Лекція 1.

3. Методи вимірювання

По виду розрізняють прямі, опосередковані, сукупні і сумісні вимірювання.

Прямим називається вимірювання, при якому шукане значення величини находять безпосередньо з дослідних даних. (Вимірюється саме та величина, значення якої необхідно визначити – струм, напруга. опір).

При опосередкованих вимірюваннях шукане значення величини знаходять на основі відомої залежності між цією величиною і величинами, що безпосередньо вимірюються. (визначення опору за допомогою вольтметра і амперметра за законом Ома).

Сукупні вимірюваня здійснюють одночасно над декількома одноіменними величинами, причому шукані значення величин знаходять розвязуючи систему рівнянь отриманих при прямих вимірюваннях різних поєднаню цих величин (знаходження опору двох резисторів за результатами вимірювання опорів їх послідовного і паралельного зєднання).

Сумісні вимірювання здійснюють одночасно над двома або більше неодноїменними величинами для знаходження залежності між ними.

Метод вимірювання – це спосіб експериментального визначення значення фізичної величини.

Методи вимірювань поділяються на метод безпосередньої оцінки і метод порівняння.

Метод безпосередньої оцінки - визначення значення фізичної величини по відліковому пристрою вимірювального приладу прямої дії. Наприклад – вимірювання напруги вольтметром. Цей метод є найбільш поширеним, але його точність залежить від точності вимірювального приладу.

Метод порівняння з мірою – в цьому випадку вимірювана величина порівнюється з величиною, відтвореною мірою. Точність вимірювання може бути вищою, ніж точність безпосередньої оцінки. Розрізняють наступні види методу порівняння з мірою:

- Диференційний метод, при якому на вимірювальний прилад впливає різниця вимірюваної величини і відомої величини, відтвореної мірою. При цьому урівноваження вимірюваної величини відомою здійснюється не повністю. Приклад: вимірювання напруги постійного струму за допомогою дискретного дільника напруги, джерела зразкової напруги і вольтметра.

- Нульовий метод, при якому результуючий ефект дії обох величин на прилад порівняння доводять до нуля, що фіксується високочутливим приладом – нуль-індикатором. Приклад: вимірювання опору резистора за допомогою чотириплечого моста, в якому падіння напруги на резисторі з невідомим опором врівноважується падінням напруги на резисторі відомого опору.

- Метод зіставлення, при якому вимірювана і відтворена величина одночасно впливають на прилад порівняння, за допомогою якого встановлюється співвідношення між величинами. Приклад: вимірювання ваги за допомогою важелів вагів і набору гир.

- Метод заміщення, при якому здійснюється почергове підключення на вхід приладу вимірюваної величини і відомої величини, і за двома показами приладу оцінюється значення вимірюваної величини, а потім підбором відомої величини добиваються, аби обоє показів збіглися. При цьому методі може бути досягнута висока точність вимірювань при високій точності міри відомої величини і високій чутливості приладу. Приклад: точний метод вимірювання малої напруги за допомогою високочутливого гальванометра, до якого спочатку підключають джерело невідомої напруги і визначають відхилення покажчика, а потім за допомогою регульованого джерела відомої напруги добиваються того ж відхилення покажчика. При цьому відома напруга дорівнює невідомій.

- Метод співпадіння, при якому вимірюють різницю між вимірюваною величиною і величиною, відтвореною мірою, використовуючи співпадання відміток шкал або періодичних сигналів. Приклад: вимірювання частоти обертання деталі за допомогою блимаючої лампи стробоскопа: спостерігаючи положення мітки на деталі, що обертається, в моменти спалахів лампи, по відомій частоті спалахів і зсуву мітки визначають частоту обертання деталі.

Рис. 1.5. Методи вимірювань