Contoh pengukuran kumulatif. Informasi Umum. Jenis dan metode pengukuran. Metode pengukuran langsung

Sebelum memahami esensi dari fenomena apa pun, akan lebih mudah untuk mengaturnya terlebih dahulu, yaitu. menggolongkan.

Dimensi dibagi menjadi jenis pengukuran- bagian dari area pengukuran,

mempunyai ciri khas tersendiri dan dicirikan oleh homogenitas nilai yang diukur, dan metode pengukuran- bagian dari bidang pengukuran, terdiri dari perbedaan cara penggunaan prinsip dan alat ukur.

• Klasifikasi jenis pengukuran

Klasifikasi jenis-jenis pengukuran dapat dilakukan menurut berbagai kriteria klasifikasi, antara lain sebagai berikut: cara mencari nilai numerik suatu besaran fisis, jumlah pengamatan, sifat ketergantungan besaran yang diukur terhadap waktu, sifat-sifatnya. jumlah nilai sesaat yang diukur dalam interval waktu tertentu, kondisi yang menentukan keakuratan hasil, metode ekspresi hasil pengukuran (Gbr. 2.1).
Oleh metode menemukan nilai numerik suatu besaran fisis pengukuran dibagi menjadi beberapa jenis berikut: langsung, tidak langsung, kumulatif dan gabungan.
Langsung pengukuran disebut pengukuran yang nilai besaran fisika yang diukur diperoleh langsung dari data eksperimen. Pengukuran langsung dicirikan oleh kenyataan bahwa percobaan sebagai suatu proses pengukuran dilakukan terhadap besaran yang diukur itu sendiri, artinya ini atau itu
manifestasinya yang lain. Pengukuran langsung dilakukan dengan menggunakan alat yang dirancang untuk mengukur besaran tersebut. Nilai numerik besaran yang diukur dihitung langsung dari pembacaan alat ukur. artinya, kuantitas. Contoh pengukuran langsung: pengukuran arus dengan amperemeter; tegangan - kompensator; massa - pada timbangan tuas, dll.
Hubungan antara nilai terukur X dengan hasil pengukuran Y pada pengukuran langsung ditandai dengan persamaan X = Y, yaitu. nilai besaran yang diukur diasumsikan sama dengan hasil yang diperoleh.
Sayangnya, pengukuran langsung tidak selalu memungkinkan. Terkadang alat ukur yang tepat tidak tersedia atau tidak memuaskan.

akurat, atau bahkan belum tercipta sama sekali. Dalam hal ini, Anda harus menggunakan pengukuran tidak langsung.
Pengukuran tidak langsung Ini adalah pengukuran di mana nilai besaran yang diinginkan ditemukan berdasarkan hubungan yang diketahui antara besaran ini dan besaran yang diukur secara langsung. Dalam pengukuran tidak langsung, yang diukur bukanlah besaran sebenarnya yang ditentukan, melainkan besaran-besaran lain yang secara fungsional berkaitan dengannya. Nilai besaran diukur secara tidak langsung X ditemukan dengan perhitungan menggunakan rumus
X = F(Y1 , Y2 , … , Yn),
Di mana Y1, Y2, …Yn- nilai besaran yang diperoleh dengan pengukuran langsung.
Contoh pengukuran tidak langsung adalah penentuan hambatan listrik dengan menggunakan amperemeter dan voltmeter. Di sini, dengan pengukuran langsung, nilai penurunan tegangan ditemukan kamu pada resistensi R dan saat ini SAYA melaluinya, dan resistansi yang diinginkan R ditemukan dengan rumus
R = kamu/ SAYA .
Pengoperasian penghitungan nilai terukur dapat dilakukan secara manual atau menggunakan perangkat komputasi yang ditempatkan pada perangkat tersebut.
Pengukuran langsung dan tidak langsung saat ini banyak digunakan dalam praktik dan merupakan jenis pengukuran yang paling umum.
Pengukuran Agregat- ini adalah pengukuran beberapa besaran dengan nama yang sama yang dilakukan secara bersamaan, di mana nilai besaran yang diinginkan ditemukan dengan menyelesaikan sistem persamaan yang diperoleh dengan pengukuran langsung berbagai kombinasi besaran tersebut.
Misalnya, untuk menentukan nilai resistansi resistor yang dihubungkan dengan segitiga (Gbr. 2.2), ukur resistansi pada masing-masing resistor
pasangan titik sudut suatu segitiga dan dapatkan sistem persamaannya
;
;
.
Dari penyelesaian sistem persamaan ini diperoleh nilai hambatan

