Metode metrologice de măsurare. Tipuri de măsurători. Metrologie și măsurători tehnice

Obținerea informațiilor cantitative despre valoarea măsurată poate fi efectuată în diferite moduri.

Comparând o dimensiune necunoscută cu una cunoscută, măsurătorile pot fi împărțite în subiectiv  și instrumental.

Măsurătorile organoleptice se bazează pe utilizarea organelor simțului uman (atingere, miros, vedere, auz și gust).

Exemple: 1 - În industria parfumeriei, calitatea produsului este evaluată prin miros. 2 - Inspecția vizuală a produselor; 3 - Calitatea tuningului de instrumente muzicale este determinată de auz; 4 - Calitatea alimentelor este determinată de gust (degustare).

organoleptică  Măsurătorile pot fi efectuate pe orice scară: ordine, interval și relație. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că natura în diferite grade a înzestrat oamenii cu abilitatea de a măsura organoleptice pe o scară de relații. Rezultatele acestor măsurători depind în mare măsură de calificările operatorului. De exemplu, un medic determină temperatura pacientului la atingere cu o precizie de zeci de grade. Un laic nu poate face asta. Frecvența vibrațiilor sonore pe urechi poate fi determinată doar de câțiva - cei care au auz absolut. Majoritatea oamenilor percep diferența dintre frecvențele sonore în tonuri și semidone, adică sunt capabili să măsoare frecvența sunetului numai pe o scală de intervale.

Măsurătorile pe scara intervalelor, ca fiind mai puțin perfecte, pot fi efectuate fără implicarea simțurilor. Exemplu: timpul poate fi estimat pe baza senzațiilor.

Măsurătorile de pe scala comenzii se pot baza pe afișări. Printre aceste dimensiuni se numără diferite concursuri: maeștri de arte, frumusețe, concursuri în gimnastică ritmică, patinaj, etc.

Dacă măsurarea se bazează pe intuiție, atunci se numește euristică.

Având în vedere diferitele tipuri de măsurători subiective, trebuie remarcat faptul că este întotdeauna mai ușor să comparăm 2 dimensiuni pe o scară a unei ordini decât să determinăm valorile valorilor măsurate pe o scală de rapoarte. Prin urmare, atunci când alegeți, o persoană efectuează comparații pe perechi, atunci când valorile măsurate sunt comparate mai întâi în perechi, iar pentru fiecare pereche rezultatul acestei comparații este exprimat sub forma "mai puțin" sau "mai bun". Clasamentele ulterioare se bazează pe comparația pe perechi.

exemplu:  Sunt comparate cinci variante ale designului exterior al echipamentului radio, notat cu numerele de ordine 1, 2, 3, 4, 5. Rezultatele comparației pe perechi sunt prezentate în Tabelul 1.1, unde avantajul variantei n a celei de-a treia este indicat ca +1, Th - ca -1, opțiuni echivalente - 0. Trebuie să găsim cea mai bună opțiune.

Pe baza comparației efectuate prin compararea perechilor, opțiunile luate în considerare pot fi clasificate după cum urmează 3; 1; 2 și 5; În consecință, cele mai bune opțiuni pentru proiectarea externă ar trebui să fie considerate opțiunea numărul 3.

Dezavantajul măsurătorilor subiective  este dependența rezultatelor lor de persoana care le îndeplinește.

O persoană care efectuează măsurătorile este în același timp afectată de o serie de circumstanțe care nu sunt supuse unei contabilități stricte. Starea de spirit în momentul măsurării, gradul de concentrare, starea de sănătate, gradul de oboseală, prezența sau absența iritantelor și susceptibilitatea umană față de acestea, condițiile de mediu etc. Deoarece nu pot fi luate în considerare toate circumstanțele, rezultatul acțiunii lor comune este obținerea unui rezultat de măsurare, care este într-o oarecare măsură aleatoriu. Măsurarea repetată a aceleiași valori poate da, și în practică oferă un rezultat ușor diferit, măsurătorile ulterioare diferă de asemenea. Înțelepciunea populară spune: "Măsurați de șapte ori, tăiați o dată!" Această expresie relevă esența abordării statistice a măsurătorilor. Pentru a reduce elementul de întâmplare, este necesar să se efectueze mai multe măsurători de aceeași valoare și să se medieze rezultatele obținute.

În plus față de situații aleatorii, fiecare persoană este afectată de anumite persoane - exigența, gusturile personale, simpatiile și înclinațiile. Ele există cu fiecare persoană și acționează constant asupra lui, ceea ce poate duce la o supraestimare permanentă sau la o subestimare a rezultatelor măsurătorilor.

