ИЗМЕРЕНИЯ и МЕРЫ

«ЧЕРТЫ» ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Усть на гире обозначено «5 кг». Это её номинальное (то есть указанное, обозначенное) значение. В дей­ствительности же вес гири может быть несколько иным, например 5 килограммов и 10 граммов.

Правильна ли такая гиря? Можно ли ею пользо­ваться?

Правильность любой меры или измерительного при­бора оценивается значением их погрешности. Погрешно­стью называют разницу между номинальным и действи­тельным значениями меры, то есть между тем, что должно быть, и тем, что есть на самом деле.

Значит, в нашем случае погрешность равна 10 граммам. Это составляет 0,2% от номинального значения меры; для точных технических измерений такая гиря не годится, а для более грубых вполне подходит.

А если бы номинальное значение гири равнялось, ска­жем, 50 граммам, то погрешность в 10 граммов составила бы уже 20%, что вообще недопустимо.

В зависимости от назначения меры или измеритель­ного прибора устанавливают пределы допустимой погреш­ности. Если при поверке оказывается, что погрешность не выходит из этих пределов, мера или прибор считают­ся правильными. Чем меньше погрешность, тем мера точнее.

На рис. 9 изображена обычная чертёжная линейка. Деления на ней отстоят друг от друга на миллиметр (говорят, что «цена» деления равна одному милли­метру) . На глаз каждое деление можно разбить ещё по­полам. Значит, такой линейкой можно мерить с погрешно­стью до 0,5 миллиметра. Измерив, например, спичку, мы скажем, что её длина равна 47 миллиметрам. А на са­мом деле в ней может быть, например, 47,2 миллиметра или 46,7.

Если же нужна большая точность, пользуются штан­генциркулем (рис. 10), микрометром (рис. 11) или мини­метром (рис. 12). Всё это измерительные приборы для точного определения длины. Погрешность штангенциркуля

Не превышает 0,1 миллимет­ра, микрометра — 0,01 мил­лиметра, а миниметра — всего 0,001 миллиметра (1 микрон).

Рассмотрим ещё один признак, характеризующий измерительные приборы. Это — чувствительность.

Допустим, что нам нужно измерить вес... песчинки. Ес­ли бросить её на чашку тор­говых весов, какие мы при­выкли видеть в магазинах, то их стрелка даже не шелох­нётся — весы не почувствуют веса песчинки (рис. 13, а). Другое дело, если ту же пес­чинку положить на чашку ап­текарских весов (рис. 13, б). Под тяжестью песчинки чаш­ка сразу же опустится.

Говорят, что аптекарские весы чувствительнее торго­вых. Чем более чувствителен прибор, тем меньшую вели­чину можно измерить с его помощью.

Отметим ещё такой признак мер и измерительных при­боров, как их изменчивость. Иногда бывает так: измеряя какую-либо величину, мы всякий раз получаем близкие, но всё же не совпадающие значения. При этом измерения происходят в одних и тех же условиях и ведутся очень тщательно. В чём тут дело?

Оказывается, причина скрыта в самом измерительном приборе. Трение подвижных частей, изменение упругости пружин, тепловое расширение деталей приводят к тому,
что между отдельными показаниями прибора при одном и том же действительном значении измеряемой величины всегда наблюдается некоторая разница.

Наибольшая разница между отдельными значениями меры или показаниями измерительного прибора и назы­вается изменчивостью.

Изменчивость — это свойство самого прибора, в неё не входят ошибки и погрешности, зависящие от человека, про­изводящего измерение. А между тем такие погрешности неизбежны. Их можно снизить, так что они окажутся зна­чительно меньше изменчивости, но совершенно устранить их нельзя. Об этом стоит рассказать подробнее.