, , ,
Di mana .
Pengukuran sendi- ini adalah pengukuran dua atau lebih besaran berbeda yang dilakukan secara bersamaan X1, X2,…,Xn, yang nilainya ditemukan dengan menyelesaikan sistem persamaan:
Fi(X1, X2, … ,Xn; Yi1, Yi2, … ,Yim) = 0,
Di mana saya = 1, 2, …, m> N; Yi1, Yi2, …,Yim- hasil pengukuran langsung atau tidak langsung; X1, X2, …,Xn- nilai jumlah yang dibutuhkan.
Misalnya induktansi kumparan L = L0× (1 + w2 × C× L0), Di mana L0- induktansi pada frekuensi w = 2 × P× F cenderung nol; C - kapasitansi antar putaran. Nilai-nilai L0 Dan DENGAN tidak dapat ditemukan dengan pengukuran langsung atau tidak langsung. Oleh karena itu, dalam kasus paling sederhana kita mengukur L1 pada w1 , kemudian L2 pada w2 dan membentuk sistem persamaan:
L1 = L0× (1 + w1 2 × C× L0);
L2 = L0× (1 + w2 2 × C× L0),
menyelesaikannya, kami menemukan nilai induktansi yang diperlukan L0 dan kontainer DENGAN:
; .
Pengukuran kumulatif dan gabungan merupakan generalisasi pengukuran tidak langsung terhadap kasus beberapa besaran.
Untuk meningkatkan ketelitian pengukuran agregat dan sambungan, disediakan kondisi m ³ n, yaitu. jumlah persamaan harus lebih besar atau sama dengan jumlah besaran yang diperlukan. Sistem persamaan tidak konsisten yang dihasilkan diselesaikan dengan metode kuadrat terkecil.
Oleh jumlah pengamatan pengukuran dibagi menjadi (Gbr. 2.1):
- pengukuran biasa - pengukuran dilakukan dengan satu observasi;
- pengukuran statistik - pengukuran dengan beberapa observasi.
Pengamatan selama pengukuran adalah suatu operasi eksperimen yang dilakukan selama proses pengukuran, yang hasilnya diperoleh suatu nilai dari sekelompok nilai besaran yang harus diolah bersama untuk memperoleh hasil pengukuran.
Hasil suatu pengamatan merupakan hasil suatu besaran yang diperoleh dari suatu pengamatan tersendiri.
Oleh sifat ketergantungan besaran yang diukur terhadap waktu dimensi dibagi:
- statis, di mana nilai yang diukur tetap konstan dari waktu ke waktu selama proses pengukuran;
- dinamis, dimana nilai terukur berubah selama proses pengukuran dan tidak konstan seiring waktu.
Dalam pengukuran dinamis, perubahan ini harus diperhitungkan untuk memperoleh hasil pengukuran. Dan untuk menilai keakuratan hasil pengukuran dinamik diperlukan pengetahuan tentang sifat dinamik alat ukur.
Oleh jumlah nilai sesaat yang diukur dalam selang waktu tertentu pengukuran dibagi menjadi terpisah Dan kontinu(analog).
Pengukuran diskrit adalah pengukuran yang, dalam selang waktu tertentu, jumlah nilai sesaat yang diukur adalah berhingga.
Pengukuran kontinu (analog) adalah pengukuran yang, dalam selang waktu tertentu, jumlah nilai sesaat yang diukur tidak terhingga.
Sesuai dengan kondisi yang menentukan keakuratan hasil, pengukurannya adalah:

