Лекция 6. Продолжение раздела 3. Методы измерений. Классификация измерений и средств измерений.
На прошлой и позапрошлой лекции мы знакомились с классификацией измерений (с видами измерений). В частности с классификацией измерений по способу получения результата И (прямые и косвенные И) и с основными методами И, которые различаются между собой принципами, положенными в основу И (метод непосредственной оценки, метод сравнения и его разновидности).
Общие принципы классификации И позволяют использовать и другие методы их представления. Так, по способу преобразования измеряемой величены и формы представления результата И делятся на аналоговые (непрерывные) и цифровые (дискретные).
При осуществлении аналоговых измерений, измерительный прибор производит непрерывное преобразование измеряемой величины, следствием которого является перемещение указателя относительно шкалы (например, перемещение луча осциллографа по экрану и т.д.). Заключение о численном значении величины делает оператор (наблюдатель), отмечая положение указателя относительно отметок шкалы измерительного прибора. Точность измерений при этом ограничивается геометрическими особенностями указателя и шкалы.
При цифровых измерениях сравнение значения физической величины с рядом образцовых значений производится в приборе автоматически, оператор же получает численное значение измеренной величины в цифровой форме. Естественно, что здесь всё зависит от точности сравнения в приборе, и к тому же исключаются субъективные ошибки оператора. Современные цифровые приборы, как правило, обеспечивают более высокую точность, чем аналоговые. Роль оператора упрощается, т.к. он только считывает число.
Т.о. мы указали классификацию по способу преобразования измеряемой величины и форме представления результата.
По режиму работы средства измерения различают на статистические и динамические измерения. Любое средство И, как материальная система, обладает инерцией (механической, тепловой, электрической) и, следовательно, не может мгновенно реагировать на изменение измеряемой величины. Поэтому при измерении переменной физической величины инерция средства измерения приведет к некоторому отставанию показаний средства И от «истинного» значения величины в каждый момент времени. Очевидно, что это отставание будет зависеть не только от инерционных (динамических) свойств средства И, но и от скорости изменения самой измеряемой величины.
В том случае, когда показания средства измерения не зависят от его динамических свойств, или когда этой зависимостью можно пренебречь, говорят, что средство И работает в статическом режиме, а само измерение называется статическим. Иными словами, в этом случае выходной сигнал остается неизменным в течении времени его использования (или меняется так медленно, что каждый результат измерения может быть выражен только одним числом).
В динамическом режиме – результатом измерения является функциональная зависимость измеряемой величины от времени, т.е. когда выходной сигнал средства И изменяется во времени, в соответствии с изменением во времени измеряемой величины. Т.о., динамические измерения применяют для измерения параметров величин, имеющих зависимость от времени. Пример динамического И – определение мгновенных значений радиотехнических сигналов в течении какого- либо интервала времени. Для оценки точности динамических И необходимо знание динамических свойств (погрешностей) средств И.
Необходимо также различать измерения параметров детерминированных величин (сигналов) и характеристик случайных величин (сигналов, процессов).
В первом случае измеряются заведомо постоянные, либо меняющиеся по известному закону величины.
Во втором – в результате некоторого число опытов определяются характеристики законов распределения измеряемых случайных величин (амплитуды, длительности импульсов и т.д.).
Анализ используемого метода измерений как основной характеристики конкретных И позволяет ввести ещё один важный классификационный признак. В зависимости от методов и свойств применяемых средств И все рассмотренные раньше виды И могут выполняться либо с однократными, либо с многократными наблюдениями.
Наблюдениемпри измерении (измерительным наблюдением) называется единичная экспериментальная операция, итог которой – результат наблюдения – всегда имеет случайный характер и представляет собой одно из значений измеряемой величины, подлежащей совместной обработке для получения результата измерения. От числа наблюдений зависит способ обработки экспериментальных данных и оценки погрешностей И. Различают однократные и многократные наблюдения.
На практике многократные наблюдения при прямых измерениях какой-либо
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
