Metrologické metódy merania. Typy meraní. Metrológia a technické merania

Získanie kvantitatívnych informácií o nameranej hodnote sa môže uskutočniť rôznymi spôsobmi.

Porovnaním neznámej veľkosti so známym meraním je možné rozdeliť merania subjektívne  a inštrumentálne.

Organoleptické merania sú založené na použití ľudských zmyslových orgánov (dotyk, vôňa, zrak, sluch a chuť).

Príklady: 1 - Vo výrobe voňavkárstva je kvalita výrobku hodnotená vôňou. 2 - Vizuálna kontrola výrobkov; 3 - Kvalita ladiacich hudobných nástrojov je určená počuť; 4 - Kvalita potravín je určená podľa chuti (ochutnávka).

zmyslové  Merania je možné robiť v akejkoľvek mierke: poradie, interval a vzťah. Treba však poznamenať, že príroda v rôznych stupňoch poskytla ľuďom schopnosť organoleptických meraní v rozsahu vzťahov. Výsledky takýchto meraní vo veľkej miere závisia od kvalifikácie prevádzkovateľa. Napríklad lekár určuje teplotu pacienta na dotyk s presnosťou desatiny stupňa. Laik nemôže to urobiť. Frekvenciu zvukových vibrácií podľa ucha môže určiť len niekoľko - tých, ktorí majú absolútne sluch. Väčšina ľudí vníma rozdiel v zvukových frekvenciách v tónoch a polotónoch, to znamená, že sú schopní merať frekvenciu zvuku len v rozsahu intervalov.

Merania na stupnici intervalov, ako menej dokonalé, sa môžu vykonať bez zapojenia zmyslov. Príklad: Čas možno odhadnúť na základe pocitov.

Merania na mierke objednávky môžu byť založené na zobrazení. Medzi tieto rozmery patria rôzne súťaže: majstri umenia, krása, súťaže v rytmickej gymnastike, krasokorčuľovanie atď.

Ak je meranie založené na intuícii, potom sa nazýva heuristický.

Vzhľadom na rôzne typy subjektívnych meraní je potrebné poznamenať, že je vždy ľahšie porovnať 2 veľkosti v mierke objednávky, než určiť hodnoty nameraných hodnôt v rozsahu vzťahov. Pri výbere teda osoba vykonáva porovnanie párov, keď sa namerané hodnoty najprv porovnávajú v pároch a pre každý pár je výsledok tohto porovnania vyjadrený vo forme "menej-menej" alebo "lepšie-horšie". Následné hodnotenie je založené na párovom porovnaní.

príklad:  Vyhodnotí sa päť variantov vonkajšej konštrukcie rádiového zariadenia označených poradovými číslami 1, 2, 3, 4, 5. Výsledky párového porovnania sú uvedené v tabuľke 1.1, kde výhoda n-tého variantu nad m-tou je označená ako +1 a výhoda m- Th - ako -1, ekvivalentné možnosti - 0. Musíme nájsť najlepšiu voľbu.

Na základe porovnania uskutočneného porovnaním párov sa posudzované možnosti môžu zoradiť takto 3; 1; 2 a 5; Z toho vyplýva, že najlepšou voľbou pre externé riešenie by sa malo považovať možnosť číslo 3.

Nevýhodou subjektívnych meraní  je závislosť ich výsledkov od osoby, ktorá ich vykonáva.

Osoba, ktorá vykonáva merania, je súčasne ovplyvnená množstvom okolností, ktoré nie sú prípustné na prísne účtovníctvo. Nálada v čase merania, stupeň koncentrácie, zdravotný stav, stupeň únavy, prítomnosť alebo neprítomnosť dráždivých látok a ich náchylnosť na človeka, podmienky prostredia atď. Keďže všetky okolnosti nemožno brať do úvahy, výsledkom ich spoločného postupu je dosiahnutie výsledku merania, ktorý je do určitej miery náhodný. Opakované meranie rovnakej hodnoty môže poskytnúť a v praxi prináša mierne odlišný výsledok, následné merania sa tiež líšia. Populárna múdrosť hovorí: "Odmerajte sedemkrát, raz odstráňte!" Toto tvrdenie odhaľuje podstatu štatistického prístupu k meraniu. Aby sa znížil náhodný prvok, je potrebné vykonať viacnásobné merania rovnakej hodnoty a priemer dosiahnuté výsledky.

Okrem náhodných okolností je každá osoba ovplyvnená špecifickými - náročnosťou, osobným vkusom, sympatiami a sklonom. Existujú s každou osobou a konajú sa neustále, čo môže viesť k trvalému nadhodnoteniu alebo podhodnoteniu výsledkov merania.