• akurasi setinggi mungkin yang dicapai dengan tingkat teknologi yang ada;
• pengujian pengendalian dan verifikasi, yang kesalahannya tidak boleh melebihi

beberapa nilai tertentu;
- teknis, dimana kesalahan hasil ditentukan oleh karakteristik alat ukur.
Menurut metode menyatakan hasil pengukuran membedakan antara pengukuran absolut dan relatif.
Pengukuran mutlak- pengukuran berdasarkan pengukuran langsung terhadap satu atau lebih besaran pokok dan (atau) penggunaan nilai konstanta fisika.
Pengukuran relatif- mengukur perbandingan suatu besaran dengan besaran yang bernama sama, yang berperan sebagai satuan, atau mengukur suatu besaran terhadap suatu besaran yang bernama sama, diambil sebagai bilangan awal.

2.2. Metode pengukuran dan klasifikasinya

Semua pengukuran dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai metode. Ada metode pengukuran utama berikut: metode penilaian langsung Dan metode perbandinganCukuran .
2.2.1. Metode penilaian langsung dicirikan oleh kenyataan bahwa nilai besaran yang diukur ditentukan langsung dari alat pembaca alat ukur, yang sebelumnya dikalibrasi dalam satuan besaran yang diukur. Cara ini paling sederhana sehingga banyak digunakan dalam pengukuran berbagai besaran, misalnya: mengukur berat badan dengan timbangan pegas, arus listrik dengan dial ammeter, beda fasa dengan pengukur fasa digital, dan lain-lain.

Diagram fungsional pengukuran dengan metode penilaian langsung ditunjukkan pada Gambar. 2.3.

Perangkat penilaian langsung selalu berisi transduser pengukur, yang mengubah nilai terukur menjadi nilai lain, tersedia untuk perbandingan oleh pengamat atau perangkat otomatis. Jadi, pada instrumen penunjuk, nilai terukur diubah menjadi sudut putaran bagian yang bergerak, yang ditandai dengan panah. Menurut posisi panah, mis. Dengan membandingkan sudut putar dengan pembagian skala, maka diketahui nilai besaran yang diukur. Ukuran dalam instrumen penilaian langsung adalah pembagian skala alat baca. Mereka tidak ditempatkan secara sembarangan, tetapi berdasarkan kalibrasi perangkat. Kalibrasi perangkat penilaian langsung terdiri dari fakta bahwa nilai dengan ukuran tertentu disuplai ke inputnya dari suatu ukuran dan pembacaan perangkat dicatat. Pembacaan ini kemudian diberi nilai kuantitas yang diketahui. Dengan demikian, pembagian skala alat pembaca seolah-olah merupakan pengganti (“sidik jari”) untuk nilai suatu besaran fisika nyata dan oleh karena itu dapat digunakan secara langsung untuk mencari nilai besaran yang diukur dengan alat tersebut. . Oleh karena itu, semua perangkat penilaian langsung sebenarnya menerapkan prinsip perbandingan dengan besaran fisis. Namun perbandingan ini bersifat multitemporal dan dilakukan secara tidak langsung, menggunakan alat perantara - pembagian skala alat baca.
2.2.2. Metode perbandingan dengan ukuran - metode pengukuran di mana besaran yang diketahui dibandingkan dengan nilai yang dihasilkan oleh suatu ukuran. Metode ini lebih akurat dibandingkan metode penilaian langsung, namun agak rumit. Kelompok metode perbandingan dengan suatu ukuran meliputi metode-metode berikut: oposisi, nol, diferensial, kebetulan dan substitusi.
Mendefinisikan karakteristik metode perbandingan adalah bahwa dalam proses setiap percobaan pengukuran terdapat perbandingan dua besaran homogen yang tidak bergantung satu sama lain - besaran yang diketahui (ukuran yang dapat direproduksi) dan besaran yang diukur. Saat mengukur dengan metode perbandingan, nyata tindakan fisik, dan bukan “sidik jari” mereka.
Perbandingan bisa saja serentak apabila takaran dan besaran yang diukur bekerja pada alat ukur secara bersamaan, dan multi-waktu, ketika dampak besaran yang diukur dan ukuran pada alat ukur dipisahkan dalam waktu. Selain itu, perbandingan juga bisa langsung Dan tidak langsung. Dalam kasus pertama, besaran dan ukuran yang diukur secara langsung mempengaruhi alat perbandingan, dan yang kedua - melalui besaran lain yang secara unik berhubungan dengan besaran yang diketahui dan diukur.
Perbandingan simultan biasanya dilakukan dengan menggunakan metode oposisi, nol, diferensial Dan kebetulan, dan multi-waktu - metode pengganti.
Metode kontras- metode perbandingan dengan suatu ukuran di mana besaran yang diukur dan besaran yang direproduksi oleh ukuran tersebut secara bersamaan mempengaruhi alat perbandingan, yang dengannya hubungan antara besaran-besaran ini ditetapkan. Diagram fungsional metode oposisi ditunjukkan pada Gambar. 2.4.
Dalam metode ini, besaran terukur X dan besaran X0 bekerja pada dua masukan alat pembanding. Dampak dampak yang dihasilkan ditentukan oleh selisih antara nilai-nilai tersebut, yaitu. e = X - X0 dan dikeluarkan dari alat baca alat pembanding. Hasil pengukuran ditemukan sebagai
Y = X0 + e.
Metode ini mudah digunakan jika terdapat ukuran multinilai yang eksak dan sederhana