Pentru a evita erorile de măsurare, recurge la serviciile mai multor experți - experți. Medierea rezultatelor obtinute independent de mai multi experti permite cresterea obiectivitatii masuratorilor subiective, crescand acuratetea acestora.

Metoda de expertiză  Este utilizat pe scară largă în calimetrie, medicină, sport, artă, în științele umaniste. În ceea ce privește specialitățile de elaborare a instrumentelor, abordarea expert este descrisă în detaliu în secțiunea "Qualimetry".

Oricare ar fi abilitățile unei persoane, rezultatele măsurătorilor efectuate de el sunt subiective și, prin urmare, nu sunt suficient de fiabile. O creștere semnificativă a fiabilității măsurătorilor apare atunci când se utilizează mijloace tehnice speciale. În acest caz, sunt efectuate apelurile instrumental.

Măsurătorile instrumentale sunt măsurători în care procedura de comparare a unei mărimi necunoscute cu o dimensiune cunoscută este efectuată folosind mijloace tehnice speciale.

Printre acestea se pot distinge măsurătorile automate și automate. Cu măsurători automate, rolul omului nu este complet exclus. El poate, de exemplu, să colecteze date dintr-un dispozitiv de citire al unui dispozitiv de măsurare, să le înregistreze într-un jurnal, să-l proceseze în minte sau pe un computer. Calitatea tuturor acestor operațiuni este influențată de starea de spirit a unei persoane, gradul de concentrare, gravitatea, măsura responsabilității pentru locul de muncă desemnat, nivelul de pregătire profesională. Prin urmare, elementul de subiectivitate în măsurători automate rămâne.

Măsurătorile automate sunt efectuate fără intervenția omului. Rezultatul lor este prezentat sub forma unui document și este complet obiectiv. Cu toate acestea, costul unui astfel de rezultat este mare, iar fezabilitatea automatizării măsurătorilor ar trebui întotdeauna justificată din punct de vedere economic.

În general, măsurătorile organoleptice sunt cele mai simple și ieftine, și instrumentale - cele mai exacte și obiective, dar și costisitoare.

Prin metoda de determinare a valorii măsurate  Există 4 tipuri de măsurători: directe; indirecte; comun; agregate.

Dacă valoarea valorii se găsește direct din datele experimentale (în funcție de citirea instrumentului), atunci se numește o astfel de măsură direct. Exemplu: măsurarea curentului de amperi.

Măsurarea directă, de regulă, oferă cea mai mare precizie a rezultatelor. Dar, uneori, comportamentul lor este imposibil sau nepractic. Apoi utilizați alte tipuri de măsurători.

Măsurători indirecte  - acestea sunt măsurători, în timpul cărora valoarea dorită a valorii măsurate este determinată prin calculul de la dependențele care conectează această cantitate cu alte valori determinate prin măsurarea directă.

exemplu:  măsurarea rezistivității.

Măsurători agregate  - acestea sunt măsurători simultane ale mai multor cantități de același nume, la care se găsește valoarea dorită a unei cantități prin rezolvarea unui sistem de ecuații obținut prin măsurători directe ale diferitelor combinații ale acestor cantități.

exemplu:  măsurarea vitezelor obiectelor care se deplasează conform unei legi complexe.

Măsurători comune  - acestea sunt măsurători simultane ale mai multor cantități diferite, cu scopul de a stabili dependențe între ele.

exemplu: măsurarea coeficientului de temperatură de rezistență (TKS sau α).

În conceptele moderne de metrologie, măsurătorile indirecte, cumulative și comune nu sunt considerate ca măsurători, ci ca prelucrare a rezultatelor măsurătorilor. Numai măsurătorile directe sunt considerate măsurători.

Prin numărul măsurătorilor de observații  împărțit în o singură datăși multiplu.

Dacă în procesul de măsurare procedura de comparare a fost efectuată o dată, atunci se numesc astfel de măsurători singură intrare. Dacă comparația este efectuată de mai multe ori și rezultatul este obținut prin procesarea probelor obținute, atunci această măsurătoare este apelată multiplu.

Măsurătorile unice sunt mai simple și mai ieftine decât mai multe măsurători, dar sunt mai puțin corecte.

Prin natura modificării valorii măsurate în timpalocați măsurători statice și dinamice.

Măsurători statice  - măsurători ale cantităților luate în conformitate cu o sarcină specifică de măsurare pentru o constantă în cursul măsurării lor (valorile absolut constante nu sunt încă cunoscute);

Măsurători dinamice  - măsurători ale cantităților variabile în funcție de timp (măsurați modificările dimensiunii unei cantități sau modificarea ei în timp).