Aby ste sa vyhli chybám pri meraní, využite služby viacerých odborníkov - odborníkov. Získanie výsledkov získaných nezávisle od viacerých odborníkov umožňuje zvýšiť objektívnosť subjektívneho merania a zvýšiť ich presnosť.

Expertná metóda  Je široko používaný v oblasti kvality, medicíny, športu, umenia, humanitných vied. Ako sa uplatňuje na špecializované prístroje na tvorbu nástrojov, odborný prístup je podrobne opísaný v časti "Kvalifikácia".

Bez ohľadu na to, aké schopnosti má človek, výsledky meraní, ktoré vykonal, sú subjektívne, a preto nie sú dostatočne spoľahlivé. Významné zvýšenie spoľahlivosti meraní sa vyskytuje pri použití špeciálnych technických prostriedkov. V tomto prípade sa merania nazývajú inštrumentálne.

Prístrojové merania sú merania, pri ktorých sa postup porovnávania neznámej veľkosti so známymi rozmermi vykoná pomocou špeciálnych technických prostriedkov.

Medzi nimi je možné odlíšiť automatické a automatizované merania. Pri automatických meraniach nie je úplne vylúčená úloha človeka. Môže napríklad zhromažďovať údaje z čítacieho zariadenia meracieho zariadenia, zaznamenávať ich do denníka, spracovávať ich na pamäti alebo na počítači. Kvalita všetkých týchto operácií je ovplyvnená osobnou náladou, stupňom koncentrácie, závažnosťou, mierou zodpovednosti za pridelené zamestnanie, úrovňou odbornej prípravy. Preto zostáva prvok subjektivity v automatizovaných meraniach.

Automatické merania sa vykonávajú bez zásahu človeka. Ich výsledok je prezentovaný vo forme dokumentu a je úplne objektívny. Náklady na takýto výsledok sú však vysoké a realizovateľnosť automatizovaných meraní by mala byť vždy ekonomicky opodstatnená.

Vo všeobecnosti sú organoleptické merania najjednoduchšie a najlacnejšie a inštrumentálne - najpresnejšie a objektívnejšie, ale aj drahé.

Metóda zisťovania hodnoty nameranej hodnoty  Existujú 4 typy meraní: priame; nepriama; joint; agregát.

Ak je hodnota hodnoty nájdená priamo z experimentálnych údajov (podľa meraní prístroja), potom sa takéto meranie nazýva priamy, Príklad: meranie intenzity prúdu.

Priame meranie spravidla poskytuje najvyššiu presnosť výsledkov. Ale niekedy je ich správanie nemožné alebo nepraktické. Potom použite iné typy meraní.

Nepriame merania  - to sú merania, počas ktorých je požadovaná hodnota nameranej hodnoty určená výpočtom zo závislostí, ktoré spájajú toto množstvo s inými hodnotami určenými priamym meraním.

príklad:  meranie odporu.

Agregované merania  - sú to súčasne merania viacerých množstiev rovnakého mena, pri ktorých sa nájde požadovaná hodnota množstva riešením systému rovníc získaných priamym meraním rôznych kombinácií týchto veličín.

príklad:  meranie rýchlosti pohybu objektov podľa zložitého zákona.

Spoločné merania  - sú to súčasne merania niekoľkých rôznych veličín s cieľom vytvoriť závislosti medzi nimi.

príklad: meranie teplotného koeficientu odporu (TKS alebo α).

V moderných koncepciách metrológie sa nepriame, kumulatívne a spoločné merania nepovažujú za merania, ale za spracovanie výsledkov meraní. Iba priame merania sa považujú za merania.

Podľa počtu meraní pozorovaní  rozdelené na bývalýa násobok.

Ak sa v procese merania uskutočnil porovnávací postup raz, potom sa takéto merania nazývajú single entry, Ak sa porovnanie vykoná mnohokrát a výsledok sa získa spracovaním získaných vzoriek, potom sa toto meranie nazýva násobok.

Jednotlivé merania sú jednoduchšie a lacnejšie ako viacnásobné merania, ale sú menej presné.

Z povahy zmeny meranej hodnoty v časeprideľovať statické a dynamické merania.

Statické merania  - merania množstiev odobratých v súlade s konkrétnou meracou úlohou pre konštantu v priebehu ich merania (absolútne konštantné hodnoty ešte nie sú známe);

Dynamické merania  - meranie časovo premenlivých množstiev (meranie zmien vo veľkosti množstva alebo jeho zmeny v čase).

