3. Вимірювання фізичної величини

Інформацію про властивості фізичних об’єктів, тобто про фізичні величини, можна отримати тільки в результаті вимірювання. Згідно з Державним стандартом України (ДСТУ 2681-94) , вимірювання – це знаходження значень фізичних величин дослідним шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів. Спеціальні технічні засоби, за допомогою яких здійснюється вимірювання, називаються засобами вимірювання .

Результатом вимірювання називають значення фізичної величини, знайдене внаслідок її вимірювання. Результат вимірювання завжди виражається іменованим числом, тобто добутком числового значення величини й одиниці фізичної величини, наприклад результат вимірювання струму - 5 А.

Результат вимірювання завжди відрізняється від істинного значення фізичної величини, тобто значення, яке ідеально відображає властивість фізичного об’єкта. Дійсне значення фізичної величини – це значення , знайдене дослідним шляхом за допомогою зразкових засобів вимірювання і настільки близьке до істинного, що в даному конкретному вимірюванні його можна використати замість істинного.

Вимірювання-це експериментальний процес, і тому результат вимірювання завжди відрізняється від істинного значення фізичної величини. Відхилення результату вимірювання від істинного значення фізичної величини називається похибкою вимірювання.

4. Прямі і непрямі вимірювання

Залежно від наявності в процедурі вимірювання операції вимірювального перетворення роду фізичної величини вимірювання поділяються на прямі і непрямі. Прямими називаються вимірювання, результат яких отримуємо безпосередньо із дослідних даних. Прикладом прямих вимірювань є вимірювання струму амперметром, температури термометром, маси на вазі. Метод прямого вимірювання характеризується тим, що шукане вимірюване значення фізичної величини знаходять безпосередньо порівнянням з взірцевою мірою цієї величини. До прямих методів в широкому розумінні відносяться всі вимірювальні пристрої з безпосереднім відліком. Так як вимірюване значення, вирахуване з шкали, являється результатом вимірювання, шкала вимірювального пристрою повинна бути проградуйована по взірцевій мірі.

Непрямими називаються вимірювання, при яких шукана величина безпосередньо не виміряється а її значення знаходиться на основі відомої залежності між цією величиною і величинами, одержаними в результаті прямих вимірювань. У свою чергу непрямі вимірювання поділяються на: опосередковані, сукупні та сумісні.

В опосередкованому вимірюванні фізична величина визначається за допомогою вимірювального перетворення (аналогового чи цифрового) результатів вимірювання однієї або декількох фізичних величин –аргументів відповідно до відомої залежності між ними.

Наприклад, електричний опір елемента електричного кола визначають за результатами прямих вимірювань струму й напруги на цьому елементі згідно із законом Ома: R=U/I/

Сукупні вимірювання здійснюють, якщо однорідні величини пов’язані системою рівнянь. Вимірювану величину визначають, розв’язуючи систему рівнянь, у які входять результати вимірювання інших однорідних величин. Прикладом сукупних вимірювань служить вимірювання опору резисторів R1, R2, R3, з’єднаних трикутником, за результатами вимірювання опорів R12,R23,R31.

Опори R1,R2,R3 пов’язані з опорами R12,R23,R31 системою рівнянь:

Для визначення опорів R1, R2, R3 вимірюють опори R12, R23, R31, результати вимірювань підставляють у систему рівнянь і розв’язують цю систему відносно опорів R1, R2, R3.

У сумісних вимірюваннях системою рівнянь пов’язані не однорідні, а різнорідні фізичні величини.