Prin exprimarea rezultatelor  măsurătorile disting măsurarea absolută și relativă.

Dimensiunea absolută  - măsurători bazate pe măsurători directe ale uneia sau mai multor cantități de bază și (sau) utilizând valorile constantelor fizice.

exemplu:  Măsurarea gravitației se bazează pe măsurarea cantității principale - masă și a utilizării unei constante fizice - accelerația căderii libere.

În prezent, dimensiunea absolută se referă la măsurarea mărimii în unitățile sale.

Măsurarea relativă  - măsurarea raportului dintre magnitudine și magnitudinea acesteia, care joacă rolul unei unități sau o schimbare în magnitudine în raport cu magnitudinea acesteia, luată ca și originalul.

exemplu:  măsurarea umidității relative a aerului, definită ca raportul dintre cantitatea de vapori de apă în 1 m 3 de aer și cantitatea de vapori de apă care saturează 1 m 3 de aer la o temperatură dată.

Conform condițiilor care determină precizia rezultatelor măsurătorilor, se disting măsurătorile tehnice și metrologice.

Măsurători tehnice  - măsurători care utilizează instrumente de măsurare de lucru.

Măsurători metrologice  - măsurători cu ajutorul unor standarde și eșantioane SI în scopul reproducerii unităților de cantități fizice și transmiterea informațiilor despre dimensiunile lor la SI activă.

Înainte de a înțelege esența oricărui fenomen, este convenabil să le aranjăm mai întâi, adică pentru a clasifica.

Măsurătorile sunt împărțite în tipuri de măsurători  - o parte a zonei de măsurare,

având caracteristicile proprii și care diferă în uniformitatea valorilor măsurate și metode de măsurare  - o parte a câmpului de măsurare, constând în diferența în metodele de utilizare a principiilor și mijloacelor de măsurare.

• Clasificarea tipurilor de măsurători

Clasificarea tipurilor de măsurători poate fi efectuată în funcție de diferitele criterii de clasificare, care includ următoarele: o metodă de determinare a valorii numerice a unei cantități fizice, numărul de observații, natura dependenței cantității măsurate în timp, numărul de valori instantanee măsurate într-un interval de timp, condițiile care determină exactitatea rezultatelor, rezultatele măsurătorilor (figura 2.1).
   pe metoda de determinare a valorii numerice a unei cantități fizice  măsurătorile sunt împărțite în următoarele tipuri: directe, indirecte, cumulative și comune.
direct prin măsurare  Numită o măsură în care valoarea cantității fizice măsurate se găsește direct din datele experimentale. Măsurătorile directe sunt caracterizate de faptul că experimentul ca proces de măsurare este efectuat pe valoarea măsurată însăși, adică fie
   cealaltă manifestare. Măsurătorile directe sunt efectuate utilizând mijloace destinate măsurării acestor cantități. Valoarea numerică a valorii măsurate se citește direct din citirea contorului. înseamnă valori. Exemple de măsurători directe: măsurarea curentului cu un ampermetru; compensator de tensiune; mase - pe balanțe de pârghie etc.
   Relația dintre cantitatea măsurată X și rezultatul măsurării lui Y în măsurarea directă este caracterizată prin ecuația X = Y, adică valoarea valorii măsurate este egală cu rezultatul obținut.
   Din păcate, măsurarea directă nu este întotdeauna posibilă. Uneori nu există nici un dispozitiv de măsurare relevant sau nu este satisfăcător.

   pe acuratețe sau, în general, încă nefiind încă create. În acest caz, este necesar să se recurgă la măsurarea indirectă.
Măsurători indirecte  numite astfel de măsurători, în care valoarea valorii dorite se găsește pe baza relației cunoscute dintre această valoare și valorile supuse măsurărilor directe. În măsurătorile indirecte, nu este măsurată cantitatea măsurată, ci alte cantități care sunt funcțional legate de aceasta. Valoare măsurată indirect prin Xgăsiți calculul formulei
X = F(Y1 , Y2 , … , yn),
   unde Y1, Y2, ...yn  - valorile obținute prin măsurători directe.
   Un exemplu de măsurare indirectă este determinarea rezistenței electrice folosind un ampermetru și un voltmetru. Aici, prin măsurători directe, se găsesc valorile căderii de tensiune. U  pe rezistență R  și curent euprin el, și rezistența dorită R este găsită de formula
R = U/ eu .
Funcționarea calculării valorii măsurate poate fi efectuată manual sau utilizând un dispozitiv de calcul plasat în dispozitiv.
   Măsurătorile directe și indirecte sunt acum utilizate pe scară largă în practică și sunt cele mai frecvente tipuri de măsurători.
Măsurători agregate  - acestea sunt măsurători simultane ale mai multor cantități de același nume, la care valorile dorite ale cantităților se găsesc prin rezolvarea unui sistem de ecuații obținut prin măsurători directe ale diverselor combinații ale acestor cantități.
De exemplu, pentru a determina valorile de rezistență ale rezistențelor conectate printr-un triunghi (figura 2.2), măsurați rezistența pe fiecare
   o pereche de vârfuri triunghiulare și obțineți un sistem de ecuații
;
;
.
   Din soluția acestui sistem de ecuații se obțin valorile de rezistență