Prostredníctvom vyjadrenia výsledkov  merania rozlišujú absolútne a relatívne meranie.

Absolútna dimenzia  - meranie založené na priamych meraniach jedného alebo viacerých základných veličín a (alebo) použitím hodnôt fyzikálnych konštánt.

príklad:  Meranie gravitácie je založené na meraní hlavného množstva - hmotnosti a použitia fyzickej konštanty - zrýchlenia voľného pádu.

V súčasnosti sa absolútny rozmer vzťahuje na meranie veľkosti v jednotkách.

Relatívne meranie  - meranie pomeru veľkosti k veľkosti, ktorá zohráva úlohu jednotky alebo zmenu veľkosti vzhľadom na veľkosť rovnakého, ako pôvodný.

príklad:  meranie relatívnej vlhkosti vzduchu definované ako pomer množstva vodnej pary v 1 m 3 vzduchu k množstvu vodnej pary, ktorá nasýti 1 m 3 vzduchu pri danej teplote.

Podľa podmienok určujúcich presnosť výsledku merania sa rozlišujú technické a metrologické merania.

Technické merania  - merania pomocou pracovných meracích prístrojov.

Metrologické merania  - merania pomocou noriem a vzoriek SI na účely reprodukcie jednotiek fyzikálnych veličín a prenosu informácií o ich veľkostiach do pracovného SI.

Pred pochopením podstaty akéhokoľvek javu je vhodné ich najprv usporiadať, t. klasifikovať.

Merania sú rozdelené na typy meraní  - časť meracej oblasti,

ktoré majú svoje vlastné charakteristiky a líšia sa jednotnosťou nameraných hodnôt a metódy merania  - časť oblasti merania pozostávajúca z rozdielu v metódach použitia princípov a meracích prostriedkov.

• Klasifikácia typov meraní

Klasifikácia typov meraní sa môže vykonať podľa rôznych kritérií klasifikácie, ktoré zahŕňajú: metódu zisťovania číselnej hodnoty fyzikálneho množstva, počtu pozorovaní, charakteru závislosti závislosti meraného množstva na čase, počtu nameraných okamžitých hodnôt v danom časovom intervale, podmienok určujúcich presnosť výsledkov, spôsobu vyjadrenia výsledky merania (obrázok 2.1).
   na metódu zisťovania číselnej hodnoty fyzickej veličiny  merania sú rozdelené na nasledujúce typy: priame, nepriame, kumulatívne a spoločné.
priamy meraním  Volalo sa meranie, v ktorom sa hodnota nameranej fyzikálnej veličiny nachádza priamo z experimentálnych údajov. Priame merania sú charakterizované skutočnosťou, že experiment ako merací proces sa vykonáva na samotnej nameranej hodnote, čo znamená buď
   jeho ďalším prejavom. Priame merania sa vykonávajú pomocou prostriedkov určených na meranie týchto veličín. Číselná hodnota nameranej hodnoty sa odčíta priamo od údaja meracieho prístroja. znamená hodnoty. Príklady priamych meraní: meranie prúdu s ampérmetrom; napäťový kompenzátor; hmotnosť - pákové váhy atď.
   Vzťah medzi nameranou veličinou X a výsledkom merania Y v priamom meraní je charakterizovaný rovnicou X = Y, t.j. hodnota nameranej hodnoty sa rovná získanému výsledku.
   Bohužiaľ, priame meranie nie je vždy možné. Niekedy nie je k dispozícii žiadne príslušné meracie zariadenie, alebo nie je uspokojivé.

   na presnosť, alebo dokonca ešte všeobecne ešte nevytvorili. V tomto prípade je nevyhnutné uchýliť sa k nepriamemu meraniu.
Nepriame merania  nazývaných takéto merania, v ktorých je hodnota požadovanej hodnoty zistená na základe známeho vzťahu medzi touto hodnotou a hodnotami podrobenými priamym meraniam. Pri nepriamych meraniach nie je skutočne namerané množstvo merané, ale iné množstvá, ktoré sú s ním funkčne spojené. Hodnota nepriamo meraná hodnotou Xnájdite výpočet vzorca
X = F(Y1 , Y2 , … , yn),
   kde Y1, Y2, ...yn  - hodnoty získané priamym meraním.
   Príkladom nepriameho merania je stanovenie elektrického odporu pomocou ampermetra a voltmetra. Tu, priamym meraním, hodnoty poklesu napätia U  na odolnosť R  a prúd jacez ňu a požadovaný odpor R je daný vzorcom
R = U/ ja .
Funkcia výpočtu nameranej hodnoty sa môže vykonať ručne alebo pomocou počítačového zariadenia umiestneného v zariadení.
   Priame a nepriame merania sa v praxi široko používajú a sú najbežnejšími typmi meraní.
Agregované merania  - sú to súčasné merania viacerých množstiev rovnakého mena, pri ktorých sa požadované hodnoty množstiev nájdu riešením systému rovníc získaných priamym meraním rôznych kombinácií týchto veličín.
Napríklad, na určenie odporových hodnôt odporov spojených trojuholníkom (obrázok 2.2), zmerajte odpor na každom z nich
   pár vrcholov trojuholníka a získať systém rovníc
;
;
.
   Z riešenia tohto systému rovníc sa získajú hodnoty odporu

