Реферат метрологія - банк рефератів, творів, доповідей, курсових і дипломних робіт

1. Види методів вимірювань

Конкретні методи вимірювань визначаються видом вимірюваних величин, їх розмірами, необхідною точністю результату, швидкістю процесу вимірювання, умовами, при яких проводяться вимірювання, і поруч інших ознак.

Кожну фізичну величину можна виміряти кількома методами, які можуть відрізнятися один від одного особливостями як технічного, так і методичного характеру. Відносно технічних особливостей можна сказати, що існує безліч методів вимірювання, і по МРЕ розвитку науки і техніки, число їх все збільшується. З методичної сторони все методи вимірювань піддаються систематизації і узагальнення за загальними характерними ознаками. Розгляд та вивчення цих ознак допомагає не тільки правильному вибору методу і його порівнянні з іншими, але і істотно полегшує розробку нових методів вимірювання.

Для прямих вимірювань можна виділити кілька основних методів: метод безпосередньої оцінки, диференційний метод, нульовий метод і метод збігів.

При непрямих ізмерентіях широко застосовується перетворення вимірюваної величини в процесі вимірювань.

2.Преобразованіе вимірюваної величини в процесі вимірювань

Якщо ми проаналізуємо відомі нам процеси вимірювань, то виявимо, що в переважній більшості випадків ми отримуємо числове значення вимірюваної величини, тільки після того, як той чи інший спосіб видозмінимо її. Розглянемо як приклад вимірювання маси тіла, яку ми вимірюємо за допомогою звичайних рівноплечого ваг. Під дією земного тяжіння створюються сили. Маса тіла разом з цими силами тисне на одну чашку, а маса гир - на іншу. Підбираючи гирі, ми добиваємося рівноваги, тобто рівність цих сил. Це дає нам право сказати, що маса зважується тіла дорівнює масі гир, приймаючи, що сила земного тяжіння на відстані між чашками залишається однією і тією ж. Як бачимо, для вимірювання маси нам довелося перетворити маси тіла і гир в сили, а для срваненія сил між собою перетворити їх дію в механічне переміщення важелів ваг.

Інший приклад - вимірювання тиску газу за допомогою трубчастого манометра. Металева трубка манометра, вигнута по дузі, одним кінцем з'єднується з резервуаром, в якому необхідно виміряти тиск газу. Інший кінець трубки запаяний. Під дією тиску газу трубка розгинається і тим більше, чим більше тиск. Вільний кінець трубки переміщається в просторі. Так здійснюється перший ступінь перетворення. Переміщення кінця трубки за допомогою системи важелів і зубчаток перетвориться в обертання осі (другий ступінь перетворення). На осі знаходиться стрілка, кінець якої перемещется по дузі над шкалою з поділками. Ця третя ступінь перетворення, що дозволяє отримати числове значення вимірюваного тиску.

Наведені приклади показують, що навіть прості вимірювання проводяться шляхом перетворення вимірюваної величини.

Необхідно відзначити, що перетворення вимірюваних величин завжди таять в собі небезпеку внесення похибок. Наприклад, при зважуванні, описаному вище, ми не врахували закону Архімеда, відповідно до якого вага тіла, що знаходиться в будь - якої середовищі, зменшується на вагу витісненого тілом обсягу середовища, якщо щільність матеріалу гир відрізняється від щільності речовини, що зважується тіла. Іншими словами, обсяг витісненого повітря різний, при зважуванні вплив цього явища може спотворити результат. Правда це вплив виявляється дуже невеликим і враховувати його доводиться тільки при точних зважування, зокрема, при зважуванні дорогоцінних металів.

Основним висновком зі сказаного є те, що в переважній більшості випадків вимірювання пов'язані з перетворенням вимірюваної величини.

3.Метод безпосередньої оцінки

Метод безпосередньої оцінки дає значення вимірюваної величини безпосередньо без будь - яких додаткових дій з боку особи, яка проводить вимірювання, і без обчислень, крім умноженіяего показань на постійну вимірювального приладу або ціну поділки.

Швидкість руху вимірювання методом безпосередньої оцінки робить його часто незамінним для практичного використання, хоча точність вимірювання буває зазвичай обмеженою.

Найбільш численною групою засобів вимірювань, що служать для вимірювань методом безпосередньої оцінки, є показують прилади і ось числі так звані стрілочні прилади. Показують вимірювальні прилади нерідко протягом тривалого часу безпосередньо контактують з вимірюваноївеличиною. Покажчик їх безперервно слідує за зміною цієї величини, що має велике значення при здійсненні технологічних процесів, спостереженні за явищами природи і т.п.

До показує вимірювальних приладів безпосередньої оцінки відносяться манометри, динамометри, барометри, амперметри, вольтметри, ватметри, фазометри, витратоміри, тягоміри, напоромери, рідинні термометри і багато інших.

Вимірювання за допомогою інтегруючого вимірювального приладу - лічильника також є методом безпосередньої оцінки.

У ряді випадків засіб вимірювань приводиться в контакт з вимірюваноївеличиною тільки в той момент, коли виникає необхідність дізнатися значення цієї величини. До такого різновиду методу безпосередньої оцінки відносяться, наприклад, зважування вантажів на циферблатних вагах, вимірювання довжини за допомогою лінійки з поділками або рулетки, вимір електричних величин за допомогою переносних приладів і т.п.

4.Разностний або диференційний метод

Цей метод характеризується вимірюванням різниці між вимірюваної величиною і величиною, значення якої невідомо. Різницевий метод дозволяє отримає результати з високою точністю навіть при застосуванні щодо грубих засобів для вимірювання різниці. Однак здійснення методу можливо тільки за умови відтворення з великою точністю відомої величини, значення якої близько до значення вимірюваної. Це в багатьох випадках виявляється легше, ніж виготовити засіб вимірів високої точності.

Проілюструємо сказане на прикладі вимірювання довжини як найбільш наочному. На рис.1 поруч з тілом, довжину x якого слід виміряти, поміщена міра довжини. Розмір l заходи відомий з достатньою

точностью.Ізмерів невелику різницю між

довжинами цих двох предметів a, ми зможемо дізнаєтесь

довжину x = l + a. Припустимо, що похибка ви-

ренію розміру a не перевищує a. тоді результат x

вимірювання можна буде зобразити виразом l Рис.1

a ± a або a (1 ± a / a), де a / a - відносна похибка вимірювання а.

Визначимо відносну похибку вимірювання величини x

де a / l + a- відносна похибка вимірювання x.

Так як l значно більше a, то відносна похибка вимірювання x значно менше відносної похибки вимірювання a