Metody měření fyzikálních veličin

Měření je soubor činností, jejichž cílem je stanovit hodnotu měřené fyzikální veličiny. Způsob, kterým měření provádíme, se nazývá metoda měření. Každá metoda měření je založena na určitém měřícím principu - např. měření teploty je založeno na principu teplotní roztažnosti kapalin (resp. termoelektrický jev), měření síly siloměrem je založeno na závislosti prodloužení pružiny na působící síle, …

Stejnou fyzikální veličinu je možné měřit různými způsoby, různými metodami. Kterou zvolíme pro konkrétní případ, závisí na druhu a povaze měřené veličiny a na tom která měřidla použijeme.

Metody měření je možné rozdělit do několika skupin:

1. přímé - metody, u nichž zjišťujeme hodnotu fyzikální veličiny přímo odečtením na stupnici použitého měřidla - měření teploty teploměrem, měření délky milimetrovým měřidlem, měření odporu kovového vodiče ohmmetrem …

2. nepřímé - metody, u nichž hodnotu fyzikální veličiny stanovíme na základě určitého fyzikálního vztahu z hodnot jiných veličin (změřených jinou metodou)

Např. měřením hmotnosti m tělesa a jeho objemu V a výpočtem podle vztahu lze určit hustotu tělesa; měřením proudu I protékajícího kovovým vodičem a napětí U mezi konci tohoto vodiče lze urči pomocí vztahu odpor kovového vodiče; ...

Jiným dělením dostáváme metody:

1. absolutní - metody poskytující hodnotu měřené veličiny přímo v příslušné jednotce - čas v sekundách, hmotnost v kilogramech, elektrický proud v ampérech, …

2. relativní (srovnávací) - měření spočívá v porovnání měřené veličiny s danou známou hodnotou veličiny téhož druhu, s tzv. normálem (etalonem). Normály jsou závaží, délková měřidla, …

Existují i další typy metody měření:

1. statické - hodnotu měřené veličiny určujeme z klidového stavu měřidla

Např. měření délky, …

2. dynamické - založeny na pohybových změnách měřícího zařízení

Např. určení tuhosti pružiny - na siloměr zavěsíme závaží známé hmotnosti, to rozkmitáme, změříme dobu kmitu a tuhost poté dopočítáme dle příslušného vztahu; …

3. substituční - měřený objekt postupně nahrazujeme normály až dosáhneme na použitém měřidle stejného účinku jako u měřeného objektu

Např. měření odporu rezistoru - rezistor neznámého odporu postupně nahrazujeme rezistory známých odporů, až obvodem prochází stejný elektrický proud jako při zapojení rezistoru o neznámém odporu; …

4. kompenzační metody - účinek měřeného objektu vyrovnáváme (kompenzujeme) stejně velkým účinkem normálu, ale opačného znaménka

Např. vážení na rovnoramenných vahách, …

Při měření postupujeme zpravidla ve třech krocích:

1. příprava měření - seznámit se s poznatky, které se týkají měřené veličiny, zvolit vhodný postup měření a odpovídající metodu měření, vybrat potřebná měřidla a naučit se s nimi pracovat, zvážit vnější podmínky a jejich případný vliv na výsledky měření (teplota a tlak vzduchu, mechanické otřesy, tření, …), naplánovat postup měření, …

2. vlastní měření

3. zpracování výsledků měření