Методы измерений.

Метод измерений – это совокупность приёмов использования принципов и средств измерений.

Принцип измерений – совокупность физических явлений, на которых основаны измерения.

Например: измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта.

Значение величины определяют

непосредственно по

отсчётному устройству;

мера присутствует косвенно.

Примеры: пружинные весы,

стрелочный вольтметр и т.п.

Нулевой метод – разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, доводится до нуля.

Пример: чашечные весы, потенциометр, мост.

Дифференциальный метод – разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряется прибором непосредственной оценки.

Пример: гиря на пружинных весах в магазине.

Метод замещения – измеряемую величину замещают известной. Пример: взвешивание с поочерёдным помещением на одну и ту же чашку весов.

Метод совпадений – разность между измеряемой и воспроизводимой мерой величинами измеряют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов. Примеры: штангельциркуль с нониусом; стробоскоп.

Метод сравнения с мерой в принципе более точен, чем метод непосредственной оценки.

Примеры нулевого метода:

А ) потенциометр

Ux=Uk; I=0

Т очность меры,чувств. Н.И. – точн. измер.

Б) Мост

RX/R2=R1/R3 а=б I=0

R=R1*(R2/R3)

Точность R1 и R2/R3, чувст. Н.И. – точн. измер.

Пример дифференциального метода.

Пусть (UX-E0) измеряется с погрешностью 1% (не точный mV) и эта разность составляет 1% от E0: Е0=1В Ux=1.01В

1.01-1=0.01В=10 мВ 1% от 10 мВ=0.1 мВ

((0.1*10^(-3))/1/01)*100(10^1)*100=0.01%

Вывод: точный результат при неточном приборе.

Пример метода замещения.

UX/U0=RX/R0; RX=R0*(UX/U0)

I – не нужно точно устанавливать, не нужно знать значение.

В определение метрологии входят три элемента:

• измерение;

• точность измерений;

• единство измерений.

1.5. Точность измерений.

Количественная характеристика точности – погрешность.

Абсолютная погрешность:

=A-(Aист/неизв); =А-Ад.з.

Относительная погрешность

=/Abcn//A, ибо -мала, т.е. ААд.з.

=100*(/A)%

Абсолютная и относительная – это две формы выражения погрешности.

Зачем относительная?

Пусть =1 мм. Высокая точность?

Неизвестно. Если А=10 мм, то =10%, а если А=10 м, то =0.1%.

Составляющие погрешности измерения.

Это разделение – по критерию причины.

Инструментальные – из-за несовершенства СИ.

Методические – из-за несовершенства метода измерений.

Варианты методических погрешностей:

А) погрешность от взаимодействия СИ с объектом.

U1=E U2<E U2=E*(RV/(R+RV))

ВЗ=U2-U1=E*(RV/(R+RV))-E=E*((RV/(R+RV))-1)= -U1*(R/(R+RV));

U1=U2*((R+RV)/RV); ВЗ=-U2*(R/RV); ВЗ=ВЗ/U1=-R/(R+RV); R<<RV ВЗ-R/RV=-100*(R/RV)(%)

PV=(U2^2)/RV: RV PV ВЗ,ВЗ

Пример:

Вольтметр V с погрешностью не более 0.5% и сопротивлением RV=1 кОм; объект имеет R=100Ом; ВЗ -100*(100/1000)= -10%!

Нужен V с Rv1МОм.

Аналогично можно показать, что в случае измерения тока амперметром, имеем:

Ra Pa вз, вз

Б ) Погрешность от неточности формулы при косвенном измерении

В обоих случаях формула неверна.

Точная формула:

Для первой схземы U/I=R+RA; R=(U/I)-RA

Если RA<<R - погрешность невелика.

Методическая погрешность:

н.ф.=(U/I)-((U/I)-RA)= +RA; н.ф.100*(RA/R)

НЕТОЧН. ФОРМУЛЫ