, , ,
   kde.
Spoločné merania  - sú to súčasné merania dvoch alebo viacerých nevhodných premenných X1, X2, ..., Xnktorých hodnoty sa nachádzajú riešením sústavy rovníc:
Fi (X1, X2, ..., Xn, Yi1, Yi2, ..., Yim) = 0,
   kde i = 1, 2, ..., m>   n; Yi1, Yi2, ..., Yim  - výsledky priamych alebo nepriamych meraní; X1, X2, ..., Xn  - hodnoty požadovaných hodnôt.
   Napríklad indukčnú cievku L = L0× (1 + w2 × C× L0)  kde L0  - indukčnosť pri frekvencii w = 2 × p× f  s nulou; C - kapacita pretáčania. zmysel L0  a C  nie je možné nájsť priamym alebo nepriamym meraním. Preto, v najjednoduchšom prípade, opatrenie L1  na w1   a potom L2  na w2   a vytvoriť systém rovníc:
L1 = L0× (1 + w1 2 × C× L0);
L2 = L0× (1 + w2 2 × C× L0)
   riešenie, ktoré nájdu požadované hodnoty indukčnosti L0  a kontajnerov s:
; .
   Kumulatívne a spoločné merania sú zovšeobecňovanie nepriamych meraní v prípade niekoľkých množstiev.
   Na zlepšenie presnosti meraní agregátov a kĺbov zabezpečujú stav m³n, tzn. počet rovníc musí byť väčší alebo rovný počtu požadovaných množstiev. Výsledný nekompatibilný systém rovníc je riešený metódou najmenších štvorcov.
   na počet pozorovaní meraniasú rozdelené na (ris.2.1):
   - bežné merania - merania vykonané s jedným pozorovaním;
   - štatistické merania - merania s viacerými pozorovaniami.
   Pozorovanie počas merania je experimentálna operácia vykonaná v priebehu meraní, výsledkom čoho je získanie jednej hodnoty zo skupiny hodnôt množstiev, ktoré sú predmetom spoločného spracovania, aby sa získali výsledky merania.
   Výsledok pozorovania je výsledkom hodnoty získanej samostatným pozorovaním.
   na povaha závislosti meranej hodnoty na čase  merania sú rozdelené:
- statické, pri ktorých meraná hodnota zostáva v priebehu merania konštantná;
   - dynamická, v ktorej sa nameraná hodnota mení počas merania a nie je konštantná v čase.
   Pri dynamických meraniach sa musí táto zmena zohľadniť, aby sa získal výsledok merania. Na posúdenie presnosti dynamických výsledkov merania je potrebné poznať dynamické vlastnosti meracích prístrojov.
   na počet nameraných okamžitých hodnôt v danom časovom intervalemerania sú rozdelené na oddelený  a nepretržitý(Analog).
   Diskrétne merania - merania, pri ktorých je počet nameraných okamžitých hodnôt samozrejme v danom časovom intervale.
   Kontinuálne (analógové) merania sú merania, pri ktorých je počet nameraných okamžitých hodnôt nekonečný v danom časovom intervale.
Podľa podmienok určujúcich presnosť výsledkov, merania sú:

• najvyššiu možnú presnosť dosiahnutú podľa doterajšieho stavu techniky;
• kontroly a testovania, ktorých chyba by nemala prekročiť

určitá hodnota;
   - technické, pri ktorých je chyba výsledku určená charakteristikami meracích prístrojov.
Prostredníctvom vyjadrenia výsledkov merania  Existujú absolútne a relatívne merania.
Absolútne merania  - merania založené na priamych meraniach jedného alebo viacerých základných veličín a (alebo) používaní fyzikálnych konštantných hodnôt.
Relatívne merania  - meranie pomeru veľkosti k veľkosti rovnakého mena, ktorá hrá úlohu jednotky alebo merania veľkosti s ohľadom na homonymné množstvo, ktoré sa považuje za počiatočnú.

