1.6. Методы оценки измерений

Измерения являются основной составной частью любого эксперимента. От тщательности измерений и последующих вычислений зависят результаты эксперимента. Поэтому каждый экспериментатор должен знать закономерности измерительных процессов: уметь правильно измерить изучаемые величины; оценить погрешности при измерениях; правильно, с требуемой точностью вычислить значения величин и их минимальное количество, определить наилучшие условия измерений, при которых ошибки будут наименьшими, и произвести общий анализ результатов измерений.

Измерение — это процесс нахождения какой-либо физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств, это познавательный процесс сравнения величины чего-либо с известной величиной, принятой за единицу (эталон).

Теорией и практикой измерений занимается специальная наука — метрология.

Измерения бывают статическими, когда измеряемая величина не изменяется, и динамическими, когда измеряемая величина меняется (например, измерение пульсирующих процессов).

Кроме того, измерения разделяются на прямые и косвенные.

При прямых измерениях искомую величину устанавливают непосредственно из опыта, при косвенных — функционально от других величин, определенных прямыми измерениями.

Различают три класса измерений.

1. Особо точные — эталонные измерения с максимально возможной точностью. Этот класс почти не применяется в экспериментальных исследованиях строительного производства.

2. Высокоточные — измерения, погрешность которых не должна превышать заданных значений. Этот класс измерений используют при некоторых наиболее ответственных экспериментах, а также для контрольно-поверочных измерений приборов,

3. Технические измерения, в которых погрешность определяется особенностями средств измерения.

Различают также абсолютные измерения и относительные. Абсолютные — это прямые измерения в единицах измеряемой величины. Относительные — измерения, представленные отношением измеряемой величины к одноименной величине, принимаемой за сравнимую.

Результаты измерений оценивают различными показателями.

Погрешность измерения — это алгебраическая разность между действительным значением измеряемой величины и полученным при измерении.

Точность измерения — это слепень приближения измерения к действительному значению величины.

Достоверность измерения показывает степень доверия к результатам измерения, т. е. вероятность отклонений измерения от действительных значений.

1.7. Средства измерения

Неотъемлемой частью экспериментальных исследований являются средства измерений, т.е. совокупность технических средств (имеющих нормированные погрешности), которые дают необходимую информацию для экспериментов.

Измерительным прибором называют средство измерения, предназначенное для получения определенной информации об изучаемой величине в удобной для экспериментатора форме.

Погрешность прибора – одна из важнейших его характеристик. Она возникает вследствие ряда причин: недоброкачественных материалов, комплектующих изделий, применяемых для изготовления приборов; плохого качества изготовления приборов; неудовлетворительной эксплуатации его и др. Существенное влияние оказывает градуировка шкалы и периодическая проверка приборов.

Диапазоном измерений называют ту часть диапазона показаний прибора, для которой установлена погрешность прибора.

Точность прибора – основная его характеристика. Она характеризуется суммарной погрешностью.

Стабильность или воспроизводимость прибора – это свойство отсчетного устройства обеспечивать постоянство показаний одной и той же величины.

Стабильность прибора определяется вариацией показания.