﻿12. Методы измерений
В соответствии с  ГОСТ 16263-70 метод измерений – это прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. 
Методы измерений можно классифицировать по различным признакам [3]. Известна, например, классификация по основным измерительным операциям, ориентированная на структурное описание средств измерений и поэтому важная для измерительной техники, а также для метрологии информационно-измерительных систем. Имеет распространение классификация по используемым измерительным сигналам, согласно которой методы измерений делятся на аналоговые и цифровые. 
Наиболее разработанной является классификация по совокупности приемов использования принципов и средств измерений. По этой классификации различают метод непосредственной оценки и методы сравнения. 
Сущность метода непосредственной оценки состоит в том, что о значении измеряемой величины судят по показанию одного (прямые измерения) или нескольких (косвенные измерения) средств измерений, которые заранее проградуированы в единицах измеряемой величины или единицах других величин, от которых она зависит. Это наиболее распространенный метод измерения, реализуемый в большинстве средств измерений.
Простейшими примерами метода непосредственной оценки могут служить измерения массы пружинными  весами, электрического напряжения электромеханическим вольтметром магнитоэлектрической системы, частоты импульсной последовательности методом дискретного счета, реализованным в электронно-счетном частотомере и др.
Метод сравнения – это метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Отличительной чертой метода сравнения является участие меры в процедуре измерения. Кроме того,  обязательным в методе сравнения является наличие сравнивающего устройства. Метод сравнения имеет несколько разновидностей: нулевой метод, дифференциальный метод, метод замещения и метод совпадений.
Нулевой метод (или метод полного уравновешивания) – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и встречного воздействия меры на сравнивающее устройство сводят к нулю. Пример нулевого метода – взвешивание на рычажных равноплечих весах, когда воздействие на весы массы mх полностью уравновешивается массой гирь mо (рис. 4.2, а).                                             
                     
Рис. 4.2. Методы сравнения [4]
Нулевой метод широко используется при измерении электрического сопротивления, емкости и индуктивности с помощью уравновешенного моста, а также при измерении э.д.с. с помощью компенсаторов (потенциометров). 
При дифференциальном методе полное уравновешивание не производят, а разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, отсчитывают по шкале прибора. Примером может служить измерение массы на равноплечих рычажных весах, когда воздействие массы mх на весы частично уравновешивается массой гирь mх, а разность масс отсчитывается по шкале весов, градуированной в единицах массы (рис.4.2,   б).  В этом случае значение измеряемой величины mх  = mо + Δm, где Δm – показания весов.
Метод замещения – метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину периодически замещают известной величиной до тех пока показания средства измерений не станут одинаковыми. Например, взвешивание массы на пружинных весах производят в два приема. Вначале на чашу весов помещают взвешиваемую массу и отмечают положение указателя весов; затем массу mх замещают массой гирь mо, подбирая ее так, чтобы указатель весов установился точно в том же положении, что и в первом случае. При этом ясно, что mх  = mо (рис. 4.2, в).   
Из всех разновидностей метода сравнения метод замещения наиболее точен, т.к. при замене измеряемой величины известной никаких изменений в состоянии и действии измерительной установки не происходит, вследствие этого погрешность в показаниях измерительных приборов не влияет на результаты измерений. Его часто применяют для измерения параметров электрических цепей (сопротивления, емкости, индуктивности) при помощи измерительного моста с поочередным включением измеряемого и регулируемого образцового элемента в одно и то же плечо моста (рис. 4.3):

                                       
 Рис. 4.3. Схема измерений методом замещения

В методе совпадений разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой измеряют, пользуясь совпадением отметок шкал или периодических сигналов. Этот метод широко используется в практике неэлектрических измерений (например, измерение линейных размеров при помощи штангенприборов по совпадению отметок основной и нониусной отметок шкал; измерение числа оборотов вала подбором такой частоты вспышек света стробоскопа, чтобы метка, нанесенная на вал, казалась наблюдателю неподвижной).

