35. Методы измерения физических величин

¹ Методы измерения определяются видом измеряемых вели­чин, их размерами, требуемой точностью результата, требуемой быстротой процесса измерения и прочими данными.

Существует множество методов измерения, и по мере раз­вития науки и техники число их все увеличивается.

По способу получения числового значения измеряемой ве­личины все измерения разделены на три основных вида: пря­мые, косвенные и совокупные.

Прямыми называются измерения, при которых искомое зна­чение величины находят непосредственно из опытных данных (например, измерение массы на циферблатных или равноплечных весах, температуры – термометром, длины – с помощью линейных мер).

Косвенными называются измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимо­сти между этой величиной и величинами, подвергаемыми пря­мым измерениям (например, плотности однородного тела по его массе и геометрическим размерам; определение электрическо­го сопротивления по результатам измерения падения напряже­ния и силы тока).

Совокупными называются измерения, при которых одновре­менно измеряют несколько одноименных величин, а искомое значение величин находят решением системы уравнений, по­лучаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин (например, измерения, при которых массы отдельных гирь набора устанавливают по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь).

Выше (см. ответ на вопрос 34) говорилось о том, что на прак­тике наибольшее распространение получили прямые измере­ния ввиду их простоты и скорости исполнения. Дадим краткую Характеристику прямых измерений.

Прямые измерения величин можно производить следующими методами:

Метод непосредственной оценки – значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора (измерение давления – пружинным мано­метром, массы – циферблатными весами, силы электрическо­го тока – амперметром).

Метод сравнения с мерой – измеряемую величину сравни­вают с величиной, воспроизводимой мерой (измерение массы рычажными весами с уравновешиванием гирями).

Дифференциальный метод – метод сравнения с мерой, при котором на измерительный прибор действует разность измеря­емой величины и известной величины, воспроизводимой ме­рой (измерения, выполняемые при проверке мер длины срав­нением с образцовой мерой на компараторе).

Нулевой метод – метод сравнения с мерой, когда результи­рующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля (измерение электрического сопротивления мостом с полным его уравновешиванием).

Метод совпадений – метод сравнения с мерой, при кото­ром разность между измеряемой величиной и величиной, вос­производимой мерой, измеряют, используя совпадения отме­ток шкал или периодических сигналов (измерение длины с по­мощью штангенциркуля с нониусом, когда наблюдают совпадение отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса).

Метод замещения – метод сравнения с мерой, когда изме­ряемую величину замещают известной величиной, воспроиз­водимой мерой (взвешивание с поочередным помещением из­меряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов).