Значення вимірів та технічний прогрес.

Вимірювання як основний об'єкт метрології пов'язані як з фізичними величинами, так і з величинами, що відносяться до інших наук (математики, психології, медицини, суспільних наук тощо). Далі будуть розглядатись поняття, що відносяться до фізичних величин.

Фізичною величиною називають одну з властивостей фізичного об'єкта (явища, процесу), яка є загальною у якісному відношенні для багатьох фізичних об'єктів і відрізняється при цьому за кількісним значенням. Так, властивість "міцність" у якісному відношенні характеризує такі матеріали як сталь, дерево, тканину, скло і багато інших, у той час як степінь (кількісне значення) міцності - величина для кожного з них зовсім різна.

Виміром називають сукупність операцій, виконуваних за допомогою технічного засобу, що зберігає одиницю величини і дозволяє зіставити з нею вимірювану величину. Отримане зна­чення величини і є результат вимірів.

Одна з головних задач метрології — забезпечення єдності ви­мірів - може бути вирішена при дотриманні двох умов, які можна назвати основними:

- вираження результатів вимірів у єдиних узаконених оди­ницях;

- установлення припустимих помилок (похибок) результа­тів вимірів і меж, за які вони не повинні виходити при зада­ній імовірності.

Вимірювання розрізняють за способом одержання інформа­ції, за характером зміни вимірюваної величини в процесі ви­мірів, за кількістю вимірювальної інформації стосовно основ­них одиниць.

За способом одержання інформації вимірювання розділяють на прямі, непрямі, сукупні і спільні.

Прямі вимірювання - це безпосереднє порівняння фізичної величини з її мірою. Наприклад, при визначенні довжини пред­мета лінійкою відбувається порівняння шуканої величини (кіль­кісного вираження значення довжини) з мірою, тобто лінійкою.

Непрямі вимірювання відрізняються від прямих тим, що шукане значення величини встановлюють за результатами прямих вимірів таких величин, що пов'язані із шуканою ви­значеною залежністю. Так, якщо виміряти силу струму ампер­метром, а напругу вольтметром, то за відомим функціональним взаємозв'язком всіх трьох названих величин можна розрахува­ти потужність електричного ланцюга.

Сукупні вимірювання сполучені з рішенням системи рів­нянь, яка складається за результатами одночасних вимірів декількох однорідних величин. Рішення системи рівнянь дає можливість обчислити шукану величину.

Спільні вимірювання - це вимірювання двох чи більше не­однорідних фізичних величин для визначення залежності між ними.

Сукупні і спільні вимірювання часто застосовують при ви­мірюваннях різних параметрів і характеристик в галузі елект­ротехніки.

За характером зміни вимірюваної величини в процесі вимі­рів існують статистичні, динамічні і статичні вимірювання.

Статистичні вимірювання пов'язані з визначенням характе­ристик випадкових процесів, звукових сигналів, рівня шумів тощо.

Статичні вимірювання мають місце тоді, коли вимірювана величина практично постійна. Під статичними розуміють такі способи вимірювання, при яких ні вимірювана деталь, ні елементи вимірювального пристрою не здійснюють під час вимірювання будь-яких переміщень.

Динамічні вимірювання пов'язані з такими величинами, з якими в процесі вимірів відбуваються ті чи інші зміни.

Статичні і динамічні вимірювання в ідеальному виді на практиці зустрічаються рідко.

За кількістю вимірювальної Інформації розрізняють одно­кратні і багаторазові виміри.

Однократний вимір - це один вимір однієї величини, тобто число вимірів дорівнює числу вимірюваних величин. Практи­чне застосування такого виду вимірів завжди сполучено з ве­ликими похибками, тому слід проводити не менше трьох одно­кратних вимірів і знаходити кінцевий результат як середнє арифметичне значення.

Багаторазові вимірювання характеризуються підвищеним числом вимірів кількості вимірюваних величин. Зазвичай мі­німальне число вимірів у даному випадку більше трьох. Пере­вага багаторазових вимірів - у значному зниженні впливів ви­падкових факторів на похибку виміру.

Стосовно основних одиниць вимірювання поділяють на аб­солютні і відносні.

Абсолютними вимірами називають такі, при яких викорис­товуються прямий вимір однієї (іноді декількох) основної ве­личини і фізична константа. Так, у відомій формулі Ейнштей­на Е = тс² маса (т) - основна фізична величина, що може бути виміряна прямим шляхом (зважуванням), а швидкість світла (с) - фізична константа.

Відносні вимірювання базуються на встановленні відно­шення вимірюваної величини до однорідної, що застосовуєть­ся як одиниця. Зазвичай, шукане значення залежить від оди­ниці вимірів, яка використовується.