2.2. Metódy merania a ich klasifikácia

Všetky merania sa môžu robiť rôznymi spôsobmi. Používajú sa tieto základné meracie metódy: metóda priameho hodnotenia  a porovnávacích metódachczmerať .
2.2.1. Metóda priameho hodnotenia  vyznačujúci sa tým, že hodnota nameranej hodnoty je určená priamo čítacím zariadením meracieho prístroja, ktoré je vopred kalibrované v jednotkách nameranej hodnoty. Táto metóda je najjednoduchšia a preto sa široko používa na meranie rôznych veličín, napríklad: meranie telesnej hmotnosti na pružinách, pevnosť elektrického prúdu so spínacím ampérom, fázový rozdiel s digitálnym fázovým meračom atď.

Funkčná schéma merania metódou priameho hodnotenia je znázornená na obr. 2.3.

Prístroje na priame hodnotenie vždy obsahujú merací prevodník, ktorý premieňa nameranú hodnotu na inú, ktorá je k dispozícii na porovnanie pozorovateľom alebo automatickým zariadením. Preto sa v spínacích prístrojoch mení nameraná hodnota na uhol natočenia pohybujúcej sa časti, čo je označené šípkou. Podľa polohy šípky, t.j. porovnaním uhla natočenia so značkami na stupnici sa zistí hodnota nameranej hodnoty. Meranie v nástrojoch priameho hodnotenia sú rozdiely v mierke čítacieho zariadenia. Nie sú dodávané ľubovoľne, ale na základe kalibrácie prístroja. Odstupňovanie nástroja priameho hodnotenia spočíva v tom, že hodnota danej veľkosti sa dodáva na jeho vstup z merania a zaznamená sa meranie prístroja. Na toto čítanie sa potom priradí hodnota známej hodnoty. Rozdelenie stupnice čítacieho zariadenia je teda ako náhradné ("odtlačok prstov") hodnôt skutočnej fyzikálnej veličiny a preto môže byť použité priamo na nájdenie hodnôt nameraných hodnotami zariadenia. Preto všetky zariadenia priameho hodnotenia skutočne implementujú princíp porovnania s fyzikálnymi množstvami. Ale toto porovnanie je viac-časové a vykonáva sa. nepriamo, pomocou medziproduktov - značiek čítacieho zariadenia.
2.2.2. Porovnávacie metódy s opatrením -metódy merania, pri ktorých je známa hodnota porovnaná s hodnotou reprodukovanou meraním. Tieto metódy sú presnejšie než metóda priameho odhadu, ale sú trochu komplikované. Skupina metód porovnania s opatrením zahŕňa nasledovné metódy: opozícia, nula, rozdiel, koincidencia a substitúcia.
   Definovanie atribútu porovnávacích metódach  je to, že v priebehu každého meracieho experimentu sa porovnáva dve homogénne navzájom nezávislé množstvá - známe (reprodukovateľné miery) a meria sa. Pri meraní pomocou porovnávacích metód sa používajú reálne fyzické opatrenia, nie ich "odtlačky prstov".
   Môže to byť porovnanie v rovnakom čase,  ak meradlo a nameraná hodnota pôsobia súčasne na meradlo a v rôznych časochkeď je vplyv meranej hodnoty a merania na meradlo časovo oddelený. Okrem toho môže byť porovnanie priamo  a sprostredkované, V prvom prípade nameraná hodnota a meradlo priamo ovplyvňujú porovnávacie zariadenie a v druhom prípade prostredníctvom iných hodnôt, ktoré sú jednoznačne spojené so známymi a nameranými hodnotami.
Simultánne porovnanie sa uskutočňuje obvykle metódami odpor, nulový diferenciál  a zápasy, a multi-temporálne - metódou náhrada.
Metóda kontrastu- metóda porovnania s opatrením, v ktorom nameraná hodnota a hodnota reprodukovaná opatrením súčasne ovplyvňujú porovnávaciu jednotku, pomocou ktorej sa stanovuje vzťah medzi týmito množstvami. Funkčná schéma metódy opozície je znázornená na obr. 2.4.
   Pri tejto metóde meraná hodnota X a miera X0 ovplyvňujú dva vstupy komparátora. Výsledný účinok expozície je určený rozdielom týchto hodnôt, t.j. e = X - X0 a odstránené z čítacieho zariadenia porovnávacieho zariadenia. Výsledok merania sa nachádza ako
   Y = X0 + e.
   Táto metóda je vhodná, ak existuje presné viachodnotové opatrenie a jednoduché

