Измерения физических величин

Измерение физической величины — совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или в неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

Измерения можно классифицировать по разным признакам.

По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения делятся на статические и динамические. Статическое измерение — измерение физической величины, принимаемое в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения. Динамическое измерение — измерение изменяющейся по размеру физической величины.

Примечание

Все физические величины подвержены тем или иным изменениям во времени. Разработанные в последнее время высокочувствительные средства измерений позволяют обнаруживать изменения физических величин, ранее считавшихся постоянными. Поэтому разделение измерений на статические и динамические измерения является условным.

По способу получения результатов выделяют прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.

Прямое измерение — измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно.

Например, измерение напряжения вольтметром, температуры термометром, давления манометром.

Косвенное измерение — определение искомого значения физической величины на основании прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. Косвенные измерения широко применяются в тех случаях, когда искомую физическую величину невозможно или сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат.

Примеры косвенных уравнений: определение плотности р тела цилиндрической формы по результатам прямых измерений массы т, высоты h и диаметра цилиндра d, связанных с плотностью уравнением:

расчет давления р в грузопоршневом манометре, исходя из площади поршня А, массы груза т и ускорения свободного падения g:

При совокупных измерениях одновременно измеряют несколько одноименных величин и искомые значения величин находят, решая систему уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.

Совместные измерения — производимые одновременно измерения разноименных величин для определения зависимости между ними.

Измерительный сигнал — сигнал, содержащий количественную информацию об измеряемой величине.

Измерительная информация — информация о значениях физических величин.

Объект измерений — тело (физическая система, процесс, явление), характеризуемое одной или несколькими измеряемыми физическими величинами.

Примечание

Измерение всегда рассматривается как сравнение величины с ее единицей. Однако не всегда такое сравнение производится непосредственно. В большинстве случаев измеряется не сама интересующая нас величина, а другие величины, связанные с нею теми или иными соотношениями и закономерностями. Обычно к прямым измерениям относят такие, при которых значение измеряемой величины получается в результате одного наблюдения или отсчета. Однако, по существу, в большинстве таких случаев в скрытом виде также имеет место не прямое измерение, а косвенное. Действительно, аналоговые измерительные приборы, например, дают показания в делениях шкалы, так что мы непосредственно измеряем лишь линейные или угловые отклонения стрелки, связанные с измеряемой величиной посредством ряда промежуточных преобразований.