nominalnie równe nic muszą być faktycznie równe. Ponownie równoważymy dobierając odpowiednio masę odważników. Wynik dokładny otrzymuje się jako Średnią geometryczną mas zapewniających równowagę w pierwszym i drugim przypadku 1 Podobnie można przestawiać miejscami rezystory mierzony i wzorcowy o nominalnie równych rezystancjach w mostku Whcatslonć'a.
Niekiedy mówi się o cyfrowej metodzie pomiaru. Taki punkt widzenia nie mieści się w przyjętej tu logice. Cyfrowa technika pomiaru rozwiązuje bowiem zagadnienie automatyzacji pomiaru i jako taka nie proponuje nowych i innych metod: najczęściej realizuje metodę jednoczesnego porównania ze wzorcem, tyle że komparacja realizowana jest samoczynnie i wynik w postaci liczbowej otrzymywany jest automatycznie (bez udziału człowieka). Ale np. termometr cyfrowy nie realizuje komparacji, bo w nim nie ma z zasady wzorca temperatury
Wybór fizycznej zasady pomiaru oznacza wybór zjawiska fizycznego, za pomocą którego dokonane zostanie mierzenie Oznacza to w praktyce wybór przyrządów pomiarowych o odpowiedniej konstrukcji, ponieważ one budowane są na odpowiedniej, fizycznej zasadzie pomiaru. Wybór zasady pomiaru zależy przede wszystkim od tego, jaką wielkość będziemy mierzyć i jaką metodą, ale również od tego, jakie są okoliczności wykonywania pomiaru.
Przykład. Pomiar temperatury w pomieszczeniu możemy wykonać stosując termometr cieczowy Ale już do pomiaru temperatury przyrządu (elementu) półprzewodnikowego, ze względu na jego małe rozmiary, nie nadaje się taki termometr i można szukać rozwiązania np na zasadzie radiacyjnej, bo każde ciało o danej temperaturze emituje promieniowanie elektromagnetyczne charakterystyczne dla tej temperatury. Gdyby jednak miała być zmierzona temperatura w wybranym punkcie przyrządu półprzewodnikowego, trzeba by skomplikować budowę termometru radiacyjnego, lak aby on „patrzał punktowo" na wybraną powierzchnię, ale zasada liryczna pozostałaby ta sama. Można by też szukać rozwiązania zadania pomiarowego na innej zasadzie, np wykorzystać zmianę właściwości elektrycznych półprzewodnika pod wpływem temperatury. W tym ostatnim przypadku moglibyśmy zmierzyć nawet temperaturę cienieniu elektrycznie czynnego, o co mogłoby nam chodzić, elementu, do którego na ogól nic ma bezpośredniego dostępu. Przykłady prezentują różne zasady fizyczne pomiaru temperatury realizujące zawsze tę samą metodę - metodę nicjcdnoczesncgo porównania ze wzorcem. Gdyby klórąś z tych zasad zrealizowano wprowadzając cyfrową technikę pomiaru, to nie zmieniłoby to istoty ani danej zasady, ani metody pomiaru. Zmieniłaby się technika pomiaru: automatycznie realizowane byłyby pewne funkcje składające się na mierzenie
Wybierając metodę pomiaru i zasadę fizycznej jej realizacji pomiarowiec bierze pod uwagę przede wszystkim planowaną dokładność potrzebnych wyników pomiaru, następnie w jakim zakresie pomiarowym mieści się wielkość mierzona, jaka jest moc badanego zjawiska, czyli moc dostępnego sygnału emitowanego przez zjawisko (jeżeli wielkość mierzona charakteryzuje zjawisko energetyczne), warunki fizyczne wykonywania pomiaru, czas dopuszczalny na wykonanie pomiaru, konieczność rejestracji i automatyzacji Wszystkich takich oczekiwań nie da się zaspokoić w sposób równocześnie najlepszy, np. im szybciej trzeba mierzyć (czas pomiaru krótki), tym z zasady wyniki pomiaru są mniej dokładne Podejmowane decyzje są kompromisem. Najczęściej nadrzędnym wymaganiem jest postulowana dokładność, a ona też ma dominujący wpływ na koszty realizacji pomiaru. Z tego względu należy krytycznie oceniać postulowaną dokładność (czy na prawdę jest potrzebna?!), bo wymagania dużej dokładności nie są spełniane za darmo
1.4.4. Wyniki i interpretacja metrologiczna
Z doświadczenia pomiarowego otrzymujemy wyniki odczytania wskazań przyrządów, wyniki wskazań ewentualnych przyrządów pomocniczych (np termometru) oraz
