Презентация на тему «Измерения физических величин»

Измерения физических величин

Основные понятия Классификация измерений Погрешности измерений

Основные понятия

Измерение - совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины. (РМГ 29-99 Метрология. Основные термины и определения) Измерение - совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины (ФЗ 102 «Об обеспечении единства измерений»)

Основные понятия

Принцип измерений - физическое явление или эффект, положенное в основу измерений Метод измерений - прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Область измерений - совокупность измерений физических величин, свойственных какой-либо области науки или техники и выделяющихся своей спецификой (механические, акустические, магнитные и т.д.)

Основные понятия

Вид измерений - часть области измерений, имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин. Например, механические измерения разделяют на измерения массы, скорости, силы и т.д. Точность измерений - характеристика качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения. Правильность измерения - характеристика измерения, отражающая близость к нулю систематической погрешности результата измерения

Основные понятия

Достоверность измерений – важнейшая характеристика качества измерений, определяющая доверие к результатам измерения. Характеризуется вероятностью того, что истинное (действительное) значение измеряемой величины находится в указанных пределах. Результат измерения – значение ФВ, найденное в процессе ее измерения

Классификация измерений

Признаки

Характеристики точности (равноточные и неравноточные); Число измерений в серии (однократные и многократные); Отношение к изменению измеряемой величины (статические и динамические); Выражение результата измерений (абсолютные и относительные); Метрологическое назначение (технические, метрологические); Общие приемы получения результатов (прямые, косвенные, совокупные и совместные)

Классификация измерений

Равноточные измерения - ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях неравноточные измерения - ряд измерений какой-либо величины, выполненных различающимися по точности средствами измерений и (или) в разных условиях.

Классификация измерений

статическое измерение - измерение ФВ, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения (длина, масса и т.д.) динамическое измерение - измерение изменяющейся по размеру ФВ (устойчивость к многократному растяжении, изгибам и т.д.)

Классификация измерений

прямое измерение - измерение, при котором искомое значение ФВ получают непосредственно по показанию средства измерения (СИ) косвенное измерение - определение искомого значения ФВ на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной

Классификация измерений

Совокупные измерения - проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях совместные измерения - проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними (зависимость влажности материала от влажности окружающей среды – изотерма сорбции)

Классификация измерений

Абсолютное измерение - измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант (F = mg) относительное измерение - измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную (относительная влажность воздуха, удлинение при разрыве в %)

Классификация измерений

метрологическое измерение – измерения при помощи эталонов с целью воспроизведения единиц ФВ или передачи их размера СИ техническое измерение – измерения при помощи рабочих средств измерения (контроль качества продукции, научно-исследовательские испытания)

Погрешности измерений

Погрешность измерения - отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины

Классификация погрешностей

По форме числового выражения абсолютные относительные приведенные

Классификация погрешностей

По закономерностям проявления случайные систематические по виду источника (методические, инструментальные, субъективные) по характеру проявления (постоянные, переменные) грубые промахи

Случайные погрешности

Случайная погрешность измерения - составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях, проведенных с одинаковой тщательностью, одной и той же физической величины

Основной постулат метрологии

Погрешность и результат измерения ее содержащий являются случайными величинами, т.е. нельзя сказать какое значение они примут в момент времени t, можно указать лишь вероятность появления их значения в том или ином интервале.

Случайные погрешности

Центральная предельная теорема

Распределение случайных величин будет близко в нормальному всякий раз, когда результаты наблюдения формируются под влиянием большого числа независимо действующих факторов, каждый из которых оказывает лишь незначительное действие по сравнению с суммарным действием всех остальных

Закон нормального распределения случайной величины

Кривая нормального закона распределения случайной погрешности

-u?

+u?

P(X)

?

X

М[x]

При доверительной вероятности Рд =0,95 u=1,96. Случайная погрешность не превысит интервала

Формула случайной погрешности

Так как

, То

При n < 30

Запись результата измерения