6. Методы и принципы измерений. Объекты и субъекты измерений.

 Принцип измерений - физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Например, измерение мощности с использованием термоэлектрического эффекта.

 Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Различают следующие методы измерений:

 Метод непосредственной оценки, в котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

 Метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Этот метод распадается на следующие: противопоставления, дифференциальный, нулевой, замещения, совпадений.

 -противопоставления – метод сравнения с мерой, в котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами;

-дифференциальный – метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой;

 -нулевой – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля;

 -замещения – метод сравнения с мерой, в котором когда измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, т.е. эти величины воздействуют на прибор последовательно;

 -совпадений – метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины оценивают, используя совпадение ее с величиной, воспроизводимой мерой, т.е. измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

 Объект измерений (цепи, каналы, тракты, аппаратура, узлы, определенные элементы, четырехполюсники), т.е. то, что подвергается измерению.

Субъектом измерений является величина, полученная в результате косвенных измерений. Например, для определения затухания обычно измеряют значения входного и выходного напряжений, а затем по формуле определяют затухание.

7. Погрешности измерений и их классификация.

Полученное из опыта значение измеряемой величины может отличаться от ее действительного (истинного) значения.

 Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

 Это может быть обусловлено конструктивными недостатками прибора, несовершенством технологии его изготовления, а также влиянием различных внешних факторов.

 Таким образом, погрешности классифицируют:

 

1. По источнику возникновения (метод, инструмент, субъект)

-Методические (зависят от метода измерения и способа включения приборов в электрическую цепь)

-Инструментальные (зависят от средства измерения)

-Субъективные (зависят от измерителя)

2. По условиям проведения измерений (температура, давление, влажность)

-Основные (измерения проводятся в нормальных условиях - при нормальной температуре, давлении, влажности)

-Дополнительные (условия отличны от нормальных)

 

 

3. По характеру проявления (систематические, случайные, промахи)

Систематические – погрешности, остающиеся постоянными или закономерно изменяющимися при повторных измерениях тем же способом и средствами. Т.е. они заранее известны и их легко исключить.

Случайные – погрешности, изменяющиеся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.  Обычно выявляются в результате многократных измерений (не менее 10).

Промах – грубая ошибка, обусловленная неправильным отсчетом или расчетом, небрежностью измеряющего, поломки прибора, неправильно собранной схемы, невнимательности и т.д. Такие данные необходимо исключать.

4. По временному поведению измеряемой величины (статическая, динамическая)

Статическая – когда измеряемая величина не меняется за время измерения

Динамическая – когда прибор не успевает реагировать на изменения измеряемой величины.

5. По способу выражения измеряемой величины

• абсолютная;

• относительная;

• приведенная.

Абсолютной погрешностью DХ называется разность между измеренным и действительным значениями.

 X1– измеренное значение;

Xд– действительное значение измеряемой величины.

Выражается DХ в единицах измеряемой величины.

Относительная погрешность

 – отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины.

 Выражается в процентах или относительных единицах. Относительная погрешность характеризует точность измерений.

Приведенная погрешность _пр  – отношение абсолютной погрешности к номинальному (нормированному) значению – верхнему пределу диапазона или поддиапазона измерения прибора.

Пределом измерения прибора называется наибольшая величина, на которую рассчитан данный прибор.

Прибор может иметь несколько пределов измерений (например, вольтметр).

Чем меньшую погрешность дает прибор, тем он точнее.

Выражается в процентах.

Максимальная приведенная погрешность определяет класс точности прибора.

Электроизмерительные приборы изготавливаются нескольких классов точности

 

 

0,01
0,02	0,2	1,5
0,05	0,5	2,5
0,1	1,0	4

 

 Эти числа определяют максимальную погрешность прибора при полном отклонении указателя (стрелки).

 Определяют также среднеквадратическую погрешность результата измерения по формуле:

 Выражается σ в единицах измеряемой величины.

 За действительное значение измеряемой величины принимается обычно среднее арифметическое из ряда измерений.

 Хд = Х_СР =  (Х₁ + Х₂ + Х₃ + … + Хn)/n,

 где Х₁, Х₂,… , Хn – результаты измерений

       n – количество измерений