A mérések típusai és módszerei - alapfogalmak. Mérési módszerek

Mérési módszer- a mért mennyiség mértékegységével vagy léptékével való összehasonlítására szolgáló technika vagy technikák összessége a megvalósított mérési elvnek megfelelően.

Által általános technikák A mérési eredmények megszerzésének módszerei a következők:

  • közvetlen mérési módszer- olyan mérés, amelyben egy mennyiség kívánt értékét közvetlenül a kísérleti adatokból találják meg. A közvetlen mérések nem igényelnek mérési technikát, és az alkalmazott mérőműszer üzemeltetési dokumentációja szerint végzik el;
  • közvetett mérési módszer- olyan mérés, amelynek eredményét a mért mennyiséghez tartozó mennyiségek közvetlen mérése alapján, ismert függéssel határozzák meg. A közvetett méréseket olyan esetekben alkalmazzák, amikor lehetetlen közvetlen mérést végezni, például a sűrűség meghatározásakor szilárd, térfogat- és tömegmérések eredményeiből számítva.

Mérési feltételek szerint:

A közvetlen mérésről a közvetett mérésre való átmenet általában két ténnyel hozható összefüggésbe: - a mérés elvégzéséhez szükséges idő. A felbontás vagy a pontosság igénye összeegyeztethetetlen a mérendő mérettel, például: 50 m, 0,1-es pontossággal Általában a megfigyelt érték több egyedi érték átlaga. A pontosság arányos a megfigyelt értékek különbségével a méréshez. Így minél nagyobb az egyetértés egy intézkedéskészlet egyedi értékei között, annál nagyobb a pontosság.

A nyelv egységessége érdekében egyszerű mérések esetén a következő meghatározások érvényesek. Névleges méret: Ez a mérési specifikációban használt méret. Ez a méret általában ismert. Határméretek: Ezek a maximális és minimális méretek, amelyek eltérés nélkül mérhetők.

  • kontakt mérési módszer- azon alapul, hogy a készülék érzékeny eleme érintkezésbe kerül a mérőtárggyal (testhőmérséklet mérése hőmérővel);
  • érintésmentes mérési módszer- azon alapul, hogy a készülék érzékeny elemét nem hozzák érintkezésbe a mérőtárggyal (objektum távolságának mérése radarral, hőmérséklet mérése nagyolvasztóban pirométerrel).

A mért mennyiség mértékegységével való összehasonlításának módszere alapján megkülönböztetik:

Maximális méret: Ez a méréshez megengedett maximális érték. Minimális méret: A méréshez megengedett legkisebb méret. Hatásos mérés: a méréshez kapott bármely érték, a maximális és minimális mérések ellenőrzéséhez elegendő felbontású eszközzel.

Tűrés: Ez a különbség a mérés maximális és minimális elfogadható értékei között; van pozitív érték. Felső intervallum: a maximális méret és a névleges méret közötti különbség. Lehet pozitív vagy negatív jelentése.

