1. Основные понятия измерительной техники
В мире в процессе развития науки и техники проводится большое число физических исследований. Они различны по своей сути, методам, оснащенности, но можно утверждать, что все они ставятся по определенным правилам. Знание этих правил и общих закономерностей позволяет хорошо организовать работу в целом, учесть возможные трудности, принять своевременные меры по их устранению. Понимание организации работ дает экспериментатору возможность правильно планировать использование людских и материальных ресурсов, достаточно обоснованно прогнозировать сроки завершения отдельных этапов и всей работы в целом.
Главной процедурой любого экспериментального исследования является измерение. Оно служит основным инструментом познания материального мира, так как обеспечивает возможность сравнения результатов теоретических исследований изучаемых объектов с результатами экспериментальных исследований. С помощью измерений получают объективную информацию о свойствах разнообразных материальных объектов – природных явлений, изучаемых при фундаментальных исследованиях; рукотворных и нерукотворных объектов, связанных с практической деятельностью человека; социальных объектов.
1.1 Сущность измерения
В измерении принимает участие два множества величин: множество Х измеряемой величины x, которая выражает интересующую нас особенность исследуемого объекта, и множество Q известной величины q, элементы которого упорядочены по значения i и обозначены индексом i. Измеряемая величина создает бесконечное либо конечное множество, ограниченное сверху и снизу. Относительно множества Q принимается, что оно является конечным множеством, т.е. последовательные элементы qi, qi+1 множества Q отличаются друг от друга на значение qi+1 – qi = 2ei > 0 для любого i от i = 1 до i = N. Множество Q представляет собой шкалу физической величины. Оно создается с помощью эталонной величины, воспроизведенной в процессе измерений посредством измерительного прибора. Оба множества образно представлены на рисунке 1.
Сущность измерения будет состоять в установлении соответствия элементу x из множества Х элемента множества Q того же самого значения. Поскольку множество Q дискретно, соответствие не может быть однозначным; его результатом является неравенство
что эквивалентно результату измерения.
Сущность измерения как процесса сравнения и его цель может быть представлена основным уравнением измерения:
где x – измеряемая величина; qi – числовое значение величины; [Q] – единица величины.
Правая часть уравнения представляет собой результат измерения.
