Читайте также:
|
Физической величиной называется свойство, общее в качественном отношении для многих объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Так, например, в любом электронном устройстве электрическое напряжение представляется как общее свойство, как физическая величина, однако в каждом узле, блоке конкретной схемы размер этой величины различен.
Физической величиной может быть длина, электрический ток, индуктивность и т.д.
Количественное содержание физической величины, характеризующее конкретный объект, называют размером физической величины. Оценку этого размера в виде некоторого числа принятых для данной величины единиц называют значением физической величины.
Следует подчеркнуть принципиальное различие между понятиями размер и значение. Если, например, обозначить измеряемую величину через u, единицу измерения через V, а их отношение через n, то u = nV. Очевидно, что размер физической величины u не зависит от выбора единицы измерения V, а числовое n значение полностью определяется её выбором. Так, приняв за единицу напряжения 1 В, получим численное значение для напряжения стандартной сети n = 220, а, используя единицу 1 кВ, получим n = 0,22.
Сущность процесса измерений состоит в сравнении измеряемой величины с заранее выбранной единицей.
Процесс измерений определяется (по ГОСТу) как нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств – средств измерения.
Для обозначения частных особенностей физических величин (объектов) применяется термин «параметр». Так, если конденсатор характеризуется своей ёмкостью, то его параметрами будут тангенс угла потерь, ТКЕ, индуктивность выводов и т.д.
Иногда термин «параметр» используется и для обозначения самой измеряемой величины – амплитуды, частоты, фазы и т.п.
Различают истинное и действительное значения физической величины. Истинным называют значение, идеальным образом отражающее количественное и качественное состояние (свойство) объекта. Очевидно, что его невозможно получить на практике из-за неизбежных погрешностей измерений.
Действительным значением называют такое значение измеряемой величины, которое максимально приближается к истинному с учетом современных возможностей измерительной техники.
Средства измерений
Применяемые в процессе измерений технические средства, имеющие нормированные характеристики, называются средствами измерений. К ним относятся эталоны физических величин, меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительно-вычислительные комплексы (ИВК), компьютерные измерительные системы (КИС).
Мера – это средство измерений, предназначенное для воспроизводства физической величины заданного размера (значения). Меры подразделяются на образцовые и рабочие, а также на однозначные, многозначные и наборы.
Среди образцовых мер особое место занимает эталон единицы физической величины. Он представляет собой комплекс средств измерений, утвержденный Госстандартом в качестве эталона. Эталоны делятся на:
· первичный, или государственный
· вторичный
· эталон-копия
· рабочий эталон
Измерительный преобразователь – это структурный элемент сложных средств измерений, имеющий самостоятельные характеристики. Преобразователи предназначены для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования и хранения информации, но не для непосредственного восприятия сигнала наблюдателем. Различают первичные, передающие, промежуточные и масштабные преобразователи. Для обозначения первичных преобразователей ранее использовался термин «датчики».
На основе нескольких измерительных преобразователей создаются измерительные приборы, а в отдельных случаях – и меры.
Измерительный прибор – это средство измерения, предназначенное для формирования выходного сигнала в виде, доступном для непосредственного восприятия наблюдателем.
По способу получения результатов измерения делятся на прямые, косвенные, совместные и совокупные.
Прямые измерения основаны на методе экспериментального сравнения измеряемой величины с мерой этой величины или на методе непосредственной оценки значения измеряемой величины по отсчетному устройству средства измерений, шкала которого проградуирована в единицах измеряемой величины.
Косвенные измерения являются более сложным видом измерений, результат которых получают после прямых измерений величин, связанных с измеряемой величинойизвестной зависимостью.
Совместные измерения состоят в одновременном измерении двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними.
Совокупные измерения заключаются в одновременных неоднократных, как правило, прямых измерениях одной или нескольких одноименных величин, при которых искомое значение физической величины находят из решения системы уравнений, полученных при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
Под точностью измерения понимается степень близости результатов измерений к истинному значению измеряемой величины.Однако на практике оказалось удобнее оценивать степень отклонения результатов измерения от истинного (или действительного) значения измеряемой величины. Это отклонение обозначается термином погрешность измерений.
Отклонение результата измерений х от истинного значения Х измеряемой величины называют абсолютной погрешностью измерений:
Δ=| х-Х |
Иногда удобнее говорить об относительной погрешности δ = Δ/X, или, т.к.
x ≈ X, δ = Δ/x.
По причине возникновения погрешности определяются как:
Методическая (Δм), обусловленная несовершенством метода измерений или упрощениями, допущенными при измерениях;
Инструментальная (Δи) обусловленная несовершенством применяемых средств измерений;
Субъективная погрешность, обусловленная индивидуальными особенностями экспериментатора
По закономерности проявления погрешности определяются как:
Систематическая погрешность – это погрешность, которая остается постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины.
Случайная погрешность – это погрешность, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.
Грубые погрешности (выпадающие точки), обусловленные, например, кратковременными скачками питающего напряжения или ошибками экспериментатора (неправильный отсчет).
По скорости изменения измеряемой величины погрешности определяются как:
Статическая погрешность, возникающая при измерении постоянной или медленно меняющейся (относительно времени измерения) величины.
Динамическая погрешность, возникающая тогда, когда скорость изменения величины достаточна для того, чтобы проявились инерционные свойства измерительной системы.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 71 | Нарушение авторских прав