5.3 Способы измерений

По способу нахождения искомого значения измеряемой величины различают прямые, косвенные, совместные и со­вокупные измерения.

Прямое измерение — измерение, при котором искомое значение ве­личины находят непосредственно по показаниям средства измерений (измерение тока амперметром, промежутка времени — секундомером).

Косвенное измерение — измерение, при котором искомое значение величины находят расчетом на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, функционально связанными с искомой и определяемыми посредством измерений. Другими словами, искомое значение физической величины рассчитывают по формуле, а значения величин, входящих в формулу, получают измерениями (измерение мощ­ности, рассеиваемой на сопротивлении, может быть выполнено расчетом по формуле Р = I²R на основании измерения тока / и сопротивления резистора R).

Совместные измерения — одновременные измерения двух или не­скольких разнородных величин для установления зависимости между ними (например, ряд одновременных, прямых измерений электрического сопротив­ления проводника и его температуры для установления зависимости со­противления от температуры).

Совокупные измерения — производимые одновременно измерения не­скольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин (нахождение значений массы отдельных гирь набора по известному значению массы одной из гирь: сравнивая массы различных сочетаний гирь, получают систему уравнений, из решения кото­рой находят массу каждой из гирь, входящих в набор).

По характеру изменения измеряемой вели­чины в процессе измерений бывают статистические, динамиче­ские и статические измерения.

Статистические измерения связаны с определением характеристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня шу­мов и т.д. Статические измерения имеют место тогда, когда измеряе­мая величина практически постоянна.

Динамические измерения связаны с такими величинами, которые в процессе измерений претерпевают те или иные изме­нения.

Статические и динамические измерения в идеальном виде на практике редки.

По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения.

Однократные измерения — это одно измерение одной величины, т.е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда со­пряжено с большими погрешностями, поэтому следует прово­дить не менее трех однократных измерений и находить конеч­ный результат как среднее арифметическое значение.

Многократные измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин. Обычно минимальное число измерений в данном случае больше трех. Преимущество многократных измерений — в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.

По отношению к основным единицам измере­ния делят на абсолютные и относительные.

Абсолютными измерениями называют такие, при которых используются прямое измерение одной (иногда нескольких) ос­новной величины и физическая константа. Так, в известной формуле Эйнштейна Е = mс², масса (m) — основная физическая величина, которая может быть измерена прямым путем (взвешиванием), а скорость света (с) — физическая константа.

Относительные измерения базируются на установлении отношения измеряемой величины к однородной, применяемой в качестве единицы. Естественно, что искомое значение зависит от используемой единицы измерений