  • közvetlen értékelés- olyan módszer, amelyben egy mennyiség értékét közvetlenül egy SI-t jelző leolvasó eszközről (hőmérő, voltmérő stb.) határozzák meg. A mértékegységet tükröző mérték nem vesz részt a mérésben. Szerepe az SI-skálában van, amelyet a gyártás során kalibrálnak meglehetősen pontos SI-vel.
  • összehasonlítási módszer a mértékkel-módszer, amelyben a mért értéket összehasonlítják a mérés által reprodukált értékkel (tömegmérés emelős mérlegeken súlyokkal való kiegyensúlyozással). Ennek a módszernek három fajtája van:
    • null módszer- mértékkel való összehasonlítás módszere, amelyben a mennyiségek összehasonlító eszközre gyakorolt ​​hatásának eredő hatását nullára nullázzák, például elektromos ellenállás mérése híddal annak teljes kiegyensúlyozásával;
    • helyettesítési módszer- olyan mértékkel való összehasonlításon alapul, amelyben a mért mennyiséget egy ismert, a mértékkel reprodukálható mennyiséggel helyettesítik, minden feltétel változatlan tartása mellett, például a mérés a mért tömeg és a súlyok felváltva ugyanarra a mérlegre helyezésével;
    • véletlen módszer- olyan mértékkel való összehasonlítási módszer, amelyben a keresett és a reprodukált mennyiségmérték értéke közötti különbséget skálajelek vagy periodikus jelek egybeesésével mérik, például nóniuszos tolómérővel történő mérésnél a a nóniusz és a nóniusz pikkelyein lévő nyomok figyelhetők meg;
    • differenciál módszer - olyan mérési módszer, amelyben a mért mennyiséget egy homogén mennyiséggel hasonlítják össze ismert érték, amely kissé eltér a mért mennyiség értékétől, és amelynél a két mennyiség közötti különbséget mérik.
    • véletlen módszer- olyan mérési módszer, amelyben a mért érték és a reprodukálható érték közötti különbséget skálajelek vagy periodikus jelek egybeesésével határozzák meg. Példa erre a módszerre a hosszmérés nóniuszos tolómérővel. A koincidencia módszert gyakran alkalmazzák periodikus folyamatok paramétereinek mérésénél.

Mivel a hibát nemcsak a mérőműszerek metrológiai jellemzői határozzák meg, hanem a mintavétel és a mintaelőkészítés hibája, a mérési feltételek, a kezelői hiba és egyéb okok is, ez a meghatározás azt jelenti, hogy mérési technikák kidolgozása és hitelesítése csak a specifikus mérési feltételekkel való összefüggésben meghatározott eszközökkel.
Ez az állítás nem jelenti azt, hogy minden mérő- vagy vizsgálólaboratóriumnak saját módszereit kell kidolgoznia. De ha a laboratórium a hitelesített módszerben megadott típusú mérőműszert használja, akkor a befolyásoló tényezők (a környezeti levegő és a mért közeg hőmérséklete és páratartalma, az elektromos hálózat feszültsége és frekvenciája, rezgés, külső mágneses tér stb.) az e módszerrel meghatározott tartományban, és az üzemeltető megfelel az abban megállapított minősítéseknek, akkor fizikai mennyiségek ismert hibával mérik meg ebben a laboratóriumban.

Alsó hézag: Ez a különbség a minimális méret és a névleges méret között. Alapvonal: V grafikus ábrázolás ez az a vonal, amely egybeesik a mérés névleges méretével. Elfogadható mérés: Ez egy névleges mérési sorozat, amelyhez felső és alsó eltérések társulnak.

Tűrési tartomány: ez a maximum és a közötti értékek halmaza minimális méretek mérések. Bonyolultabb alkatrészeknél nem elegendő bizonyos alapvető jellemzők előre meghatározott határokon belüli biztosítása. Egy alkatrész teljesítményének biztosításához geometriailag meghatározott határokon belül kell lennie. Így síkban a furat a lehető legmeredekebb és a lehető leghengeresebb térben van. Ezért a felületek elhelyezkedésére és egymáshoz viszonyított helyzetére korlátokat kell szabni.

A mérések mint kísérleti eljárások a mért mennyiségek értékeinek meghatározására nagyon sokfélék. Ennek oka a mért mennyiségek sokasága, eltérő karakter időbeli változásaik, a mérési pontosságra vonatkozó eltérő követelmények stb. Attól függően, hogy milyen módszerrel dolgozzák fel a kísérleti adatokat az eredmény megtalálásához, a méréseket a következő kategóriába sorolják:

A "négy-tízszeres" szabályt a szabvány nem írja elő, de általában átvihető méretnél, például 0,05 mm-en belül mikrométerrel kell szabályozni 0,01 mm-es pontossággal, ami egy arányt eredményez. Miért fontos ez a szabály? A számításokat számos olyan feltételezés alapján dolgozták ki, amelyek ezt bizonyítják.