, , ,
   în cazul în care.
Măsurători comune  - acestea sunt măsurători simultane ale a două sau mai multe variabile necorespunzătoare X1, X2, ..., Xnale căror valori se găsesc prin rezolvarea sistemului de ecuații:
Fi (X1, X2, ..., Xn, Yi1, Yi2, ..., Yim) = 0,
   unde i = 1, 2, ..., m>   n; Yi1, Yi2, ..., Yim  - rezultatele măsurărilor directe sau indirecte; X1, X2, ..., Xn  - valorile valorilor dorite.
   De exemplu, bobina de inductanță L = L0× (1 + w2 × C× L0),  unde L0  - inductanța la frecvență w = 2 × p× f  tinde la zero; C - capacitate de interferență. sens L0  și C  nu poate fi găsit prin măsurători directe sau indirecte. Prin urmare, în cel mai simplu caz, măsurați L1  la w1   și apoi L2  la w2   și alcătuiesc sistemul de ecuații:
L1 = L0× (1 + w1 2 × C× L0);
L2 = L0× (1 + w2 2 × C× L0),
   rezolvarea care, găsiți valorile dorite de inductanță L0  și containerele cu:
; .
   Măsurătorile cumulate și comune sunt o generalizare a măsurărilor indirecte în cazul mai multor cantități.
   Pentru a îmbunătăți acuratețea măsurătorilor agregate și articulate, ele asigură condiția m ³ n, adică numărul de ecuații trebuie să fie mai mare sau egal cu numărul cantităților solicitate. Sistemul de ecuații incompatibile rezultat este rezolvat prin metoda celor mai mici pătrate.
   pe numărul de observații de măsuraresunt împărțite în (ris.2.1):
   - măsurători obișnuite; - măsurători efectuate cu o singură observație;
   - măsurători statistice - măsurători cu observații multiple.
   Observarea în timpul măsurării este o operație experimentală efectuată în cursul măsurătorilor, rezultând o valoare obținută din grupul valorilor cantităților care fac obiectul procesării în comun pentru a obține rezultate de măsurare.
   Rezultatul observării este rezultatul unei valori obținute printr-o observație separată.
   pe natura dependenței valorii măsurate în timp  măsurătorile sunt împărțite:
- statică, în care valoarea măsurată rămâne constantă în timpul procesului de măsurare;
   - dinamic, în care valoarea măsurată se modifică în timpul măsurării și nu este constantă în timp.
   Pentru măsurările dinamice, această modificare trebuie luată în considerare pentru a obține un rezultat al măsurării. Și pentru a evalua acuratețea rezultatelor dinamice de măsurare, este necesar să se cunoască proprietățile dinamice ale instrumentelor de măsurare.
   pe numărul de valori instantanee măsurate într-un anumit interval de timpmăsurătorile sunt împărțite în distinct  și continuu(Analog).
   Masuratori discrete - masuratori in care numarul de valori instantanee masurate este, desigur, la un interval de timp dat.
   Măsurătorile continue (analogice) sunt măsurători în care numărul de valori instantanee măsurate este infinit la un anumit interval de timp.
În funcție de condițiile care determină acuratețea rezultatelor, măsurătorile sunt:

• cea mai mare precizie posibilă obținută cu stadiul tehnicii;
• control și testare, a căror eroare nu ar trebui să depășească

o anumită valoare;
   - tehnice, în care eroarea rezultatului este determinată de caracteristicile instrumentelor de măsurare.
Prin exprimarea rezultatelor măsurătorilor  Există măsurători absolute și relative.
Măsurători absolute  - măsurători bazate pe măsurători directe ale uneia sau mai multor cantități de bază și (sau) utilizarea unor valori constante fizice.
Măsurători relative  - măsurarea raportului dintre o magnitudine și o cantitate omogenă care joacă rolul unei unități sau măsurarea unei magnitudini în raport cu o cantitate omonimă luată ca fiind cea inițială.

