har många alternativ, är en sådan jämförelse inom kraften av en erfaren expert som inte bara har praktisk erfarenhet utan också motsvarande speciella egenskaper hos visuella möjligheter.

beställningsskala karakteriserar värdet av den uppmätta kvantiteten i poäng (skala av jordbävningar, vindkraft, hårdhet hos fysiska kroppar, etc.).

Intervallskala(skillnader) har villkorade nollvärden, och intervallen bestäms enligt överenskommelse. Sådana skalor är tidsskalan, längdskalan.

Relationsskala har ett naturligt nollvärde, och måttenheten fastställs efter överenskommelse. Till exempel kan en massvåg (vanligtvis säger vi "vikter"), med början från noll, graderas på olika sätt beroende på vilken vägningsnoggrannhet som krävs. Jämför hushåll och analytiska