Nagyon nagy a valószínűsége annak, hogy 4-nél kisebb arányban hibázunk. A rendszer költsége eltúlzottá válik, ha az arány nagyobb, mint. A rendszernek figyelembe kell vennie ezt a szabályt, amelyet minden esetben be kell tartani, illetve további feltételeket azokban az esetekben, amikor a négynél nagyobb vagy egyenlő arány nem tartható be.

Þ egyenes,

Þ közvetett,

Þ ízület

Þ kumulatív.

Közvetlen mérés - olyan mérés, amelynél egy mérés elvégzése eredményeként a kísérleti adatokból közvetlenül megtalálják egy mennyiség kívánt értékét. Példa közvetlen mérés- a forrásfeszültség mérése voltmérővel.

Közvetett mérés - amelyben egy mennyiség kívánt értékét a mennyiség és a közvetlen mérésekkel meghatározott mennyiségek ismert kapcsolata alapján találják meg. A közvetett mérésnél a mért mennyiség értékét az egyenlet megoldásával kapjuk meg x = F(x 1 , x2, x 3, ..., x n) , Ahol x 1, x 2, x 3,..., x n közvetlen méréssel kapott mennyiségek értékei. Példa közvetett mérés: ellenállás ellenállás R egyenletből találtuk meg R=U/I , amelybe behelyettesítjük a mért feszültségesés értékeket U ellenálláson és áramon / rajta keresztül.

Több műszer használatát a leolvasások átlagának eredményeként tekintjük. Állapot ellenőrzés környezet. A legspecializáltabb és indokolt esetben akár egy operátor alkalmazása. Alacsonyabb kalibrációs intervallum. Konkrétabb és részletesebb mérési eljárás alkalmazása. Így, lehetséges intézkedések a hibaforrások kiküszöbölésére. 1 - Nyomás- és hőmérsékletmérő műszerek Nyomásmérő: nyomás és a környezeti nyomás feletti nyomás mérésére szolgáló műszer.

Vákuummérő: egy mentor nyomásának mérésére és kijelzésére szolgáló műszer, mint a környezeti nyomás. Nyomásmérő vákuummérő: a környezeti nyomásnál nagyobb vagy kisebb nyomás mérésére és jelzésére szolgáló műszer. Hőmérő: Hőmérséklet mérésére és kijelzésére szolgáló műszer. A különböző mértékegységek és hőmérsékleti skálák használata miatt lehetnek pozitív vagy negatív értékeink. Fő működése általában "kiterjesztés" révén történik.

Közös mérések - több különböző mennyiség egyidejű mérése, hogy megtaláljuk a köztük lévő kapcsolatot. Ebben az esetben az egyenletrendszer megoldott

Példa kötésmérésre: határozzuk meg az ellenállás ellenállásának hőmérséklettől való függését Rt = R 0 (1+At+Bt 2) . Az ellenállás ellenállásának három különböző hőmérsékleten történő mérésével három egyenletrendszert hoznak létre, amelyből a paramétereket megtalálják R 0, A És IN függőségek Rt(t) .

A 2. pontban bemutatott történetből kitűnt, hogy az emberiség foglalkoztatja a „mérés” problémáját, de a mértékek vagy mértékegységek rendszere csak szükséges és nem elegendő. Tudomány és technológia az ipar és a kormányzat számára. Technológiai szolgáltatások a kereskedelem egyenlőségéért.

Technológiai szolgáltatások a közbiztonság érdekében. Technikai információs szolgáltatások. A meghatározás csak intuitív módon lesz elérhető. A szókövetés a korrupció nyomon követését jelenti, és azt jelenti, hogy az bármilyen forrásra visszavezethető. A legtöbb emberi tevékenység műszaki és kereskedelmi tranzakciókat foglal magában. És mind az engedményező, mind a felvásárló bizonyosságot szeretne kapni arról, hogy milyen és hány tranzakciót hajt végre. Ennek biztosításához szükséges, hogy mindkettő azonos referencián alapuljon, és a mérési folyamatok homogének legyenek, vagy fordítva, az eredmények elemzésével és a mérési folyamat elemzésével mindegyik közös referenciát kapjon.

