Виды методов измерений

Рефераты, курсовые, дипломные, контрольные (предпросмотр)

Тип: Курсовая работа. Файл: Word (.doc) в архиве zip. Категория: Физика, астрономия
Адрес этого реферата http://referat-kursovaya.repetitor.info/?essayId=3040 или
Загрузить
В режиме предпросмотра не отображаются таблицы, графики и иллюстрации. Для получения полной версии нажмите кнопку «Загрузить». Рефераты, контрольные, дипломные, курсовые работы предоставляются в ознакомительных целях, не для плагиата.
Страница 2 из 3 [Всего 3 записей]« 1 2 3 »

Разностный метод получает все более широкое распостранение во мнногих областях измерений.

5.Нулевой метод

В истории развития техники точных измерений нулевой метод является одним из первых. Взвешивание грузов на рычажных весах (как равноплечих, так и неравноплечих) - это характерный пример нулевого метода измерения.

В общем виде нулевой метод заключается в следующем. Измеряемую величину сравнивают с величиной, значение которой известно. Последнюю выбирают таким образом, чтобы разность между измеряемой и известной величинами равнялась 0. Совпадение значений этих величин отмечают при помощи нулевого указателя (нуль-индикатора).

При сравнении нулевого и разностного методов можно найти между ними нечто общее. Если в разностном методе мы измеряем разность между двумя величинами, то в нулевом мы практически приводим эту разность к нулю.

По сравнению с разностным методом недостаток нулевого метода заключается в необходимости иметь средство измерений, позволяющее воспроизводить любое значение известной величины без существенного понижения точности. В большинстве случаев это бывают меры переменного значения или наборы (магазины) мер, из которых составляются сочетания, воспроизводящие величины, равные измеряемым. Классическим примером таких мер являются наборы гирь.

Практически во многих случаях метод, относимый к нулевому, оказывается скорее разностным. Так, при взвешивании на точных равноплечих весах на чашку кладут гири в убывающем порядке значения их массы. В итоге достигается такое положение, когда наложение гири с наименьшей массой заставляет стрелку весов переходить через нуль и отклоняться в другую сторону от него. В этом случае прибегают к методу интерполяции.

Интреполяцию в данном случае можно рассматривать как разностный метод. При помощи шкалы, указателя и гирьки с наименьшим значением массы иы измеряем разность между измеряемой массой и суммарной массой гирь на другой чашке.

Однако нулевой метод обладает и существенным преимуществом по сравнению с разностным. При использовании разностного метода требуется мера, значение которой близко к значению измеряемой величины. Для измерения нулевым методом можно применять меры, во много раз меньшие этой величины. Например, в различных весах для взвешивания больших масс гиря 1 кг уравновешивается 100; 1000 кг и более. Достигается это с помощью неравноплечих рычагов, применение которых позволяет значительно расширить возможности нулевого метода.

Изменение известной величины, служащей для сравнения, не всегда удобно и возможно.Поэтому для осуществления нулевого метода поступают следующим образом. Используя постоянную по значению величину, изменяют эффект ее действия путем изменения плеча, к которому она приложена. Можно привести следующие примеры. Для взвешивания применяют безмен, на одном плече которого помещена гиря. Гиря передвигается вдоль плеча. Чем больше взвешиваемый груз, тем дальше от точки опоры следует отодвинуть гирю. На плече нанесена шкала, указывающая значение уравновешенного груза. Аналогичное устройство имеют многие так называемые шкальные весы: от небольших - почтовых и детских до больших - автомобильных и вагонных.

В электрических измерениях широко примненяются мосты для измерения сопротивления, индуктивности и емкости. На рис.3 показана схема моста для измерения сопротивления x. Схема состоит из трех сопротивлений с известными значениями r1; r2; r3, нулевого индикатора - гальванометра G и источника тока Б. Изменяя одно из сопротивлений r, добиваются, чтобы указатель гальванометра не смещался с нуля. Это может быть только тогда, когда между точками 2 - 4 нет разности потенциалов, или, другими словами, падение напряжения между точками 1 - 2 равно падению напряжения между точками 1 - 4. Как следствие падения напряжения между точками 2-3 и 3-4 также равны между собой. На основании этих равенств получают формулу x/r2=r1/r3 или x=(r1*r2)/r3. В таком мосте изменяется известное сопротивление.

