Лекция 4. Продолжение раздела 3. Методы измерений. Классификация измерений и средств измерений.
Нелинейные косвенные измерения отличаются от других измерений тем, что результаты измерений величин, определяемых из прямых измерений (х1, х2, …, хм) подвергаются функциональным преобразованиям. Однако в теории вероятности показано, что любые, даже простейшие функциональные преобразования случайных величин приводят к изменению закона их распределения.
Иногда из косвенных измерений выделяют совокупные (или совместные) измерения, при которых значения нескольких физических величин определяются на основе прямых или косвенных измерений других ФВ.
Совокупные измерения характеризуются тем, что одновременно проводятся измерения нескольких одноименных (при совокупных измерениях) или разноименных (в случае совместных измерений) величин; путем решения системы уравнений, связывающей их, определяются искомые значения измеряемых ФВ.
К совокупным относятся, например, измерения, служащие для определения действительного значения меры и одновременно влияния на это значение различных условий, например, влияние температуры на длину тела, на электрическое сопротивление катушки, на ЭДС. элемента, на магнитную проницаемость образца, на вязкость жидкости и т.п.
Например, рассмотрим совокупные измерения той ли иной ФВ при определенных влияниях на нее температуры. Зависимость действительного значения этой величины от температуры выражается в общем виде:
Аt=А0(1+a1t+a2t2), где А0 – значение величины при 0 оС, Аt – значение величины при температуре t оС, a1 – коэффициент линейного члена данной температурной зависимости, a2 – коэффициент квадратичного члена температурной зависимости.
Для определения А0 и коэффициентов температурной зависимости проводят ряд измерений Аt при различных температурах t. Каждое измерение при измененной температуре дает новое значение Аt в этом уравнении, где a1 и a2 неизвестны. Решая систему полученных в результате измерений уравнений, определяют значения А0, a1 и a2.
При невысоких требованиях к точности нередко ограничиваются определением коэффициента a1, который в большинстве случаев в некоторых интервалах температуры остается практически неизменным. При этом принимают значение коэффициента a2 равным нулю.
Отметим еще раз характерные признаки каждого вида измерений. Для прямых измерений – это применение средств, предназначенных именно для данной величины; для косвенных – получение результата путем вычислений по данным прямых измерений; для совокупных – измерение одновременно нескольких величин путем повторных измерений некоторой их функции и решения полученной системы уравнений.
Косвенные измерения часто встречаются в метрологии, где ими пользуются при воспроизведении производных величин. Так, единица силы воспроизводимая с помощью силы тяжести, вычисляемой по массе груза и ускорению свободного падения; единица давления – также по силе тяжести груза, наложенного на грузопоршневой манометр, и по площади поршня; единица плотности – по массе и объему жидкости и т.д.
Косвенные измерения чаще всего дают возможность получить более точный результат, чем прямые. Особенно велика роль косвенных измерений в естественных науках, при изучении явлений, не поддающихся прямым измерениям. Таковы, например, явления изучаемые в астрономии, астрофизике, молекулярной и ядерной физике и т.д.
Значение ФВ может быть найдено посредством однократного ее измерения, либо путем нескольких, следующих друг за другом измерений с последующей статистической обработкой их результатов. В первом случае измерения называют однократными или простыми, во втором – измерениями с многократными наблюдениями или статистическими. При этом под наблюдением понимают однократный отсчет показания средства измерений.
Напомним, что под методами измерений понимают совокупность приемов
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