Összesített mérések - több azonos nevű mennyiség egyidejű mérése, amelyben a mennyiségek kívánt értékeit e mennyiségek különféle kombinációinak közvetlen méréseinek eredményeiből álló egyenletrendszer megoldásával találják meg. Példa kumulatív mérésre: delta-csatlakozású ellenállások ellenállásának mérése a háromszög különböző csúcsai közötti ellenállások mérésével. Három mérés eredménye alapján határozzuk meg az ellenállások ellenállását.

Ez jellemzi a nyomon követhetőséget. Egy ilyen szervezeti rendszer egyensúlya dinamikus, és a nemzeti metrológiai hálózat létrehozása érdekében laboratóriumközi fellépésekkel kell támogatni. Az áramkör működésének szemléltetéséhez vegye figyelembe a következő problémát: győződjön meg arról, hogy a mikrométerrel végzett mérés egy általános cég bizonytalansági szakasza.

Ez egy olyan műveletsor, amely annak biztosításához szükséges, hogy a mérőberendezés megfeleljen a rendeltetésszerű használatára vonatkozó előírásoknak. Megfelelő környezeti feltételek. Védelem. 2 - Beállítás. Ez egy olyan művelet, amelyet arra terveztek, hogy a mérőműszert olyan teljesítményállapotba hozza, amely trendektől mentes és alkalmas a használatra.

A méréseket a egykori akár azzal több- megfigyelések. Megfigyelés- a mérési folyamat során végzett kísérleti művelet, amelynek eredményeként értékcsoportok egyikét kapják. Ez utóbbi esetben a mérési eredmény megszerzéséhez a megfigyelések statisztikai feldolgozása szükséges. A véletlenszerű folyamatok valószínűségi jellemzőinek mérését ún statisztikai mérések.

Műveletek halmaza, amely meghatározott feltételek mellett kapcsolatot hoz létre a mérőműszer által jelzett értékek, vagy a megvalósult mérés vagy referenciaanyag által képviselt értékek és a szabványokban meghatározott mennyiségek megfelelő értékei között.

Ez egy műszer tökéletlen használati körülményei között történő megőrzése, a használattól függően előre meghatározott szabványok szerint. „Termékeinek precizitása és minősége összefügg szerszámai ideális teljesítményével és hatékonyságával.”

A méréseket statikusra és dinamikusra osztják a használt mérőműszerek működési módjától függően. TO statikus mérések Olyan mérésre utal, amelyben a mérőműszer statikus üzemmódban működik, azaz amikor a műszer kimenőjele, például a mutató eltérítése változatlan marad a kimenőjel használatának ideje alatt. TO dinamikus mérések mérőműszerrel dinamikus üzemmódban végzett mérésre vonatkozik, azaz amikor a műszer kimeneti jele idővel oly módon változik, hogy a mérési eredmény eléréséhez ezt a változást figyelembe kell venni. A dinamikus mérési eredmények pontosságának megítéléséhez ismerni kell a mérőműszerek dinamikus tulajdonságait.

Néhány tipp a hangszer megőrzéséhez. A megfelelő szerszám kiválasztása nagyon fontos a munkája szempontjából, és az is. legjobb felhasználás, de kétségtelenül a gondozásuk a lényeg az időtartam és a jobb teljesítmény tekintetében.

Helyezze el megfelelően a fő fúvókákat a külső méretben, a lehető legközelebb a beosztásos skála részéhez. Ez megakadályozza a hibás kurzorhibákat és az idő előtti kopást a kisebb érintkezési felületeknél. Ne használja a féknyereg túlzott feszültség alatt. Győződjön meg arról, hogy a szerszámot nem ejtették le, vagy nem kalapács helyett használták.