perangkat perbandingan. Contoh dari metode ini adalah menimbang suatu beban pada timbangan berlengan sama, menempatkan massa yang diukur dan beban yang diseimbangkan pada dua timbangan, dan menyeimbangkan timbangan sepenuhnya. Dalam hal ini, massa yang diukur didefinisikan sebagai jumlah massa beban yang menyeimbangkannya, dan pembacaan pada skala. Metode kontras memungkinkan untuk secara signifikan mengurangi dampak pengaruh besaran pada hasil pengukuran, karena metode kontras kurang lebih sama mendistorsi sinyal baik dalam rangkaian konversi besaran yang diukur maupun dalam rantai konversi besaran yang direproduksi oleh ukuran tersebut. . Perangkat pembaca perangkat pembanding bereaksi terhadap perbedaan sinyal, akibatnya distorsi ini sampai batas tertentu saling mengimbangi. Metode ini juga digunakan dalam mengukur EMF, tegangan, arus dan hambatan.
Metode nol adalah jenis metode kontras di mana efek yang dihasilkan dari pengaruh besaran pada perangkat perbandingan dijadikan nol. Diagram fungsional metode pengukuran nol ditunjukkan pada Gambar. 2.5.
Di sini besaran terukur X dan besaran X0 bekerja pada dua masukan alat ukur perbandingan. Dampak dampak yang dihasilkan ditentukan oleh selisih antara nilai-nilai tersebut, yaitu. e = X - X0. Dengan mengubah nilai yang direproduksi oleh ukuran (ini secara skematis ditunjukkan pada gambar dengan panah), Anda dapat membawa nilai e menjadi 0. Keadaan ini ditunjukkan dengan indikator nol. Jika e = 0, maka X = Xo, hasil pengukuran Y itulah nilai yang diperoleh

tindakan, yaitu Y = X0.