6.Метод совпадения

Этот метод характеризуется использованием совпадения отметок шкал или периодических сигналов. Приложим линейку с миллиметровыми делениями к линейке с дюймовыми делениями и совместим их нулевые отметки. При этом обнаружим, что точно совпадают отметки, соответствующие 127 мм и 5 дюймам; 254 мм и 10 дюймам и т.д. Отсюда можно определить, что 1 дюйм=25,4 мм.

По принципу метода совпадения построен нониус штангенциркуля и ряда других приборов. Шкала нониуса штангенциркуля имеет десять делений по 0,9 мм. Когда нулевая отметка шкалы нониуса окажется между отметками основной шкалы штангенциркуля, это будет означать, что к целому числу миллиметров следует прибавить некоторое число x десятых долей миллиметра (x*0,1). Для определения числа x находим отметку шкалы нониуса, совпадающую с какой-либо отметкой основной шкалы (Рис.4). Пусть такой отметкой будет n-я шкалы нониуса. Так как измеряемая дробная часть миллиметра 0,1 x равна разности между целым числом миллиметров по основной шкале штангенциркуля (n мм) и расстоянием по шкале нониуса от нулевой до совпадающей отметки, равного n*0,9 мм, можно написать

Следовательно, порядковый номер совпадающей отметки нониуса непосредственно дает число десятых долей миллиметра. На рисунке 4 n=7 и 0,1 x = = 0,7 мм.

Метод совпадения применяется также при приеме сигналов времени. По радио передаются ритмические сигналы ( имеются в виду не 6 сигналов), с которыми сравнивают удары хронометра. Если бы интервал между передававемыми ритмическими сигналами был равен 1 с, то они могли бы не совпадать с сигналами хронометра во всем промежутке времени передачи, а сравнение хода часов с передаваемыми сигналами было бы оченть неточно. Поэтому ритмические сигналы передаютя через интервалы времени 1/60 короче секунды. Другими словами, число сигналов в течение 1 минуты равно 61. Ритмические сигналы подаются в количестве 5 серий в течение 5 мин (всего 306 сигналов) и являются "нониусом" времени. При одновременном прослушивании ритмических сигналов и сигналов от часов с секундным маятником отмечают совпадающие сигналы. Погрешность часов вычисляют по интервалам времени между совпадающими сигналами. Принцип совпадения сигналов лежит также в основе методов измерений, в которых используются явления биений и интерференции, а также стробоскопический эффект.

7.Преобразование измеряемой величины как косвенные измерения

При косвенных измерениях результат определяется на основании измерений величин, связанных с измеряемой величиной известной зависимостью. При этом в качестве примеров рассматривались случаи, когда закономерная зависимость выражалась строго математически. Однако строгая закономерность зависимости между величинами может быть неизвестна, хотя и известно, что такая зависимость существует. Например, известно, что электродвижущая сила термопары зависит от температуры. Определить эту зависимость на основании известных нам законов физики мы не можем даже для одной и той же пары металлов. На эту зависимостиь влияют малейшие отклонения в составах сплавов и технология их обработки. В этих случаях нужную нам зависимость мы можем определить методом совместных измерений. И не только определить, но и исследовать, и изучить постоянство и воспроизводимость этой зависимости влияния на нее внешних воздействий. Когда зависимость одной величины от другой будет нам хорошо известна, мы имеем возможность измерять нужную нам величину на основании измерений других величин, связанных с измеряемой известной зависимостью.

Описанные измерения следует также отнести к косвенным измерениям как одну из его разновидностей. Разновидностью косвенных измерений является также случай нахождения значения измеряемой величины путем прямых измерений компонентов известной формулы, определяющей ее зависимости от этих компонентов. Эта разновидность косвенных измерений относится к случаю нахождения значения измеряемой величины по ее зависимости от других величин, определяемой путем совместных измерений. Вторая разновидность косвенных измерений может рассматриваться так же, как измерение путем преобразования измеряемой величины в другую, по природе своей существенно отличающуюся от измеряемой, но связанную с ней устойчивой зависимостью.

RSSСтраница 2 из 3 [Всего 3 записей]« 1 2 3 »


При любом использовании материалов сайта обязательна гиперссылка на сайт «Репетитор».
Разработка и Дизайн компании Awelan
www.megastock.ru
Проверить аттестат