A mérési módszer a mérőműszerek használatára vonatkozó technikák összessége.

A mért mennyiség számértékét úgy kapjuk meg, hogy összehasonlítjuk egy ismert mennyiséggel, amelyet egy bizonyos típusú mérőműszer - egy mérték - reprodukál. Az ismert mennyiség mértékének alkalmazási módjától függően megkülönböztetik a közvetlen értékelés módszerét és a mértékkel való összehasonlítás módszereit.

Kerülje a mérőhegyek sérülését. Ügyeljen arra, hogy a mérőfüleket soha ne használja nyomkövető iránytűként. Használat után óvatosan törölje le puha ruhát. Amikor tárolják hosszú időszak idővel óvatosan vigyen fel egy réteg korróziógátló olajat a szerszám minden oldalára.

Ne tegye ki közvetlen hatásnak napfény. A műszert mindig hegy nélkül tárolja, ha a mutatót a hegyével együtt kell tartani, 2-20 mm-re egymástól. Ezzel elkerülhető a károk és a balesetek. A hosszú távú tárolás során a szerszám minden oldalát kenje be korróziógátló olajjal.

A közvetlen értékelési módszerrel a mért mennyiség értékét közvetlenül a mérőeszköz leolvasó készülékéről határozzuk meg. Mérőeszközzel előre kalibrálták a skálát. A mérés során a kezelő értékeli a leolvasó eszköz mutatójának helyzetét a skálán. Az áram ampermérővel történő mérése egy példa a közvetlen becsléses mérésre.

Ne tegye ki a műszert közvetlen napfénynek. Soha ne forgassa a mikrométert. Ez a gyakorlat balesetek miatti idő előtti kopáshoz vezethet. Használat után óvatosan törölje le, hogy eltávolítsa a szennyeződéseket és az ujjlenyomatokat a fogantyúról.

A testösszetétel az egyik leginkább értékelt változó az edzési időszakok során, mert ez minden gyakorló számára aggodalomra ad okot, kezdve azoktól, akik szeretnék csökkenteni a testzsírt, azokig, akik szeretnék megőrizni összetételüket és hipertrófiájukat. Bár ez a terület szakembereinek rutinszerű része testnevelésés sport, bizonyos részletek zavarhatják az értékelés eredményét. Így Hayward és Stolarczyk szerint bizonyos óvatosságra hívjuk fel a figyelmet, amelyet a pontos becslés elkészítéséhez be kell tartani.

Módszerekkel való összehasonlítás amelyben a mért érték és a mértékkel reprodukált érték közvetlen összehasonlítása történik. Az intézkedéssel való összehasonlítás módszereinek csoportja a következő módszereket tartalmazza:

v nulla,

v differenciálmű,

v helyettesítések és

v mérkőzések.

A nulla mérési módszerrel a mért mennyiség és az ismert mennyiség közötti különbség a mérési folyamatban ra csökken nulla, amelyet egy nagyon érzékeny eszköz – nulla jelző – rögzít. Az ismert értéket reprodukáló mérések nagy pontosságával és a null indikátor nagy érzékenységével nagy mérési pontosság érhető el. A null-módszer alkalmazására példa az ellenállás ellenállásának mérése négykarú híd segítségével, amelyben az ismeretlen ellenállású ellenálláson bekövetkező feszültségesést egy ismert ellenállású ellenálláson fellépő feszültségeséssel ellensúlyozzák.

Értékelő: Az értékelő tapasztalatának hiánya jelentős eltéréseket okozhat az értékelési eredményekben. Készülék: A mérési pontosság szempontjából kiemelten fontos a készülék kalibrálása. A helyes választás Az egyenletek determinatívak, határozatlan egyenletek, vagy a nem értékelt csoportok esetében teljesen megváltoztatja az eredményeket.

