1.3 Методы измгрений

Под методом измерений понимают совокупность приемов использо­вания принципов и средств измерений, выбранную для решения кон­кретной измерительной задачи, В понятие метода измерений входят как теоретическое обоснование принципов измер» ния гак и разработка приемов применения средств измерения.

Как известно, искомое значение физической величины находится по­средством сопоставления ее с мерой материализующей единицу этой величины В $ависимости от способа применения меры различают методы непосредственной оценки и методы сравнения. При из­мерении методом непосредственной оценки искомое значение величины оп­ределяют непосредственно по отсчетному устройству средства измерения которое проградуировано в соответствующих единицах. Метод сравнения с мерой — метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (например, сравнение массы на рычажных весах). Отличительной чертой методов сравнения является непо­средственное участие меры в процедуре измерения, в то время как в методе непосредственной оценки мера в явном виде при измерении не присутствует, а ее размеры перенесены на отсчетное устройство (шкалу) средства измере­ния заранее, при его градуировке. Обязательным в методе сравнения являет­ся наличие сравнивающего устройства.

Метод сравнения с мерой имеет несколько разновидностей: нулевой метод, дифференциальный метод, метод замещения и метод совпадений.

Нулевой метод (или метод полного уравновешивания) — метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия из­меряемой величины и встречного воздействия меры на сравнивающее устройство сводят к нулю.

Пример. Измерение массы на равноплечих весах, когда воздействие на весы массы тд полностью уравновешивается массой гирь ти (рис. 1.1, а).

а б в

Рис. 1.1. Методы сравнения

При дифференциальном методе полное уравновешивание не произ­водят, а разность между измеряемой величиной и величиной, воспроиз­водимой мерой, отсчитывается по шкале прибора

Пример. Измерение массы на равноплечих весах, когда воздействие массы m_v на весы частично уравновешивается массой гирь т₀. а разность масс отсчитывается по шкале весов, градуированной в единицах массы (рис. 1.1,6). В этом случае значение измеряемой величины т, = то +Дт, где Am — показания весов.

Метод замещения — метод сравнения с мерой, в котором измеряе­мую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой.

Пример. Взвешивание на пружинных весах Измерение производят в два приема. Вначале на чашу весов помещают взв«шиваемук> массу и отмечают положение указателя весов; затем массу лк замещают массой гирь то, подбирая ее так, чтобы указатель весов установился точно в том же положении что и в первом случае При этом ясно, что т, = m,, (рис 1.1, «)

В методе совпадений разность между измеряемой величиной и ве­личиной воспроизводимой мерой измеряют, используя совпадения отме­ток шкал или периодических сигналов.

Пример. Измерение числа оборотов вала с помощью стробоскопа - вал периодически освещается вспышками света, и частоту вспышек подбирают так, чтобы метка, нанесенная на вал, казалась наблюдателю неподвижной. Метод совпадений, использующий совпаде­ния основной и нониусной отметок шкал, реализуется в штангенприборах, применяемых для измерения линейных размеров