porovnávacie zariadenie. Príkladom tejto metódy je váženie zaťaženia na rovnovážnych váhach s umiestnením nameranej hmotnosti a hmotnosti, ktoré ju vyrovnávajú na dvoch stupniciach a s úplnou rovnováhou váh. V tomto prípade je nameraná hmotnosť definovaná ako súčet hmotnosti závaží, ktoré ju vyvažujú, a hodnoty na váhe. Metóda kontrastu môže výrazne znížiť vplyv výsledných meracích veličín na výsledok merania, pretože táto hodnota viac alebo menej rovnomerne skresľuje signály v obvode konverzie meranej veličiny a v prevodovom obvode množstva reprodukovaného meraním. Čítacie zariadenie komparátora reaguje na rozdiel v signáloch, v dôsledku čoho sa tieto narušenia do istej miery navzájom kompenzujú. Táto metóda sa používa aj na meranie EMF, napätia, prúdu a odporu.
Nulová metóda  je druh opozičnej metódy, pri ktorej výsledný účinok veľkostí na komparátore je nulový. Funkčný diagram nulovej metódy merania je znázornený na obr. 2.5.
   Tu merané množstvo X a meranie X0 ovplyvňujú dva vstupy referenčného meracieho prístroja. Výsledný účinok expozície je určený rozdielom týchto hodnôt, t.j. e = X - X0. Zmenou hodnoty reprodukovanej meraním (to je schematicky naznačené na obrázku šípkou), je možné uviesť hodnotu e na 0. Táto okolnosť je indikovaná nulovým ukazovateľom. Ak e = 0, potom X = Xo, výsledkom merania Y je získaná hodnota

opatrenia i Y = x0.

Keďže indikátor nuly je ovplyvnený rozdielom v merítku, jeho meracia medza sa môže zvoliť tak, aby bola menšia a citlivosť väčšia ako citlivosť nástroja na meranie X metódou priameho odhadu. Presnosť označovania rovnosti dvoch množstiev môže byť dosť veľká. To vedie k zvýšeniu presnosti merania. Chyba merania nulovej metódy je určená chybou merania a chybou indikácie nuly. Druhá zložka je zvyčajne oveľa menšia ako prvá, v praxi je presnosť merania nulovou metódou rovná presnosti merania.
   Príklady nulových metód merania sú: meranie hmotnosti na rovnovážnych stupniciach s umiestnením nameranej hmotnosti a vyvažovacích závaží na dve váhy a úplné vyváženie váhy alebo meranie napätia jeho kompenzáciou referenčným zdrojovým napätím (v oboch prípadoch sa vykonáva priame porovnanie); ako aj meranie elektrického odporu mostom s jeho úplným vyrovnaním (nepriame porovnanie).
   Metóda nulového merania si vyžaduje použitie viacúčelových opatrení. Presnosť takýchto opatrení je vždy horšia ako jednoznačné opatrenia a navyše nemusia mať merateľnú hodnotu. V tomto prípade sa nulová metóda nevzťahuje.
Diferenciálna metóda  je porovnávacia metóda s mierou, pri ktorej je merací prístroj (porovnávajúci zariadenie) ovplyvnený rozdielom medzi nameranou hodnotou a známou hodnotou reprodukovanou meraním a tento rozdiel nie je znížený na nulu, ale je meraný priamym meracím zariadením.
   Na obr. Obrázok 2.6 znázorňuje funkčný diagram diferenciálnej metódy.
   Miera má konštantnú hodnotu X0, rozdiel medzi nameranou veličinou X a mierou Xo, t.j. e = X - X0 nie je rovný nule a meria sa meracím prístrojom. Výsledok merania je rovnaký
   Y = X0 + e.

