3.2. Види вимірювань

На результати вимірювань впливає досить багато чинників: зовнішні умови, методи, технічні засоби вимірювання, стан експе­риментатора та ін. Зважаючи на численність різних чинників та умови проведення експерименту, вимірювання можна класифікувати за характером зміни вимірюваної величини в часі, за способом одержання числового значення, точністю та ін.

Класифікацію видів вимірювань представлено на рис. 3.1.

За характером зміни вимірюваної величини в часі вимірювання можна розподілити на статистичні, статичні та динамічні.

Статистичні вимірювання пов’язані з визначенням характеристик випадкових процесів, звукових сигналів, рівнів шумів і. т. д.

Статичні вимірювання - це вимірювання, при яких протягом певного проміжку часу вимірювана величина майже не змінюється або ж її значення змінюється поступово відповідно до процесу виробництва. Статичні вимірювання (рис. 3.2) використовуються, як правило, для встановлення взаємозв’язку між ФВ одного і того ж самого об’єкта дослідження. Вони застосовуються у пасивних експериментах і забезпечують задовільний рівень наочності при зміні вимірюваних величин за певний проміжок часу (годину, зміну, добу). Таким, наприклад, є проведення пасивного експерименту на випарній установці для вимірювання основних її параметрів: температури, рівня, тиску, витрати пари тощо.

Динамічні вимірювання - вимірювання, які показують зміну вимірюваної величини в часі при різних збуреннях, що впливають на об’єкт дослідження або ж на ЗВ. Динамічні вимірювання дають можливість вивчати динамічні властивості об’єкта і засобу вимірю­вальної техніки (ЗВТ), особливо первинних перетворювачів (датчиків).

Статичні та динамічні вимірювання в ідеальному вигляді на практиці зустрічаються рідко.

За способом одержання числового значення вимірюваної величини вимірювання поділяються на прямі, посередні, сукупні та сумісні.

Прямими називаються такі вимірювання, за яких значення вимірюваної величини визначається безпосередньо за експеримен­тальними даними (вимірювання довжини метром, вимірювання температури термометром, тиску - манометром та ін.). Прямі вимірювання найпростіші і найпоширеніші у промисловості.

Посередніми називаються такі вимірювання, за яких значення вимірюваної величини вираховується за допомогою відомих математичних залежностей між цією величиною і величиною, яка визначається прямими вимірюваннями. Наприклад: визначення об’єму рідини у циліндричній посудині за висотою рідини в ній та площею дна; густини рідини за масою та її об’ємом -

та ін.

У загальному вигляді вимірювана величина визначається за формулою:

де- значення величин, виміряних прямим способом;

- функціональна залежність.

При сукупних вимірюваннях числове значення вимірюваної величини визначається розв’язком системи рівнянь, одержаних шляхом сукупних прямих вимірювань однієї або декількох одно­йменних величин (наприклад, визначення температурного коефіцієнта лінійного розширення).

При сумісних вимірюваннях одночасно вимірюють дві або декілька різнойменних величин для виявлення залежностей між ними. Як правило, результати таких вимірювань використовуються в наукових дослідженнях.

За точністю вимірювання числових значень вимірюваної величини вимірювання поділяються на три групи:

1. Вимірювання з максимально можливою точністю відповідно до наявного технічного рівня. Це вимірювання за допомогою еталонів, спрямовані насамперед на відтворення встановлених одиниць ФВ або ж фізичних констант. Крім того, такі вимірювання необхідні під час наукових досліджень високого рівня та розробок сучасних технологій в електроніці, атомній енергетиці тощо.

2. Контрольно-повірочні вимірювання, похибки яких не пере­вищують деяких наперед заданих значень. До них відносять лабораторні вимірювання ФВ за допомогою зразкових і технічних засобів високих класів точності. Такі вимірювання проводяться у метрологічних лабораторіях Держстандарту України та науково-дослідних інститутах.

3. Технічні вимірювання - вимірювання, які проводяться у промисловості і визначаються невисоким класом точності засобів вимірювання.

Залежно від одиниць вимірювання значення вимірювальних величин можна розподілити на абсолютні, відносні та приведені.

Абсолютними називаються вимірювання, значення яких подані в абсолютних одиницях ФВ (наприклад, тиск - у паскалях, довжина - в метрах, час - у секундах та ін.).

Відносними називаються вимірювання, значення яких подані як відношення вимірюваної величини до однойменної, умовно прийнятої за одиницю, або ж у відсотках (наприклад, вологість повітря).

За кількістю вимірювальної інформації розрізняють однократні (одноразові) і багатократні вимірювання.

Одноразові вимірювання - це один вимір однієї величини, тобто число вимірювань дорівнює числу вимірюваних величин. Практичне застосування такого виду вимірювань завжди пов’язане з великими похибками, тому слід проводити не менше трьох одноразових вимі­рювань і знаходити кінцевий результат як середнє арифметичне значення.

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