Karena indikator nol dipengaruhi oleh perbedaan nilai, batas pengukurannya dapat dipilih lebih kecil dan sensitivitasnya lebih besar daripada alat ukur X dengan metode penilaian langsung. Keakuratan dalam menunjukkan persamaan dua besaran bisa sangat tinggi. Dan ini mengarah pada peningkatan akurasi pengukuran. Kesalahan pengukuran dengan metode nol ditentukan oleh kesalahan pengukuran dan kesalahan penunjukan nol. Komponen kedua biasanya jauh lebih kecil dibandingkan komponen pertama, dalam praktiknya ketelitian pengukuran dengan metode nol sama dengan ketelitian pengukuran.
Contoh metode pengukuran nol adalah: mengukur massa pada skala berlengan sama dengan menempatkan massa terukur dan beban yang diseimbangkan pada dua skala dan menyeimbangkan seluruh skala, atau mengukur tegangan dengan mengkompensasinya dengan tegangan sumber referensi (dalam kedua kasus). perbandingan langsung dibuat); serta mengukur hambatan listrik jembatan dengan keseimbangan lengkapnya (perbandingan tidak langsung).
Metode pengukuran nol memerlukan penggunaan pengukuran multinilai secara wajib. Keakuratan pengukuran seperti itu selalu lebih buruk daripada pengukuran yang tidak ambigu, selain itu, kita mungkin tidak memiliki pengukuran variabel. Dalam hal ini, metode null tidak berlaku.
Metode diferensial adalah metode perbandingan dengan suatu ukuran, di mana alat ukur (tentu saja alat pembanding) dipengaruhi oleh perbedaan antara nilai yang diukur dan nilai yang diketahui yang direproduksi oleh ukuran tersebut, dan perbedaan ini tidak dijadikan nol, tetapi diukur. dengan alat ukur yang bertindak langsung.
Pada Gambar. Gambar 2.6 menunjukkan diagram fungsional metode diferensial.
Di sini ukuran tersebut memiliki nilai konstan X0, selisih antara nilai terukur X dan ukuran X0, yaitu. e = X - X0, bukan nol dan diukur dengan alat ukur. Hasil pengukuran ditemukan sebagai
Y = X0 + e.

Kenyataan bahwa di sini alat ukur tidak mengukur seluruh nilai X, melainkan hanya sebagian saja e, memungkinkan untuk mengurangi pengaruh kesalahan alat ukur terhadap hasil pengukuran, dan semakin kecil selisih e maka semakin kecil pula pengaruhnya. kesalahan alat ukur.
Memang, ketika mengukur tegangan U = 97 V dengan voltmeter penilaian langsung dengan batas pengukuran 100 V dan asumsi kesalahan pengukuran relatif tegangan ini sebesar 1% (0,01), kita memperoleh kesalahan pengukuran absolut D1 = 97 × 0,01 = 0.97 » 1 V Jika kita mengukur tegangan ini dengan metode diferensial menggunakan sumber tegangan referensi U0 = 100 V, maka beda tegangan U - U0 = (97 - 100)V = - 3 V dapat kita ukur dengan voltmeter dengan alat ukur batasnya hanya 3 V. Biarkan kesalahan relatif mengukur tegangan ini juga sama dengan 1%. Hal ini menghasilkan kesalahan pengukuran tegangan absolut sebesar 3 V: D2 = 3 × 0,01 = 0,03 V. Jika kesalahan ini dikurangi menjadi tegangan terukur U, kita memperoleh kesalahan pengukuran tegangan relatif: D2/U = 0,03/97 » 0, 0003 (0,03%), yaitu kira-kira 30 kali lebih kecil dibandingkan saat mengukur tegangan U menggunakan metode estimasi langsung. Peningkatan akurasi pengukuran ini terjadi karena pada kasus pertama, perangkat mengukur hampir seluruh nilai dengan kesalahan relatif 1%, dan pada kasus kedua, tidak seluruh nilai diukur, melainkan hanya 1/30 saja.
Perhitungan ini tidak memperhitungkan kesalahan pengukuran yang seluruhnya termasuk dalam hasil pengukuran. Oleh karena itu, untuk nilai selisih kecil e, ketelitian pengukuran dengan metode diferensial mendekati ketelitian pengukuran dengan metode nol dan hanya ditentukan oleh kesalahan pengukuran. Selain itu, metode diferensial tidak memerlukan pengukuran besaran variabel.
Pada contoh pengukuran tegangan diferensial di atas, digunakan perbandingan langsung.
Contoh lain dari metode pengukuran diferensial adalah penentuan deviasi resistansi resistor dari nilai nominal dengan jembatan tidak seimbang (persentase) (perbandingan tidak langsung diterapkan di sini).
Metode pertandingan(atau metode vernier) adalah metode perbandingan dengan suatu ukuran di mana perbedaan antara besaran yang diukur dan nilai yang dihasilkan oleh ukuran tersebut diukur dengan menggunakan tanda skala yang kebetulan atau sinyal periodik.
Metode ini digunakan dalam kasus di mana besaran yang diukur lebih kecil dari nilai pembagian suatu ukuran tertentu. Dalam hal ini, digunakan dua ukuran dengan harga pembagian yang berbeda, yang berbeda dalam ukuran jumlah sampel yang diperkirakan.
Mari kita punya satu ukuran terkalibrasi dengan harga pembagian Dxk1 dan nilai terukur DX, yang lebih kecil dari harga divisi. Dalam hal ini, gunakan ukuran kedua dengan harga pembagian Dxk2. Jadi, jika sensitivitasnya perlu ditingkatkan sebesar P kali, maka hubungan diantara mereka akan berbentuk
Dxk2 =Dxk1×( 1 - 1/ N).
Khususnya, kapan N = 10 Dxk2 =0,9× Dxk1.
Kuantitas terukur DX atur di antara tanda nol pada ukuran dan temukan nomornya NX, sama dengan jumlah pembagian ukuran yang bertepatan (Gbr. 2.7). Dalam hal ini relasinya valid Tidak× Dxk1 =Dx+Tidak× Dxk2, Di mana
Dx = Nx×(Dxk1 - Dxk2) = Nx×(Dxk1 - 0,9×Dxk1) = Nx×0,1×Dxk1.
Contoh pengukuran kebetulan adalah mengukur panjang suatu bagian dengan menggunakan jangka sorong; contoh lainnya adalah mengukur kecepatan putaran suatu bagian dengan menggunakan lampu strobo yang berkedip: mengamati posisi tanda pada bagian yang berputar pada saat lampu berkedip, maka kecepatan suatu bagian ditentukan oleh frekuensi kilatan dan perpindahan tanda. Metode vernier juga banyak digunakan dalam mengukur interval waktu dua frekuensi yang berdekatan (ketukan) dan dalam kasus lain.