2.2. Metode de măsurare și clasificarea acestora

Toate măsurătorile pot fi efectuate prin diverse metode. Se disting următoarele metode de bază de măsurare: metoda de evaluare directă  și metode de compararecmăsură .
2.2.1. Metoda de evaluare directă  caracterizat prin aceea că valoarea valorii măsurate este determinată direct de dispozitivul de citire al dispozitivului de măsurare, pre-calibrat în unități ale valorii măsurate. Această metodă este cea mai simplă și, prin urmare, este utilizată pe scară largă pentru măsurarea diferitelor cantități, de exemplu: măsurarea greutății corporale a greutății de primăvară, rezistența curentului electric cu un ampermetru de comutare, diferența de fază cu un contor digital de fază etc.

Schema funcțională de măsurare prin metoda de evaluare directă este prezentată în Fig. 2.3.

Instrumentele pentru evaluarea directă conțin întotdeauna un traductor de măsurare care convertește valoarea măsurată în altul, disponibil pentru comparație de către un observator sau un dispozitiv automat. Astfel, în instrumentele de comutare, valoarea măsurată este convertită în unghiul de rotație al părții mobile, care este indicat de săgeată. Prin poziția săgeții, adică prin compararea unghiului de rotație cu marcajul de pe scară, se găsește valoarea valorii măsurate. Măsura în instrumentele de evaluare directă sunt divizările scării dispozitivului de citire. Ele nu sunt furnizate în mod arbitrar, ci pe baza calibrării instrumentului. Absolvirea instrumentului de evaluare directă constă în faptul că valoarea unei mărimi date este furnizată la intrarea sa din măsură și se notează citirea instrumentului. Această citire este atribuită apoi unei valori a unei valori cunoscute. Astfel, împărțirea scării dispozitivului de citire este ca o valoare substitutivă ("amprentă digitală") a cantității fizice reale și, prin urmare, poate fi utilizată direct pentru a găsi valorile măsurate prin valorile dispozitivului. Prin urmare, toate dispozitivele de evaluare directă pun în practică principiul comparației cu cantitățile fizice. Dar această comparație este multi-temporală și se realizează indirect, cu ajutorul mijloacelor intermediare - marcajele dispozitivului de citire.
2.2.2. Metode de comparare cu o măsură -metode de măsurare în care valoarea cunoscută este comparată cu valoarea reprodusă prin măsură. Aceste metode sunt mai exacte decât metoda de estimare directă, dar sunt oarecum complicate. Grupul de metode de comparare cu măsura include următoarele metode: opoziție, zero, diferențial, coincidență și substituire.
   Definirea atributului metode de comparare  este faptul că în timpul fiecărui experiment de măsurare există o comparație a două cantități omogene independente una de cealaltă - măsura (reproductibilă) cunoscută și măsurată. Atunci când se măsoară prin metode comparative, se utilizează măsuri fizice reale, nu "amprentele digitale".
   Comparație poate fi în același timp,  când măsura și valoarea măsurată acționează simultan asupra instrumentului de măsurare și la momente diferitecând impactul valorii măsurate și al măsurii pe instrumentul de măsurare este separat în timp. În plus, comparația poate fi direct  și mediată. În primul caz, valoarea măsurată și măsura afectează direct dispozitivul de comparație, iar în al doilea, prin alte valori care sunt în mod unic legate de valorile cunoscute și măsurate.
Comparația simultană se realizează de obicei prin metode opoziție, nul diferențială  și chibrituri, și multi-temporale - prin metoda substituție.
Metoda contrastării- metoda de comparare cu măsura în care valoarea măsurată și valoarea reprodusă de măsură măsoară simultan comparatorul, prin intermediul căruia se stabilește relația dintre aceste cantități. Schema funcțională a metodei de opoziție este prezentată în Fig. 2.4.
   În această metodă, valoarea măsurată X și măsura X0 afectează cele două intrări ale comparatorului. Efectul de expunere rezultat este determinat de diferența dintre aceste valori, adică e = X - X0 și scos din dispozitivul de citire al dispozitivului de comparare. Rezultatul măsurătorii se găsește ca
   Y = X0 + e.
   Această metodă este convenabilă dacă există o măsură exactă multiplă și simplă

