Измерение –Совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего единицу величины и позволяющего сопоставить с нею измеряемую величину.
Полученное значение величины и есть результат измерений.
Измерения различают по способу получения информации, по характеру изменений измеряемой величины в процессе измерений, по количеству измерительной информации, по отношению к основным единицам.
1) По способу получения информацииизмерения разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.
Прямые измерения –Это непосредственное сравнение физической величины с её мерой. Например, при определении длины предмета линейкой происходит сравнение искомой величины (количественного выражения значения длины) с мерой, т. е. линейкой.
Косвенные измеренияотличаются от прямых тем , что искомое значение величины устанавливают по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с искомой определённой зависимостью. Так, если измерить силу тока амперметром, а напряжение вольтметром, то по известной функциональной взаимосвязи всех трёх величин (сила тока, напряжение, мощность) можно рассчитать мощность электрической цепи.
Совокупные измерениясопряжены с решением системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин. Решение системы уравнений даёт возможность вычислить искомую величину.
Совместные измерения –это измерения двух или более неоднородных физических величин для определения зависимости между ними.
Совокупные и совместные измерения часто применяют в измерениях различных параметров и характеристик в области электротехники.
2) По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений бывают статистические, динамические и статические измерения.
Статистические измерениясвязаны с определением характеристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня шумов и т. д.
Статические измеренияимеют место тогда, когда измеряемая величина практически постоянна.
Динамические измерениясвязаны с такими величинами, которые в процессе измерений претерпевают те или иные изменения.
Статические и динамические измерения в идеальном виде на практике редки.
3) По количеству измерительной информацииразличают однократные и многократные измерения.
Однократные измерения –это одно измерение одной величины, т. е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трёх однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.
Многократные измеренияхарактеризуются повышением числа измерений количества измеряемых величин. Обычно минимальное число измерений в данном случае больше трёх. Преимущество многократных измерений – в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.
4) По отношению к основным единицамизмерения делят на абсолютные и относительные.
Абсолютными измеренияминазывают такие, при которых используются прямое измерение одной (иногда нескольких) основной величины и физическая константа. Так, в формуле Эйнштейна Е = mc2 масса (m) – основная физическая величина, которая может быть измерена прямым путём (взвешиванием), а скорость света (с) – физическая константа.
Относительные измерениябазируются на установлении отношения измеряемой величины к однородной, применяемой в качестве единицы. Естественно, что искомое значение зависит от используемой единицы измерений.
С измерениями связаны такие понятия, как «шкала измерений», «принцип измерений», «метод измерений».
Шкала измерений –это упорядоченная совокупность значений физической величины, которая служит основой для её измерения.
В метрологической практике известны несколько разновидностей шкал: шкала наименований, шкала порядка, шкала интервалов, шкала отношений и др.
Шкала наименований –это своего рода качественная, а не количественная шкала, она не содержит нуля и единиц измерений. Примером может служить атлас цветов (шкала цветов). Процесс измерения заключается в визуальном сравнении окрашенного предмета с образцами цветов (эталонными образцами атласа цветов).
Шкала порядкахарактеризует значение измеряемой величины в баллах (шкала землетрясений, силы ветра, твёрдости физических тел и т. п.).
Шкала интервалов(разностей) имеет условные нулевые значения, а интервалы устанавливаются по согласованию. Такими шкалами являются: шкала времени, шкала длины и т. д.
Шкала отношенийимеет естественное нулевое значение, а единица измерений устанавливается по согласованию. Например, шкала массы , начинаясь от нуля, может быть градуирована по - разному в зависимости от требуемой точности взвешивания (бытовые и аналитические весы).