Характеристика измерений. 
Стандартизация, подтверждение соответствия, метрология

Классификация измерений

Измерения отличаются природой, точностью, количеством и прочими характеристиками, что создает предпосылки для классификации измерений (рис. 4.3).

В зависимости от способа получения результатов измерений различают: прямые; косвенные; совместные и совокупные измерения.

При прямых измерениях искомое значение физической величины (масса, длина, температура, время) определяют непосредственно с помощью измерительного устройства, а результат измерения получается сразу после отсчета по шкале прибора. Например, определение массы товара на весах различной конструкции, измерение температуры относятся к прямым измерениям.

Рис. 4.3. Классификация измерений.

При косвенных измерениях для определения какой-либо характеристики А проводят п прямых измерений характеристики В, с которой характеристика А функционально связана.

По результатам прямых измерений (В1, В2, В3,…, В,) рассчитывают: В = ?,/?, а затем определяют А по формуле.

A =f (B1, В2, …, В,). (4.8).

Косвенные методы менее точны, но позволяют быстро измерить нужные характеристики и в большинстве случаев относятся к неразрушающим методам. Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат. Примером косвенных измерений может служить нахождение коэффициента поверхностного натяжения жидкости, оценка предела прочности при растяжении металлов, нахождение плотности изделия, но его массе и геометрической форме.

Деление методов измерений на прямые и косвенные необходимо учитывать при математической обработке результатов, так как способ подсчета погрешностей зависит от метода измерений.

Совокупные — это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомую величину определяют решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.

Примером совокупных измерений является определение массы отдельных гирь набора (калибровка по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь).

Совместные — это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимостей между ними.

В качестве примера можно назвать измерение электрического сопротивления при 20 °C и температурных коэффициентов измерительного резистора по данным прямых измерений его сопротивления при различных температурах.

Искомая величина может обнаруживаться с разрушением испытуемого образца. После таких измерений образец больше нельзя использовать по назначению. Как правило, перед проведением таких измерений необходимо подготовить образец для испытаний. Такие измерения называют разрушающими. При неразрушающих измерениях образцы сохраняют свои потребительские свойства и могут быть использованы по назначению.

При однократных измерениях число измерений равняется числу измеряемых величин. Если измеряется одна величина, то измерение проводится один раз. Однако при таких измерениях велика возможность появления грубой ошибки, поэтому рекомендуется выполнять не менее двух — трех измерений. При этом результат измерения, т. е. значение физической величины, рассчитывается как среднее арифметическое двух или трех измерений.

При многократных измерениях число измерений превышает число измеряемых величин в п/т раз, где т — число измеряемых величин, п — число измерений каждой величины. Как правило, при многократных измерениях п? 3. Многократные измерения проводят для уменьшения влияния на результаты измерений случайной составляющей погрешности.

При абсолютных измерениях результат измерений основывается на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) на использовании физических констант.

Например, измерение энергии по формуле Е = тс2 является абсолютным измерением, где масса относится к основным величинам, а скорость света является физической константой.

При проведении относительных измерений определяют отношение величины к однородной величине, играющей роль единицы, или к однородной величине, принимаемой за исходную.

Например, измерения с использованием основного уравнения измерений (4.1) являются относительными с нахождением числового значения величины в виде отношения Х/[Х]. Относительные измерения позволяют получить достаточно точные результаты. Но не все величины можно найти с помощью относительных измерений. Например, невозможно определить площадь путем ее сравнения с другой произвольной площадью. В одном случае это может быть площадь круга, в другом — площадь треугольника.

В процессе проведения статических измерений измеряемая величина остается постоянной во времени.

При динамических измерениях измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.

Статическими измерениями являются, в частности, измерения размеров тела, постоянного давления, электрических величин в цепях с установившемся режимом, динамическими — измерения пульсирующих давлений, вибраций, электрических величин в условиях протекания переходного процесса.