Diagram fungsional perangkat yang beroperasi menggunakan metode kebetulan dengan transformasi penskalaan hanya dari nilai yang direproduksi oleh ukuran ditunjukkan pada Gambar. 2.8. Di sini, nilai X0 dari ukuran bernilai tunggal dikenai transformasi skala untuk menghasilkan nilai n1X0, n2X0, … njX0, … nkX0 Nilai-nilai ini dipasok ke perangkat perbandingan k, dan nilai terukur X juga diterapkan pada mereka.Perangkat logis menunjukkan jumlah perangkat perbandingan yang X adalah njX0 = min dan menentukan nilai terukur berdasarkan pada hubungan perkiraan X = njX0. Metode pengukuran ini juga diterapkan pada instrumen digital yang mengukur perpindahan sudut dan linier. Metode kebetulan memerlukan adanya ukuran multinilai atau pengubah skala besaran dan besaran yang direproduksi oleh ukuran tersebut. Oleh karena itu, relatif jarang digunakan dalam teknologi pengukuran.
Metode substitusi ada metode perbandingan dengan suatu ukuran, di mana besaran yang diukur diganti dengan besaran yang diketahui yang direproduksi oleh ukuran tersebut.
Diagram fungsional metode substitusi ditunjukkan pada Gambar. 2.9. Menggunakan alat ukur evaluasi langsung. Saat perangkat terkena ukuran Y2= X + D2. Disini D2 adalah kesalahan alat ukur saat menerima pembacaan Y2.
Karena kita memperoleh pembacaan yang sama (Y1 = Y2), dan selang waktu antara dua pengukuran kecil, maka pada tanda yang sama pada skala instrumen kesalahannya sama, yaitu. D1 = D2. Maka dari persamaan Y1 = Y2 atau X + D1 = X + D2 maka X = X0.
Pengecualian kesalahan alat ukur dari hasil pengukuran merupakan keuntungan baru dari metode substitusi. Dalam metode pengukuran nol, kesalahan alat ukur diwujudkan dalam kenyataan bahwa pembacaan nol mungkin tidak sesuai dengan persamaan nilai terukur dan ukuran, dan dalam metode diferensial, ini mewakili kesalahan dalam mengukur perbedaan antara ukuran dan ukuran. nilai yang diukur. Untuk memperoleh ketelitian pengukuran yang tinggi dengan metode nol dan diferensial, kesalahan alat ukur harus kecil. Namun metode penggantian tidak memerlukan kondisi ini! Sekalipun kesalahan alat ukur cukup besar, hal ini tidak akan mempengaruhi hasil pengukuran. Jadi, dengan menggunakan metode substitusi, dimungkinkan untuk melakukan pengukuran yang akurat, dengan memiliki perangkat dengan kesalahan yang besar. Tidak sulit untuk memahami bahwa keakuratan pengukuran dengan metode substitusi ditentukan oleh kesalahan pengukuran. Benar, dengan pendekatan yang lebih ketat terhadap metode substitusi, ada dua keadaan yang harus dipertimbangkan.
Pertama, di sini perbandingan dilakukan pada waktu yang berbeda, dan selama waktu antara dua pengukuran kesalahan alat ukur mungkin sedikit berubah, sehingga persamaan D1 = D2 agak dilanggar. Sekarang menjadi jelas mengapa besaran terukur dan takaran harus disuplai ke input perangkat yang sama. Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa kesalahan alat pengukur pada input yang berbeda, bahkan dengan pembacaan yang sama, bisa berbeda!
Kedua, metode substitusi dilakukan untuk memperoleh pembacaan instrumen yang identik. Kesetaraan indikasi itu sendiri dapat ditentukan dengan akurasi yang terbatas. Dan ini juga menyebabkan kesalahan pengukuran. Keakuratan dalam menetapkan kesetaraan pembacaan akan lebih besar pada perangkat dengan sensitivitas yang lebih besar.
Oleh karena itu, pada saat mengukur dengan metode substitusi sebaiknya menggunakan alat yang tidak akurat, namun sensitif dan bekerja cepat. Maka sisa kesalahan yang ditimbulkan oleh alat ukur akan menjadi kecil.
Metode substitusi merupakan metode yang paling akurat dari semua metode yang diketahui dan biasanya digunakan untuk melakukan pengukuran (presisi) yang paling akurat. Contoh mencolok dari metode substitusi adalah penimbangan dengan menempatkan massa dan beban terukur secara bergantian pada wadah timbangan yang sama (ingat - pada input perangkat yang sama). Diketahui bahwa dengan menggunakan metode ini Anda dapat mengukur berat badan dengan benar jika Anda memiliki timbangan yang salah (kesalahan instrumen), tetapi tidak dengan timbangan! (mengukur kesalahan).
Dengan membandingkan metode substitusi dan metode penilaian langsung, kita akan menemukan kesamaan yang mencolok. Memang metode penilaian langsung pada hakikatnya merupakan metode substitusi. Mengapa dipisahkan menjadi metode tersendiri? Masalahnya adalah ketika mengukur menggunakan metode penilaian langsung, kami hanya melakukan operasi pertama - menentukan pembacaan. Operasi kedua - kalibrasi (perbandingan dengan pengukuran) tidak dilakukan pada setiap pengukuran, tetapi hanya selama proses produksi perangkat dan verifikasi berkala. Mungkin terdapat interval waktu yang lama antara penggunaan instrumen dan verifikasi sebelumnya, dan kesalahan alat ukur dapat berubah secara signifikan selama waktu tersebut. Hal ini menyebabkan metode penilaian langsung biasanya memberikan akurasi pengukuran yang lebih rendah dibandingkan metode perbandingan.
Klasifikasi metode pengukuran yang dipertimbangkan ditunjukkan pada Gambar. 2.10.