wyniki obserwacji okoliczności, w których wykonywano pomiary Są to liczbowe oraz jakościowe wyniki obserwacji danego doświadczenia pomiarowego Odczytane wyniki liczbowe wskazań przyrządów nazywają się surowymi wynikami pomiaru Z zasady dążymy do nadmiaru surowych wyników, ponieważ w takim zbiorze (a ściślej we właściwościach takiego zbioru) mogą ujawnić się zjawiska, nad którymi nie panujemy albo które moglibyśmy przeoczyć, co mogłoby być źródłem niekontrolowanego błędu Nadmiar wykorzystujemy do poprawiania i oceny dokładności. Wykonujemy zadanie podobne do filtracji, ale taki filtr w ogólnym przypadku nie istnieje. Filtr taki musiałby być projektowany do każdego doświadczenia pomiarowego, ponieważ nie da się sformułować recept postępowania przydatnych ogólnie: potrzebny tok działań jest niealgorytmowalny Musimy być świadomi sytuacji, że obserwujemy skutki działania zjawisk (najważniejsze z nich wskazania przyrządów'), a na tej podstawie sądzimy o przyczynie (czyli właściwościach badanego zjawiska). Jest to związek niejednoznaczny: dany skutek może mieć wiele przyczyn (choćby cząstkowych). Gdy wyróżniamy jedną, to zapewne jest ona tylko dominującą spośród wielu Nie można zapominać, że wskazanie każdego przyrządu pomiarowego ma taką dominującą przyczynę - wielkość mierzoną Tak są budowane przyrządy, aby ich wskazania były możliwie niewrażliwe na działania innych wielkości niż mierzona, co osiąga się tylko w przybliżeniu. Jedynie człowiek (a nie automat!) potrafi stawiać odpowiednie pytania, inicjować odpowiednie działania, na podstawie których może wykryć prawdziwy związek skutek-przyczyna i nadać właściwy sens odczytanym wskazaniom przyrządów i wynikom obserwacji
Działania, na które składają się analiza otrzymanych surowych danych doświadczalnych i potrzebne do takiej analizy rachunki, nazywamy opracowaniem wyników pomiaru, a jako rezultat otrzymujemy końcowy wynik pomiaru o większej wiarygodności i o pełniejszej interpretacji niż każdy z surowych wyników osobno, nawet wówczas gdyby taki końcowy wynik pomiaru pokrywał się liczbowo z jednym z wyników surowych. Istotnym składnikiem tych działań jest ocena dokładności wyrażana za pomocą liczbowej miaiy cechy przeciwnej - niepewności. Środkiem technicznym oceny dokładności jest rachunek błędów, ale z interpretacji surowych danych wyniknie, jakie rachunki wykonamy, a z tego następnie wyniknie - jaki nadamy sens fizyczny końcowym wynikom pomiaru. Interpretacja metrologiczna zatem jest produktem pełnej analizy tych wszystkich okoliczności, w rezultacie których motemy wskazać wartość wcześniej zdefiniowanej miary wielkości mierzonej I liczbową ocenę możliwej rozbieżności.
Podsumowując powyższy wywód można powiedzieć: liczba otrzymana z analizy surowych wyników pomiaru wraz z oceną niepewności jest końcowym wynikiem pomiaru zinterpretowanym metrologicznie i wyraża w odpowiednich jednostkach wartość liczbową miary wielkości mierzonej zdefiniowanej dla danego obiektu za pomocą podstawowego układu warunków. Zinterpretowanie metrologiczne oznacza, że inny pomiarowiec, w dowolnym czasie, na podstawie składających się na interpretację danych byłby w stanie powtórzyć doświadczenie pomiarowe używając innych środków technicznych i otrzymać wynik pomiaru różny nieistotnie, tzn. otrzymać wynik zgodny z charakterystyką podanej niepewności. Oznacza to, że poprawna i pełna interpretacja metrologiczna zapewnia odtwarzalność wyniku pomiaru zgodnie z charakterystyką niepewności takiego wyniku.
Poznawcza lub techniczna ocena obiektu (np sformułowanie diagnozy) na podstawie otrzymanych wyników pomiaru zinterpretowanych metrologicznie nie należy już do pomiarowca, choć nie muszą być te role rozdzielone Użytkownik wyników powinien jednak znać sens działań składających się na proces pomiarowy i sens fizyczny liczb otrzymywanych z pomiaru.
21
Zależność wynika z analizy równowagi momentów siły działających na nierównych ramionach wagi dla pierwszego i drugiego równoważenia