dispozitiv de comparare. Un exemplu al acestei metode este cântărirea încărcăturii pe scale egale cu localizarea masei măsurate și a greutăților care o echilibrează pe două scale și cu echilibrul complet al cântarelor. În acest caz, masa măsurată este definită ca suma masei greutăților care o echilibrează, iar citirile pe scara greutăților. Metoda de contrast poate reduce în mod semnificativ impactul asupra rezultatelor măsurării asupra cantităților de influență, deoarece acesta din urmă distruge mai mult sau mai puțin în mod egal semnalele atât în ​​circuitul de conversie al cantității măsurate, cât și în circuitul de conversie al cantității reproduse de măsură. Dispozitivul de citire al comparatorului răspunde la diferența de semnale, ca urmare a faptului că aceste distorsiuni se compensează reciproc într-o oarecare măsură. Această metodă este de asemenea utilizată pentru măsurarea EMF, tensiune, curent și rezistență.
Metoda nulă  este un tip de metodă de opoziție în care efectul rezultat al magnitudinilor asupra comparatorului este adus la zero. Schema funcțională a metodei de măsurare zero este prezentată în Fig. 2.5.
   Aici, cantitatea măsurată X și măsura X0 afectează cele două intrări ale instrumentului de măsurare de referință. Efectul de expunere rezultat este determinat de diferența dintre aceste valori, adică e = X - X0. Prin schimbarea valorii reproduse de măsură (aceasta este indicată schematic în figură de săgeată), este posibil să se aducă valoarea e la 0. Această circumstanță este indicată de indicatorul zero. Dacă e = 0, atunci X = Xo, rezultatul măsurării lui Y este valoarea obținută

măsuri i Y = x0.

Deoarece indicatorul zero este afectat de diferența de mărime, limita de măsurare poate fi aleasă să fie mai mică și sensibilitatea mai mare decât cea a instrumentului pentru măsurarea X utilizând metoda estimării directe. Acuratețea indicării egalității a două cantități poate fi destul de mare. Și aceasta conduce la o creștere a preciziei măsurătorilor. Eroarea de măsurare a metodei zero este determinată de eroarea de măsurare și de eroarea de indicare zero. A doua componentă este de obicei mult mai mică decât prima; în practică, precizia măsurării prin metoda zero este egală cu precizia măsurii.
   Exemple de metode de măsurare la zero sunt: ​​măsurarea maselor la egale ponderi ale plasării greutății măsurate și greutățile contrabalansare pentru două cești sale pline greutăți de echilibrare și greutățile sau măsurarea tensiunii prin compensarea sursa de tensiune exemplară (comparație directă se realizează în ambele cazuri); precum și măsurarea rezistenței electrice printr-o punte cu echilibrarea completă (comparație indirectă).
   Metoda de măsurare zero necesită utilizarea unor măsuri multi-evaluate. Acuratețea acestor măsuri este întotdeauna mai gravă decât măsurile neechivoce; în plus, este posibil să nu avem o măsură a valorii variabile. În acest caz, metoda zero nu este aplicabilă.
Metoda diferențială  este o metodă de comparare cu o măsură în care un dispozitiv de măsurare (comparând dispozitivul) este afectat de diferența dintre valoarea măsurată și valoarea cunoscută reprodusă de măsură și această diferență nu este redusă la zero, ci este măsurată printr-un dispozitiv de măsurare directă.
   În fig. 2.6 prezintă diagrama funcțională a metodei diferențiale.
   Aici, măsura are o valoare constantă X0, diferența dintre cantitatea măsurată X și măsura X0, adică e = X - X0, nu este egal cu zero și este măsurat de un dispozitiv de măsurare. Rezultatul măsurătorii este la fel
   Y = X0 + e.

