 |
Основные элементы процесса измерения
|
|
|
|
Основные понятия и определения.
Понятия об измерениях
Измерением называется - нахождение значения физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств, которые называются средствами измерений. При измерении физическая величина сравнивается с некоторым значением, принятым за единицу. Результат измерений (значение физической величины) представляет собой именованное число: числовое значение измеряемой величины и именование величины.
U=120B, P=50Bт, F=528Гц
Единица физической величины в [Q] - это физическая величина, размеру которой присвоено числовое значение 1.
Размер физической величины - количественное содержание в данном объекте свойства соответствующего понятию «физическая».
С 1980г. введена в качестве обязательная международная система единиц СИ.
Условные обозначения и размерность основных величин
| Вид поля, волны | Величина | ||
| Наименование | Обозначение | Единица | |
| Электрическое поле | Ток | I | А(ампер) |
| Плотность тока | J | А/м2 | |
| Напряженность электрического поля | D | В/м2 | |
| Электрическое смещение | E | Кл/м2 | |
| Поляризованность | P | Кл/м2 | |
| Мощность | P | Вт (ватт) | |
| Электрический потенциал | Ф | В (вольт) | |
| Электрический заряд | Q | Кл (кулон) | |
| Механическая сила электрического поля | F | Н (ньютон) | |
| Объемная плотность заряда | ƿ | Кл/м3 | |
| Поверхностная плотность заряда | σ | Кл/м2 | |
| Линейная плотность заряда | τ | Кл/м | |
| Момент диполя | p | Кл/м | |
| Электрическая емкость | C | Ф (фарад) | |
| Потенциальный коэффициент | α | м/Ф | |
| Емкостной коэффициент | β | Ф/м | |
| Электрическая постоянная | ε0 | 8,854*10-12 Ф/м | |
| Абсолютная диэлектрическая проницаемость | εa | Ф/м | |
| Относительная диэлектрическая проницаемость | εr | - | |
| Удельная электрическая проводимость | r | См/м | |
| Электрическая проводимость | G | См | |
| Энергия электрического поля | Wэ | Дж (джоуль) |
|
|
|
| Магнитное поле | Векторный потенциал, магнитный векторный потенциал | А, Ам | B*c/м |
| Магнитная индукция | В | Тл (тесла) | |
| Напряженность магнитного поля | Н | А/м | |
| Магнитный поток | Ф | Вб (вебер) | |
| Собственная индуктивность | L | Гн | |
| Взаимная индуктивность | M | Гн | |
| Намагниченность | M | А/м | |
| Механическая сила магнитного поля | F | H | |
| Скалярный потенциал магнитного поля | Фм | A | |
| Магнитный момент | m | A*м2 | |
| Энергия магнитного поля | Wм | Дж | |
| Магнитная постоянная | μ0 | 1,256*10-6 Гн/м | |
| Абсолютная магнитная проницаемость | μa | Гн/м | |
| Относительная магнитная проницаемость | μr | - | |
| Электромагнитная волна | Длина волны | λ | м |
| Критическая длина волны | λкр | м | |
| Длина волны в волноводе | Λ | м | |
| Фазовая скорость | vф | м/с | |
| Групповая скорость | vгр | м/с | |
| Комплексный коэффициент распространения волны | p | м-1 | |
| Коэффициент ослабления | α | м-1 | |
| Коэффициент фазы | β | м-1 | |
| Коэффициент отражения | m | - | |
| Коэффициент преломления | n | - | |
| Волновое сопротивление | ZB | Ом | |
| Глубина проникновения | Z0 | м | |
| Напряженности падающей волны | Eпад Нпад | А/м, В/м | |
| Напряженности отраженной волны | Eотр Нотр | В/м, А/м | |
| Неидеальная среда | Вектор Пойтинга | П | Вт/м2 |
| Плотность полного тока | Iполн | А/м2 | |
| Полное электрическое смещение | Dполн | Кл/м2 | |
| Комплексная удельная проводимость | r | См/м | |
| Комплексная диэлектрическая проницаемость | ε | - | |
| Комплексная магнитная проницаемость | μ | - | |
| Комплексная емкость | C | Ф | |
| Комплексное сопротивление | Z | Ом | |
| Комплексна проводимость | Y | См |
Все основные единицы и многие производные воспроизводятся в настоящее время с помощью эталонов с высокой точностью.
Погрешностью измерения физической величины называется отклонение результата измерения Qизм от истинного значения Qист измеряемой величины ΔQ=Qизм-Qист
|
|
|
Истинным значением физической величины называется значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта, так как истинное значение недостижимо, то вместо него используют действительное значение.
Действительным значением физической величины Qд называется её значение найденное экспериментальным путем и на столько приближающееся к истинному значению, что для данной цепи может быть использовано вместо него.
В теории измерений принято два постулата:
1) О существовании истинного значения
2) О неизбежности погрешности
Результат измерений обязательно должен сопровождаться данными о погрешности изменения ΔQ, так как погрешность измерения всегда имеет вероятностный смысл, то должна быть оценена и вероятность её появления P, => результат измерения в общем плане должен содержать числовое значение измерений величины, наименование единицы, значение погрешности и её вероятность:
n[Q], ΔQ,P. Например, U=1.15B, ΔU=±0.05B, P=0.95. Погрешностью характеризуется точность измерений: чем меньше погрешность, тем выше точность.
Наука об измерениях называется метрологией. К проблемам метрологии относятся: общая теория измерений, методы и средства измерений, методы определения точности, единицы измерения, эталоны, обеспечение единства измерений.
Основные элементы процесса измерения
Объект измерения – это физическая величина, которая подлежит измерению, например, частота передатчика, напряжение выпрямителя, коэффициент отражения.
Средство измерений – это технические средства, используемые для цепей измерений и имеющие нормированную точность средства измерений, образуя основу измерительной техники.
Принцип измерений составляет совокупность физических явлений, на которых основаны измерения.
Метод измерений представляет собой совокупность приемов использования принципов и средств измерений, обеспечивающую сравнение измеряемой величины с единицей.
Условия измерений характеризуются наличием влияющих величин. Влияющими величинами могут быть высокие и низкие to вибрации и ускорения, повышенное и пониженное давление, электрические и магнитные поля и так далее. Влияние этих величин на средства измерения должно быть учтено, и исключено.
|
|
|
Человек-оператор – проводящий измерения субъект.
Классификация измерений
По способу нахождения числового значения измеряемой величины измерения подразделяются на прямые, косвенные, совместные и совокупные.
Прямые – это измерения, при которых искомое значение величины y находят непосредственно из опытных данных x, то есть y=x
Косвенные – это измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной математической зависимости между этой величиной и величинами-аргументами, полученными при прямых измерениях. Например измерение мощности Р по измеренным значениям тока I и сопротивления R P=I2R
Совместные измерения – это производимые одновременно измерения двух или нескольких разноименных величин для нахождения зависимости между ними.
Совокупные измерения – это производимые одновременно измеряющиеся несколько одноименных величин находят решением системы уравнений, получаемой при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
По точности измерения делят на три группы:
1. Измерения максимально возможной точности, движимой при существующем уровне науки и техники. Это измерения связанные с созданием эталонов и измерение физических констант.
2. Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых должна превышать некоторых заданных значений. К этой группе относятся измерения, выполняемые службами надзора и измерительными лабораториями предприятий.
3. Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений, регламентированными условиями измерений и оцениваются до проведения измерения.
|
|
|
