Общие сведения об измерение Физ.величин. Понятие измерения, физической величины, метода измерения, погрешности и точности измерения, сходимости и достоверности.

Виды измерений (прямые, косвенные, совокупные, совместные).

Вид измерения – это часть области измерения, имеющие свои особенности и отличающиеся однородностью измеряемых величин.

По способу нахождению численного значения физической величины:

Прямые измерения - это такие измерения, при которых искомое значение физической величины определяются непосредственно путем сравнения с мерой этой величины.

Косвенные измерения – значения искомой величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами подвергаемой прямым измерениям.

Совместные измерения – это измерения двух или нескольких неодноимённых величин, значения которых находятся решением системы уравнения.

Совокупные измерения – это проводимые одновременные измерения нескольких одноимённых величин, при которых искомые значения находятся решением системы уравнения.

 

Классификация измерений (по числу, по характеристике точности, по характеру изменения во времени измеряемой величины, по способу представления результатов измерений).

1. По числу измерений:

Однократное измерение — измерение, выполненное один раз.

Многократное измерение — измерение физической величины одного и того же размера, результат которого получен из нескольких следующих друг за другом измерений, т. е. состоящее из ряда однократных измерений.

2. По характеристике точности измерения делятся на равноточные и неравноточные.

Равноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой величины, сделанных при помощи средств измерений (СИ), обладающих одинаковой точностью, в идентичных исходных условиях.

Неравноточными измерениями физической величины называется ряд измерений некоторой величины, сделанных при помощи средств измерения, обладающих разной точностью, и (или) в различных исходных условиях.

3. По характеру изменения во времени измеряемой величины:

Статические измерения – измеряемая величина остаётся постоянной во времени и в процессе неизменной.

Динамические измерения – измерение величины, изменяющиеся в процессе изменения и является непостоянной во времени.

 

4. По способу представления результатов измерений:

Абсолютные измерения – основанные на прямых измерениях и исполнение физической константы.

Относительные измерения – измерения относительных величин к одноимённой величине, играющий роль к единице по отношению к одноимённой величине, применяемой за исходной.

Измерительные установки.

 Измерительная установка – это совокупность функционально объеди-ненных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте.

Измерительная система. Эталон и рабочие средства измерений.

Измерительная система – это совокупность средств измерений и вспо-могательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации удобной для непосредственной автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления.

Эталоны - средства измерений или их комплексы, обеспечивающие воспроизведение и хранение узаконенных единиц физических величин, а также передачу их размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения.

Рабочие средства измерений - такие средства, которые применяют для измерений, не связанных с передачей размера единиц.

Индукционные системы измерения.

Область применения.

Применяются в амперметрах, вольтметрах, ваттметрах.

Ферродинамические приборы выпускаются классом точности не выше 0,2 и 0,5.

Достоинства: надёжны в исполнении, многолетний срок эксплуатации счётчика, независимость от перепадов ЭЭ, дешевле электронных.

Недостатки: класс точности достаточно низок – 2 и 2,5; практически отсутствует защищённость от хищения ЭЭ.

 

Измерение активной мощности

Значение активной мощности определяют по формуле P = UI cos ф, где U — напряжение приемника, I — ток приемника, ф — фазовый сдвиг между напряжением и током.

Из формулы видно, что мощность в цепи переменного тока можно определить косвенным путем, если включить три прибора: амперметр, вольтметр и фазометр. Однако в этом случае нельзя рассчитывать на большую точность измерения, так как погрешность измерения мощности будет зависеть не только от суммы погрешностей всех трех приборов, но и от погрешности метода измерения, вызванной способом включения амперметра и вольтметра. Поэтому данный метод можно применять только в случае, когда не требуется большая точность измерений.

Если активную мощность нужно измерить точно, то лучше всего применить ваттметры электродинамической системы или электронные ваттметры. При грубых измерениях могут быть использованы ферродинамические ваттметры.

Измерение фазы и частоты

Измерение фазы (из тетради)

Сдвиг по фазе меж двумя ист. напряжения одинаковой частоты можно измерить методом эллипса с помощью осциллографа.

Для этого из исследуемого напряжения подается напряжение на вход Y а другое на X.

При этом на экране осциллографа наблюдается прямая линия с углом наклона горизонтальной оси.

Значения X и Y определяются в т. пересечения эллипса с координатами осей.

Измерение частоты (из тетради)

Частота сигнала определяется как обратная величина периода f=1/T, для этого на окраине осциллографа по горизонтали подсчитывается расстояние L в делениях целого числа n - периодов сигнала.

