Основные принципы измерений

Объекты измерений

Информация, получаемая в результате измерения, может содержаться в объекте измерения в двух формах — пассивной или активной.

Пассивной информацией называют совокупность сведений, заключенных в том, как устроен объект. Примером такой информации является информация, содержащаяся в фотографии или перфокарте, а также значение сопротивления резистора.

Активная информация имеет форму энергетической характеристики того или иного явления. Такие информационные энергетические явления называются сигналами. Примерами сигналов служат электрические, оптические и акустические явления, используемые для передачи информации.

Доступа к пассивной информации нет, пока она не преобразована в активную форму. Для того чтобы сделать это, необходим какой-то источник энергии, например, освещение фотографии или пропускание электрического тока через измеряемый резистор. С помощью энергии этого источника пассивная информация, имеющаяся в объекте измерения, отображается в электрические явления. Пассивная информация становится активной, например, в виде света, отраженного от фотографии. После этого активную информацию можно регистрировать имеющимися техническими средствами, то есть с помощью измерительной системы.

Для проведения измерений с пассивными объектами, то есть в случае, когда измерительная информация, которую предстоит получить, содержится в объекте в пассивной форме, необходим внешний источник энергии, чтобы активизировать соответствующие пассивные свойства данного объекта. Этот внешний источник энергии оказывает воздействие на объект измерения, который, в свою очередь, так или иначе, откликается на него. Если известно воздействие, то для того, чтобы узнать свойства объекта, нужно лишь измерить отклик. Фактически отклик содержит активную информацию, как об измеряемом объекте, так и о воздействии. Если воздействие не известно, то для извлечения той части пассивной информации, которая активизирована данным воздействием, необходимо осуществить измерение, как отклика, так и самого воздействия. Эта схема показана на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема измерения пассивного объекта

Предположим, что с помощью используемых для измерения технических средств, то есть с помощью измерительной системы, мы можем определять отношение двух физических величин при условии, что они имеют одну и ту же физическую размерность. Однако не всегда воздействие и отклик обязательно должны иметь одинаковую физическую размерность. Поэтому нам необходим эталон, который характеризуется точно известным соотношением между воздействием и откликом.

Для активного объекта, то есть в случае, когда информация, которую предстоит получить об измеряемом объекте, активна, не требуется возбудитель. Однако снова нам нужен эталон, чтобы для данного объекта измерить то или иное отношение. Такой эталон должен давать известный сигнал той же размерности, что и измеряемый сигнал. Примером пассивных эталонов являются калибровочные резисторы, а примером активных эталонов могут служить источники опорного напряжения.