Beras. 2.10. Klasifikasi metode pengukuran

Metode yang dipertimbangkan menentukan prinsip-prinsip pembuatan alat ukur. Mereka tidak boleh bingung dengan teknik pengukuran dan algoritma pengukuran.
Teknik pengukuran- prosedur rinci untuk proses pengukuran, pengaturan metode, sarana, dan algoritma untuk melakukan pengukuran, yang, dalam kondisi (standar) tertentu, memberikan pengukuran dengan akurasi tertentu.
Pengukuran harus dilakukan sesuai dengan sertifikasi dengan cara yang ditentukan metode. Prosedur pengembangan dan sertifikasi metode pengukuran ditentukan oleh Standar Negara Rusia.
Algoritma pengukuran- instruksi yang tepat untuk implementasi di dalam urutan tertentu serangkaian operasi yang memastikan pengukuran nilai kuantitas fisik.
.

Tujuan pengukuran– memperoleh nilai besaran ini dalam bentuk yang paling nyaman untuk digunakan. Klasifikasi pengukuran

Karakteristik akurasi

• Pengukuran presisi yang sama– serangkaian pengukuran besaran apa pun yang dilakukan dalam kondisi yang sama.
• Pengukuran yang tidak sama– serangkaian pengukuran yang dilakukan dengan alat ukur dengan akurasi berbeda-beda dan dalam kondisi berbeda.

Menurut jumlah informasi pengukuran

• Pengukuran tunggal– banyaknya pengukuran sama dengan banyaknya besaran yang diukur.
• Beberapa pengukuran– jumlah minimal pengukuran suatu besaran lebih dari tiga.

Dengan menyatakan hasil pengukuran

• A pengukuran absolut- ini adalah pengukuran langsung terhadap satu (terkadang beberapa) besaran dasar dan konstanta fisika. Demikian dalam rumus Einstein yang terkenal E =mc 2 massa (m) adalah besaran fisis dasar yang dapat diukur secara langsung (dengan menimbang), dan kecepatan cahaya ( Dengan) adalah konstanta fisika.
• Pengukuran relatif- menetapkan perbandingan besaran yang diukur dengan besaran homogen yang digunakan sebagai satuan.
• Pengukuran langsung– perbandingan langsung suatu besaran fisis dengan ukurannya. Misalnya, ketika menentukan panjang suatu benda dengan penggaris, nilai yang diinginkan (ekspresi kuantitatif dari nilai panjang) dibandingkan dengan ukurannya, yaitu. penggaris.
• Pengukuran tidak langsung- nilai suatu besaran yang diinginkan ditetapkan berdasarkan hasil pengukuran langsung besaran tersebut yang dihubungkan dengan hubungan spesifik yang diinginkan.

Dengan metode memperoleh hasil pengukuran

• Pengukuran sendi- mengukur secara bersamaan dua atau beberapa besaran yang berbeda untuk mencari hubungan di antara keduanya.
• Pengukuran Agregat– ini adalah pengukuran besaran dengan nama yang sama yang dilakukan secara bersamaan, di mana nilai besaran yang diinginkan ditemukan dengan menyelesaikan sistem persamaan yang diperoleh dengan mengukur besaran ini dalam keadaan yang berbeda.

Menurut tujuan metrologi

• Pengukuran teknis– dengan bantuan alat kerja. Mereka digunakan dalam sains dan teknologi untuk mengontrol parameter produk, proses, dll.
• Pengukuran metrologi– dengan bantuan standar dan alat ukur teladan, untuk mereproduksi satuan besaran fisis untuk mentransfer ukurannya ke alat ukur yang berfungsi.

Pengukuran statistik dikaitkan dengan penentuan karakteristik proses acak, sinyal suara, tingkat kebisingan, dll.

• Pengukuran statis- nilainya praktis konstan.
• Pengukuran dinamis- Besaran mengalami perubahan tertentu selama proses pengukuran.

Pengukuran statis dan dinamis dalam bentuk ideal jarang terjadi dalam praktiknya.