Skutočnosť, že merací prístroj nemeria celú hodnotu X, ale iba jeho časť e, umožňuje znížiť vplyv merania na výsledok merania a vplyv chyby meracieho zariadenia je menší, čím menší je rozdiel e.
V skutočnosti pri meraní napätia U = 97 V s voltmetrom s jednosmerným prúdom s meracím limitom 100 V a prípustnou relatívnou chybou merania pre toto napätie 1% (0,01) dostaneme absolútnu chybu merania D1 = 97 × 0,01 = 0,97 "1 V Ak namerame toto napätie diferenciálnou metódou pomocou štandardného zdroja napätia U0 = 100 V, môžeme merat 'rozdiel napätia U - U0 = (97 - 100) V = - 3 V voltmetrom s limitom merania iba 3 V. Nech je relatívna chyba meranie tohto napätia bude tiež p VNA 1%. Toto dáva absolútnu chybu merania 3 V: D2 = 3 × 0.01 = 0,03 V. Ak sa táto chyba privedie na merané napätie U, dostaneme relatívnu chybu merania napätia: D2 / U = 0,03 / 97 "0, 0003 (0,03%), t.j. asi 30 krát menej ako pri meraní napätia U metódou priameho hodnotenia. Toto zvýšenie presnosti merania sa vyskytlo, pretože v prvom prípade meradlo meralo takmer celé množstvo s relatívnou chybou 1% a v druhom prípade nebolo merané celé množstvo, ale iba jeho časť 1/30.
   V týchto výpočtoch sa nezohľadnila chyba opatrenia, ktorá je plne zahrnutá do výsledku merania. V dôsledku toho pre hodnoty malých rozdielov e sa presnosť merania diferenciálnej metódy približuje presnosti merania nulovej metódy a určuje sa iba chybou merania. Okrem toho diferenciálna metóda nevyžaduje mieru premennej.
   Vo vyššie uvedenom príklade merania napätia pomocou diferenciálnej metódy sa použilo priame porovnanie.
   Ďalším príkladom metódy diferenciálneho merania je určenie odchýlky rezistora od menovitej hodnoty pomocou nevyváženého (percentuálneho) mostu (tu sa tu vykonáva nepriame porovnanie).
Metóda zápasu  (alebo metóda "nonius") je porovnávacia metóda s mierou, pri ktorej sa rozdiel medzi nameranou hodnotou a hodnotou reprodukovanou meraním meria pomocou koincidencie značiek stupnice alebo periodických signálov.
   Táto metóda sa používa v prípadoch, keď je nameraná hodnota nižšia ako cena rozdelenia daného opatrenia. V tomto prípade sa uplatňujú dve opatrenia s rôznymi rozdelenými cenami, ktoré sa líšia veľkosťou odhadovanej vzorky.
   Predpokladajme, že máme jedno kalibrované opatrenie s cenou rozdelenia. Dxk1  a nameranej hodnoty Dx,  čo je nižšie ako cena rozdelenia. V tomto prípade použite druhé opatrenie s cenou rozdelenia DxK2. Ak je citlivosť potrebná na zvýšenie n  vzťahy medzi nimi budú mať podobu
Dxk2 =Dxk1×(1 - 1/ n).
   Najmä s n = 10 Dxk2 = 0,9× Dxk1.
   Nameraná hodnota Dx  nastavte nulové značky a nájdite číslo Nxčo zodpovedá počtu zodpovedajúcich rozdelení opatrení (obrázok 2.7). V tomto prípade pomer nx× Dxk1 =Dx +nx× DxK2,odkiaľ
   Dx = Nxx (Dxk1 - Dxk2) = Nxx (Dxk1 - 0,9 x Dxk1) = Nxx0,1xDxk1.
   Príkladom merania koincidencie môže byť meranie dĺžky dielov použitím vernier posuvných meradiel, ďalším príkladom je čiastočné meranie frekvencie pomocou blikania strobosvetle: pri pozorovaní polohy značky na rotujúcej časti počas zábleskov svietidla je rýchlosť otáčania časti určená frekvenciou blesku a posunom značky. Metóda "nonius" je tiež široko používaná pri meraní časových intervalov dvoch blízkych frekvencií (beaty) a v iných prípadoch.