Faptul că aici dispozitivul de măsurare nu măsoară întreaga valoare a lui X, dar numai partea sa e, face posibilă reducerea influenței măsurătorii asupra erorii dispozitivului de măsurare, iar influența erorii dispozitivului de măsurare este mai mică, cu atât este mai mică diferența e.
Într-adevăr, atunci când tensiunea de măsurare U = 97 voltmetrul limită evaluare imediată a măsurării 100 V și admisă eroarea relativă de măsurare a tensiunii de 1% (0.01) obținem o eroare de măsurare absolută D1 = 97 x 0,01 = 0,97 »1 Dacă măsuram această tensiune printr-o metodă diferențială utilizând o sursă de tensiune standard U0 = 100 V, atunci diferența de tensiune U - U0 = (97 - 100) V = - 3 V poate fi măsurată cu un voltmetru cu o limită de măsurare de numai 3 V. Permiteți eroarea relativă măsurarea acestei tensiuni va fi de asemenea p VNA 1%. Aceasta dă o eroare de măsurare absolută de 3 V: D2 = 3 × 0.01 = 0,03 V. Dacă această eroare este adusă la tensiunea măsurată U, obținem eroarea relativă de măsurare a tensiunii: D2 / U = 0,03 / 97 "0, 0003 (0,03%), adică de aproximativ 30 de ori mai puțin decât atunci când se măsoară tensiunea U prin metoda de evaluare directă. Această creștere a preciziei măsurătorii a avut loc deoarece, în primul caz, instrumentul a măsurat aproape întreaga cantitate cu o eroare relativă de 1%, iar în al doilea caz, nu sa măsurat întreaga cantitate, ci doar o parte din aceasta.
   Aceste calcule nu au ținut seama de eroarea măsurii, care este pe deplin inclusă în rezultatul măsurătorilor. În consecință, pentru diferențele mici de e, precizia de măsurare a metodei diferențiale se apropie de precizia de măsurare a metodei zero și este determinată numai de eroarea măsurii. În plus, metoda diferențială nu necesită o măsură a variabilei.
   În exemplul de mai sus al măsurării tensiunii prin metoda diferențială, a fost utilizată o comparație directă.
   Un alt exemplu de metodă de măsurare diferențială este determinarea deviației unui rezistor de la o valoare nominală printr-o punte (proporțională) neechilibrată (aici este implementată o comparație indirectă).
Metodă de potrivire  (sau metoda "nonius") este o metodă de comparare cu o măsură, în care diferența dintre valoarea măsurată și valoarea reprodusă de măsură este măsurată utilizând coincidența marcajelor de scală sau a semnalelor periodice.
   Această metodă este utilizată în cazurile în care valoarea măsurată este mai mică decât prețul divizării unei măsuri. În acest caz, se aplică două măsuri cu prețuri de divizare diferite, care diferă în funcție de mărimea cifrei estimate a eșantioanelor.
   Să presupunem că avem o măsură măsurată cu prețul împărțirii. DxK1  și valoarea măsurată Dx,  care este mai mică decât prețul divizării. În acest caz, utilizați a doua măsură cu prețul împărțirii DxK2. Astfel, dacă este necesară sensibilitatea pentru a crește în n  ori, relația dintre ele va avea forma
Dxk2 =DxK1×(1 - 1/ n).
   În special, cu n = 10 Dxk2 = 0,9× DxK1.
   Valoarea măsurată Dx  setați între marcajele zero și găsiți numărul Nxegal cu numărul de diviziuni de măsuri corespunzătoare (figura 2.7). În acest caz, raportul nx× Dxk1 =Dx +nx× DxK2,de unde
   Dx = Nxx (Dxk1 - Dxk2) = Nxx (Dxk1 - 0,9x Dxk1) = Nxx0,1xDxk1.
   Un exemplu de măsurare a coincidenței poate fi măsurarea lungimii piesei utilizând etrierele vernier, un alt exemplu este măsurarea frecvenței parțiale folosind o lampă de strobos care clipește: observând poziția semnului pe o parte rotativă în timpul luminii lămpii, viteza de rotație a piesei este determinată de frecvența blițului și de decalajul marcajului. Metoda "nonius" este, de asemenea, utilizată pe scară largă pentru măsurarea intervalelor de timp de două frecvențe apropiate (bătăi) și în alte cazuri.