Затем определяется длительность развертки по оцифрованной отметке калибратора и в результате f=n/(L*T)

(из интернета)

Если на обе пары отклоняющих пластин осциллографа, не применяя развертки, подать переменные синусоидальные напряжения с одинаковыми частотами (рис. 1), на экране получается неподвижное изображение (фигура), вид которой зависит от соотношения частот и фаз.

Рис 1. Схема измерения частоты и сдвига фаз осциллографом

Если два напряжения совпадает пo фазе, тo перемещения луча по горизонтали и вертикали происходят одновременно и пропорционально, поэтому след на экране получается в виде прямой, имеющей наклон вверх слева направо. Если же они не совпадают по фазе, то на экране появляетcя эллипс (рис 2).

Рис 2. Изображение на экране осциллографа при различных фазовых сдвигах между напряжениями на горизонтальных и вертикальных пластинах

При совпадении или противоположности фаз получаются прямые линии, при других значениях фаз — эллипсы.
Если напряжения подобраны таким образом, что максимальные отклонения на обеих осях одинаковы, то при разности фаз 90" получатся окружности. Однако прямые линии и окружности - это частные случаи общей эллиптической кривой.
Для оценки частоты напряжения его прикладывают к одной паре пластин, а к другой паре - эталонное напряжение (рис. 3).

Рис 3.Фигура на экране осциллографа при кратном соотношении частот на пластинах Х и Y

Общие сведения об измерение Физ.величин. Понятие измерения, физической величины, метода измерения, погрешности и точности измерения, сходимости и достоверности.

Измерение-познавательный процесс, заключающийся в сравнении путем физического эксперимента данной величины с известной величиной, принятой за единицу сравнения».

Измерение- нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств».

Физическая величина- это свойство, общее в качественном отношении многим объектам (системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Метод измерения- совокупность процессов использования принципов и средств измерений.

Погрешность- отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Точность измерений - их качество, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Сходимость измерений - их качество, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях.

Достоверность измерений характеризует степень доверия к результатам измерений. Достоверность оценки погрешности определяют на основе законов теории вероятностии математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать метода и средства измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ с необходимой вероятностью.

2) Виды и методы измерений. Воспроизведение величины заданного замера, сравнение, измерительное преобразование, масштабирование.

Вид измерений - часть области измерений, имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин. Например, в области электрических и магнитных измерений могут быть выделены как видыизмерения электрического сопротивления, электродвижущей силы, электрического напряжения, магнитной индукции и др.

Под понятием метод измерения подразумевается совокупность процессов использования принципов и средств измерений.

Виды:

1-По способу получения результатов, определяемому видом уравнения измерений, выделяют прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.

Прямые - это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных.

Косвенные - это измерения, при которых значение величины определяют на основании известной зависимости между искомой величиной и величинами, значения которых находят прямыми измерениями.

Совокупные - это такие измерения, при которых значения измеряемых величин определяют по результатам повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин.

Совместные - это измерения, производимые одновременно двух или нескольких разноименных величин для нахождения функциональной зависимости между ними.

2-По числу наблюдений

- обыкновенные измерения - измерения, выполняемые с однократным наблюдением;

- статистические измерения - измерения с многократными наблюдениями.

3-По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяются:

- на статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени в процессе измерения;

- динамические, при которых измеряемая величина изменяется в процессе измерения и является непостоянной во времени.

 

4-По числу измеряемых мгновенных значений в заданном интервале времени измерения подразделяются на дискретные и непрерывные (аналоговые).

   Дискретные измерения – измерения, при которых на заданном интервале времени число измеряемых мгновенных значений конечно.

   Непрерывные (аналоговые) измерения – измерения, при которых на заданном интервале времени число измеряемых мгновенных значений бесконечно.

   5-По условиям, определяющим точность результатов, измерения бывают:

-    максимально возможной точности, достигаемой при существующем уров­не техники;

-    контрольно-поверочные, погрешность которых не должна превышать

некоторое заданное значение;

- технические, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений [11].

6- По способу выражения результатов измерения различают абсолютные и относительные измерения.

   Абсолютные измерения – измерения, основанные на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.

   Относительные измерения – измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную [12].

 

Методы:

*В зависимости от способа определения значений искомых величин различают два основных метода измерений метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.

Метод непосредственной оценки - метод измерения, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия. Примерами таких измерений являются: измерение длины с помощью линейки, размеров деталей микрометром, угломером, давления манометром и т. д.

Метод сравнения с мерой - метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, для измерения диаметра калибра оптиметр устанавливают на нуль по блоку концевых мер длины, а результат измерения получают по показанию стрелки оптиметра, являющегося отклонением от нуля. Таким образом, измеряемая величина сравнивается с размером блока концевых мер.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: