7. Для более летального изучения физические величины необходимо систематизировать, выявить общие метрологические особенности их отдельных групп.

Основным признаком систематизации является принадлежность величин к одной из трех основных сторон явлений — вещественной, энергетической и информационной. Соответственно измеряемые величины можно подразделить следующим образом:

величины «вещественной» группы — физические и физико-химические свойства веществ и их состав;

величины «энергетической» группы — свойства, отражающие энергетические характеристики процессов;

величины «информационной» группы — свойства, отражающие динамические и статистические характеристики процессов.

Измерение величин «вещественной» группы необходимо для изучения веществ, для управления технологическими процессами. К этой группе из электрических величин, например, относятся сопротивление, диэлектрическая проницаемость, температурный коэффициент сопротивления. Общность методов измерительных преобразований большей части вещественных величин заключается в использовании измерительных преобразований, в применении функциональных преобразователей, косвенных и совместных измерений.

Измерение величин «энергетической» группы необходимо для изучения и управления процессами преобразования, передачи и использования энергии. К этой группе из электрических величин относятся напряжение, ток, мощность, энергия. Общность методов измерительных преобразований энергетических величин заключается прежде всего в возможности использования процессов преобразования энергии из одного вида в другой. Метрологическая общность заключается в возможности использования при измерительном преобразовании энергетических процессов.

Измерение величин «информационной» группы необходимо для качественного и эффективного управления К этой группе можно отнести амплитудный, частотный и фазовый спектры, дифференциальные и интегральные значения сигнала, суммы, разности, произведения или отношения нескольких сигналов, корреляционные функции и т. д. Общность методов измерительных преобразований информационных величин заключается в том, что они являются параметрами сигналов различной физической природы, которые перед измерением обычно преобразуются в электрический сигнал.

В настоящее время наиболее быстро увеличивается число измеряемых величин «вещественной* группы, что отражает опережающее развитие аналитического приборостроения — средств измерения состава веществ, я также величин «информационной» группы — статистических и динамических параметров процессов. Систематизация физических величин по трем остальным признакам

8. Познание окружающих нас эмпирических объектов в последнее время особенно быстро развивается в области отражения зависимостей между величинами, характеризующими эти объекты — числовыми моделями, степень совершенства которых оценивается количественно. Эту область знаний называют по-разному: идентификацией, моделированием. теорией испытаний объектов, измерением зависимостей и совместными измерениями. Определение зависимостей только сравнительно недавно сформулировано как самостоятельное направление в теории измерений. Определение зависимостей является одной из основных процедур при технической диагностике, автоматических испытаниях, в научном эксперименте и при соответствующем метрологическом обеспечении позволит значительно повысить производительность труда исследования. Все большее внимание уделяется повышению точности количественной оценки отражения фактических зависимостей, что и предопределяет постепенное сближение этой области с наукой об измерении.

Зависимостью называется совокупность соответствующих величин, из которых, по крайней мере, одна определяет значение другой, например Y ¦=> f (X). Входящая в зависимость величина, значение которой в данном случае не зависит от других, называется аргументом. Зависимость между величинами может быть отражена измерением совокупности соответствующих значений величин К и X с последующим изображением в виде графика или числовой таблицы, а также измерением параметров ее аналитической модели.

Определение значений параметров зависимостей производится на основе одновременных измерений обычно разноименных величин, входящих в зависимость, и обработки результатов измерений. Примерами определений зависимостей могут служить совместные измерения и идентификация.

Определение параметров зависимостей оформляется в самостоятельную научную и техническую область, в развитие которой вносят свой вклад исследователи различных специальностей. Важнейшим показателем качества процедуры определения параметров зависимости является метрологическая оценка, т. е. точность, характеризующая степень приближения полученной числовой модели к реальной зависимости. Определение параметров зависимостей между величинами отличается от измерения величин тем. что при измерении величии устанавливаются отношения между величинами и числами их отображающими, а при определении параметров зависимостей — отношения между зависимостями и числовыми моделями, отражающими их.

В определении параметров зависимостей и измерении величин много общего, например:

-измерение величин обычно предшествует определению параметром зависимостей;

-методы повышения точности определения параметров зависимостей обычно, как и при многократных измерениях величин, основываются на осреднении случайной составляющей погрешности;

-процедуру определения параметров зависимости, так хах и процедуру измерения величин, можно разделить на операции воспроизведения зависимостей (с помощью функциональных генераторов) и сравнение зависимостей с помощью компараторов зависимостей, преобразование зависимостей, запоминание зависимостей и т. д.;

-методы определения параметров зависимостей, как и методы измерения величин, можно разделить на две группы — I) методы сопоставления параллельные, осуществляемые за время реализации зависимости, и 2) методы последовательные, осуществляемые за время, превышающее время реализации зависимости.

-Определение параметров зависимостей реализуется как правило с помощью информационных измерительных систем и измерительно вычислительных комплексов.

9. Измерение — многооперационная процедура, содержащая операции как общие для всех информационных процедур (запоминание, передача, коммутация), так и специфические метрологические — воспроизведение величин заданного размера, сравнение величин, измерительные преобразования, в том числе масштабные преобразования. Каждая из этих операций формализуется соответствующими аналитическими выражениями, например, воспроизведение суммированием, делением и умножением, сравнение — вычитанием, измерительное преобразование — квадрированием, интегрированием, логарифмированием.

Измерение — это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств (п. 1.2), которые и называются средствами измерения. Средства измерений предназначены для реализации измерений и обладают нормированными метрологически ми характеристиками. Наличие у средств измерений нормированных метрологических характеристик обеспечивает возможность пап у чем и я результатов измерения с определенной степенью точности и достоверности.

Средства измерений в зависимости от возможности полного завершения с их помощью процедуры измерения разделяются на средства реализации операций измерения и процедуры измерения. Будем условно называть их соответственно элементарными (ЭСИ) и комплексными <КСИ).

К ЭСИ относятся: измерительный преобразователь, устройство сравнения, мера н масштабный преобразователь. В них реализуются операции процедуры измерения — соответственно измерительное преобразование, сравнение, воспроизведение величины заданного размера и масштабное преобразование (табл. I).

С помощью любого, отдельно взятого элементарного средства измерения, в общем случае нельзя определить значение величины.

К КСИ относятся измерительные приборы и измерительные системы. Эти средства состоят из наборов ЭСИ, каждым из которых может быть реализован соответствующий метод измерения. В КСИ процедура измерения завершается получением значения величины Хц-

На вход каждого средства измерений подастся входной сигнал, т. е. физический процесс, один из параметров которого в простейшем случае является измеряемой величиной Л.