Schema funcțională a dispozitivului care funcționează conform metodei de coincidență cu conversia scalei numai a valorii reproduse de măsură este prezentată în Fig. 2.8. Aici, valoarea X0 a măsurii fără echivoc este supusă la conversia scării pentru a genera valorile n1X0, n2X0, ... njX0, ... nkX0 Aceste valori sunt direcționate către dispozitivele de comparare k și se atașează și valoarea măsurată X. Dispozitivul logic indică numărul dispozitivului de comparare al cărui X este njX0 = min și determină valoarea măsurată pe baza raportului aproximativ X = njX0. Această metodă de măsurare a fost de asemenea utilizată în dispozitivele digitale care măsoară deplasările unghiulare și liniare. Metoda de coincidență necesită prezența unor măsuri multi-evaluate sau a traductoarelor de dimensiuni mari, de mărime și mărime reproduse de măsură. Prin urmare, în tehnologia de măsurare este folosit relativ rar.
Metoda de substituție  există o metodă de comparare cu o măsură, în care valoarea măsurată este înlocuită de o valoare cunoscută care este reprodusă de măsură.
   Diagrama funcțională a metodei de substituție este prezentată în fig. 2.9. Utilizează un instrument de măsurare de evaluare directă. Când este expus la dispozitiv, se măsoară Y2 = X + D2. Aici D2 este eroarea dispozitivului de măsurare la primirea referinței Y2.
   Deoarece obținem aceleași valori (Y1 = Y2) și intervalul de timp dintre două măsurători este mic, eroarea este aceeași la același punct de pe scala instrumentului, adică D1 = D2. În consecință, egalitatea Y1 = Y2 sau X + D1 = X + D2 implică faptul că X = X0.
Eliminarea erorii instrumentului de măsurare din rezultatul măsurării reprezintă un nou avantaj al metodei de înlocuire. În metoda de măsurare zero, eroarea dispozitivului de măsurare se manifestă prin faptul că valoarea zero poate să nu corespundă egalității valorii măsurate și măsurii, iar în metoda diferențială reprezintă eroarea de măsurare a diferenței dintre măsură și valoarea măsurată. Pentru a obține o precizie ridicată a măsurătorilor folosind metoda zero și diferențială, este necesar ca erorile instrumentelor de măsurare să fie mici. Dar metoda de înlocuire nu necesită această condiție! Chiar dacă eroarea dispozitivului de măsurare este suficient de mare, nu va afecta rezultatul măsurătorii. Astfel, metoda de substituție poate face o măsurare exactă, având un dispozitiv cu o eroare mare. Este ușor de înțeles că precizia măsurării prin metoda substituției este determinată de exactitatea măsurii. Este adevărat că, printr-o abordare mai riguroasă a metodei de înlocuire, ar trebui luate în considerare două circumstanțe.
   În primul rând, aici comparația este multiplă, iar în timpul dintre două măsurători, eroarea dispozitivului de măsurare se poate schimba ușor, astfel încât egalitatea D1 = D2 este oarecum încălcată. Acum devine clar de ce cantitatea măsurată și măsura trebuie să fie alimentate la aceeași intrare a instrumentului. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că eroarea aparatului de măsură la intrări diferite, chiar și cu aceleași indicații, poate fi diferită!
   În al doilea rând, metoda de înlocuire se reduce la obținerea acelorași citiri ale instrumentului. Foarte egalitatea mărturiei poate fi stabilită cu precizie finită. Și aceasta duce și la eroarea de măsurare. Acuratețea stabilirii egalității citirilor va fi mai mare în dispozitiv, care are o sensibilitate mai mare.
   În consecință, atunci când se măsoară prin metoda substituției, este necesar să nu se utilizeze un dispozitiv exact, dar sensibil și de mare viteză. Apoi, eroarea reziduală datorată dispozitivului de măsurare va fi mică.
   Metoda de substituire este cea mai corectă din toate metodele cunoscute și este utilizată de obicei pentru măsurătorile cele mai exacte (precise). Un exemplu viu al metodei de substituție este cântărirea cu plasarea alternativă a masei și a greutății măsurate pe aceeași tavă de cântărire (amintiți - la aceeași intrare instrumentală). Se știe că această metodă poate măsura corect greutatea corporală, având scale greșite (eroare de instrument), dar nu greutatea! (eroare de măsură).
Prin compararea metodei de substituție și a metodei de evaluare directă, vom găsi similitudinea lor izbitoare. Într-adevăr, metoda de evaluare directă în esența ei reprezintă metoda de substituire. De ce este evidențiată printr-o metodă separată? Chestiunea este că în metoda de evaluare a evaluării directe, efectuăm numai prima operațiune - definiția dovezilor. A doua operație - graduarea (comparație cu o măsură) nu se realizează la fiecare măsurătoare, ci numai în timpul producției dispozitivului și verificării sale periodice. Între utilizarea dispozitivului și verificarea sa anterioară se poate afla un interval mare de timp, iar eroarea dispozitivului de măsurare în această perioadă se poate modifica semnificativ. Aceasta conduce la faptul că metoda de evaluare directă oferă, de obicei, o precizie de măsurare mai mică decât metoda de comparație.
   Clasificarea considerată a metodelor de măsurare este prezentată în fig. 2.10.

Fig. 2.10. Clasificarea metodelor de măsurare

Metodele luate în considerare determină principiile construirii dispozitivelor de măsurare. Nu trebuie confundate cu metodologia de măsurare și algoritmul de măsurare.
Tehnica de măsurare  - o procedură detaliată pentru procesul de măsurare, care reglementează metodele, mijloacele și algoritmii de efectuare a măsurătorilor care, în anumite condiții (normalizate), oferă măsurători cu o precizie dată.
   Măsurătorile trebuie efectuate în conformitate cu procedurile aprobate în modul prescris. Procedura de dezvoltare și certificare a procedurilor de măsurare este determinată de Gosstandart-ul Rusiei.
Algoritmul de măsurare  - o rețetă exactă privind punerea în aplicare într-o anumită ordine a unui set de operații care oferă măsurarea valorii unei cantități fizice.
.