  • Értékelés: Az értékelőnek megfelelően be kell tartania az előzetes értékelési irányelveket.
  • Egyenletek.
A testösszetétel felmérésének főbb módszereire összpontosítunk.

Közvetlen módszer: A boncolás az egyetlen közvetlen módszertan; ezzel a módszerrel szétválasztják a különböző komponenseket emberi test a mérlegelés és a köztük és a testtömeg közötti összefüggések megállapítása céljából. Mivel holttestek vizsgálatáról beszélünk, a módszert ritkán idézik.

A differenciál módszerrel különbség a mért mennyiséget és a mértékkel reprodukált mennyiséget mérőeszközzel mérik. Az ismeretlen mennyiséget az ismert mennyiségből és a mért különbségből határozzuk meg. Ebben az esetben a mért érték és az ismert érték kiegyensúlyozása nem történik meg teljesen, és ez a különbség a differenciális módszer és a nulla módszer között. A differenciális módszer akkor is nagy mérési pontosságot biztosíthat, ha az ismert mennyiséget nagy pontossággal reprodukálják, és kicsi a különbség az ismeretlen mennyiségtől.

A hidrosztatikus mérés a testösszetétel elemzés másik szabványa. Ennél a módszernél a testet két részre osztják: zsírtömegre és zsírmentes tömegre. Ez a módszer keveset használt és nehezen hozzáférhető. Radiológiai abszorpció kettős energiával.

A tárgy anatómiai helyzetben van, és röntgen az energiadetektor számítja ki. Ez non-invazív módszer, amely biztonságosnak tekinthető és három összetevőre választja szét a készítményt: zsírtömegre, zsírmentes tömegre és csonttömegre. A magas költségek és a sugárterhelés korlátozó tényezők a technika alkalmazásában.

A helyettesítési módszerrel a mért mennyiséget és egy ismert mennyiséget felváltva kapcsolják a készülék bemenetére, és a készülék két leolvasásából becsülik meg az ismeretlen mennyiség értékét. A legkisebb mérési hiba akkor adódik, ha egy ismert érték kiválasztása eredményeként a készülék ugyanazt a kimenőjelet állítja elő, mint az ismeretlen érték esetén. Ezzel a módszerrel nagy mérési pontosság érhető el ismert mennyiség nagy pontosságú mérésével és a készülék nagy érzékenységével. Példa erre a módszerre egy kis feszültség pontos mérése nagy érzékenységű galvanométerrel, amelyre először egy ismeretlen feszültségű forrást csatlakoztatunk, és meghatározzuk a mutató eltérítését, majd egy ismert feszültségű állítható forrás segítségével ugyanezt az eltérítést. a mutató elérése. Ebben az esetben az ismert feszültség egyenlő az ismeretlennel.

Ez a módszer vezetőképes elektromos áram alacsony intenzitású a testen keresztül. Az elektromos impulzussal szembeni ellenállást vagy ellenállást bioimpedancia segítségével mérik. A pozitív tömeg jó energiavezető, mert magas a víz és elektrolit koncentrációja, a zsírtömeg viszont rossz energiavezető, mondhatjuk, hogy az impedancia egyenesen arányos a testzsír százalékával.

Az elektromos bioimpedancia módszer érvényességét és pontosságát számos tényező befolyásolja, mint például az eszköz típusa, elektródák elhelyezése, hidratáltsági szint, táplálkozás, menstruációs ciklus, környezeti hőmérséklet és előrejelzési egyenlet. Ezért nem.

A koincidencia módszerrel a mért érték és a mérés által reprodukált érték közötti különbséget skálajelek vagy periodikus jelek egybeesésével mérjük. Példa erre a módszerre egy alkatrész forgási sebességének mérése villogó villogó fény segítségével. Figyelje meg a jelzés helyzetét a forgó részen, amikor a lámpa villog. A villanások gyakorisága és a jel elmozdulása alapján határozzák meg az alkatrész forgási sebességét.

MÉRÉSI HIBÁK