Способи вимірювань

За способом отримання результату розрізняють прямі та непрямі вимірювання, а останні розділяють на опосередковані, сумісні та сукупні вимірювання.

Прямі вимірювання – при яких фізичні величини знаходяться з дослідних даних. Наприклад, напруга вимірюється безпосередньо вольтметром, струм – амперметром, опір – омметром, розмір – лінійкою і т.д.

Непрямі опосередковані вимірювання – при яких фізичні величини знаходяться за відомими формулами, в які входять величини, що вимірюються безпосередньо і називаються аргументами. Наприклад, при визначенні густини струму j прямими вимірюваннями визначають струм I і розмір, який визначає площу поперечного перетину S, і далі розраховують j = I / S. Аналогічно для визначення питомого опору матеріалу r необхідно виміряти опір матеріалу R, його довжину l і площу поперечного перетину: . Густину речовини визначають за вагою і об’ємом, які є аргументами, що підлягають прямим вимірюванням. Опір можна визначити омметром прямим вимірюванням, але якщо вимірюється напруга на опорі U і струм через нього I, то опір визначається опосередкованим методом за формулою закона Ома R = U / I.

Сумісні (спільні) вимірювання – вимірюються одночасно дві або декілька різних фізичних величин для знаходження залежності між ними. Наприклад, вимірювання вольт-амперних характеристик діодів та нелінійних резисторів, вхідних та вихідних характеристик транзисторів і т.д. зводиться до встановлення графічного або аналітичного зв`язку між напругою і струмом, між струмом колектора і бази і т.д. Спільні вимірювання проводяться також для фізичних величин, які відносяться до різних груп фізичних процесів (електричних, магнітних, теплових, просторово-часових, акустичних, світлових, іонізуючого випромінювання). Наприклад, для визначення аналітичної залежності опору резистора від температури, яка апроксимується поліномом другого порядку, необхідно зробити два спільні вимірювання опору і температури (R ₁ при температурі t ₁ і R ₂ при температурі t ₂). Тоді

де R ₀ – задана величина опору при відомій температурі t ₀.

З розв’язку системи двох рівнянь з двома невідомими (a і b) знаходимо величини a і b, які встановлюють аналітичну залежність R (t).

Сукупні вимірювання – значення декількох однойменних фізичних величин знаходять із розв’язку системи рівнянь, які отримані при прямих вимірюваннях різних комбінацій цих фізичних величин. Кількість рівнянь вимірювання не може бути меншою кількості фізичних величин, які потрібно виміряти.

Наприклад, для резистивного подільника напруги (див. рис. 1.2) можна розрахувати спад напруги на кожному опорі, вимірюючи різницю потенціалів між будь-якими вузлами.

Рисунок 1.2. Резистивний подільник напруги.

Напруга на опорах розраховується за наступними виразами:

Дата добавления: 2015-11-14