Funkčný diagram prístroja pracujúceho podľa metódy zhodnosti s prevodom stupnice iba hodnoty reprodukovanej meraním je znázornený na obr. 2.8. Hodnota X0 jednoznačného merania sa potom podrobí transformácii stupnice na generovanie hodnôt n1X0, n2X0, ... njX0, ... nkX0 Tieto hodnoty sa privádzajú do k-porovnávacích zariadení a nameraná hodnota X sa k nim tiež pripojí. njX0 = min a určuje nameranú hodnotu založenú na približnom pomere X = njX0. Táto metóda merania sa používa aj v digitálnych zariadeniach, ktoré merajú uhlové a lineárne posuny. Koincidenčná metóda vyžaduje prítomnosť viachodnotových opatrení alebo veľkých meradiel veľkosti a veľkosti reprodukovanej v rámci opatrenia. Preto sa v meracej technológii používa pomerne zriedkavo.
Substitučná metóda  existuje metóda porovnania s opatrením, v ktorom je nameraná hodnota nahradená známou hodnotou, ktorá je reprodukovaná meraním.
   Funkčný diagram substitučnej metódy je znázornený na obr. 2.9. Používa merací prístroj na priame hodnotenie. Pri exponovaní prístroja sa meria Y2 = X + D2. Tu D2 je chyba meracieho prístroja po prijatí referenčného Y2.
   Keďže dosiahneme rovnaké hodnoty (Y1 = Y2) a časový interval medzi dvoma meraniami je malý, chyba je rovnaká pri tej istej značke na stupnici nástroja, t.j. D1 = D2. Preto rovnosť Y1 = Y2 alebo X + D1 = X + D2 znamená, že X = X0.
Odstránenie chyby meracieho prístroja z výsledku merania predstavuje novú výhodu náhradnej metódy. Pri metóde merania nuly sa chyba meracieho prístroja prejaví tým, že nulový údaj nemusí zodpovedať rovnosti nameranej hodnoty a miery a v diferenčnej metóde predstavuje chybu merania rozdielu medzi meranou hodnotou a nameranou hodnotou. Na dosiahnutie vysokej presnosti merania pomocou nulovej a diferenciálnej metódy je potrebné, aby chyby meradiel boli malé. Metóda náhrady však nevyžaduje túto podmienku! Aj keď chyba meracieho prístroja je dostatočne veľká, nebude to mať vplyv na výsledok merania. Metóda substitúcie teda môže robiť presné meranie, ktoré má zariadenie s veľkou chybou. Je ľahké pochopiť, že presnosť merania metódou substitúcie závisí od presnosti merania. Je pravda, že s prísnejším prístupom k metóde nahradenia by sa mali brať do úvahy dve okolnosti.
   Po prvé, toto porovnanie je viacnásobné a počas časového intervalu medzi dvoma meraniami sa chyba meracieho zariadenia môže mierne meniť, takže rovnosť D1 = D2 je trochu porušená. Teraz je jasné, prečo sa merané množstvo a opatrenie musia privádzať na rovnaký vstup prístroja. Dôvodom je najmä to, že chyba meracieho prístroja na rôznych vstupoch, a to aj pri tých istých indikáciách, môže byť odlišná!
   Po druhé, náhradná metóda sa zníži na získanie tých istých meraní prístroja. Samotná rovnosť svedectva môže byť stanovená s konečnou presnosťou. A to tiež vedie k chybe merania. Presnosť stanovenia rovnosti hodnôt bude väčšia v zariadení, ktoré má väčšiu citlivosť.
   Preto pri meraní metódou substitúcie je potrebné použiť nie presné, ale citlivé a rýchlo pôsobiace zariadenie. Zvyšková chyba spôsobená meracím prístrojom bude malá.
   Metóda substitúcie je najpresnejšia zo všetkých známych metód a zvyčajne sa používa na najpresnejšie (presné) merania. Živým príkladom metódy substitúcie je váženie alternatívnym umiestnením nameranej hmotnosti a hmotnosti na tej istej vážiacej miske (pamätajte na tom istom prístroji). Je známe, že táto metóda môže správne merať hmotnosť tela, ktorá má nesprávne stupnice (chyba prístroja), ale nie hmotnosť! (chyba merania).
Porovnaním substitučnej metódy a metódy priameho hodnotenia nájdeme ich výraznú podobnosť. Metóda priameho hodnotenia vo svojej podstate predstavuje spôsob substitúcie. Prečo je to zvýraznené samostatnou metódou? Ide o to, že pri metóde merania priameho hodnotenia vykonávame iba prvú operáciu - definíciu dôkazov. Druhá operácia - odstupňovanie (porovnanie s meraním) sa vykonáva nie pri každom meraní, ale iba počas výroby prístroja a jeho pravidelného overenia. Medzi používaním zariadenia a jeho predchádzajúcim overením môže dôjsť k veľkému časovému intervalu a chyba meracieho prístroja počas tejto doby sa môže výrazne zmeniť. To vedie k tomu, že metóda priameho hodnotenia zvyčajne poskytuje nižšiu presnosť merania než porovnávacia metóda.
   Uvažovaná klasifikácia meracích metód je znázornená na obr. 2.10.

Obr. 2.10. Klasifikácia metód merania

Uvažované metódy určujú princípy konštrukcie meracích prístrojov. Nemali by sa zamieňať s metodikou merania a algoritmom merania.
Technika merania  - podrobný načrtnutý postup merania, ktorý reguluje metódy, prostriedky a algoritmy na vykonávanie meraní, ktoré za určitých (normalizovaných) podmienok poskytujú merania s danou presnosťou.
   Merania by sa mali vykonávať v súlade s postupmi schválenými predpísaným spôsobom. Postup vývoja a certifikácie meracích postupov určuje Gosstandart Ruska.
Merací algoritmus  - presný predpis o vykonaní určitého poradia súboru operácií, ktoré zabezpečujú meranie hodnoty fyzického množstva.
.