Способ компенсации постоянных и периодических погрешностей по знаку. При реализации этого способа процесс измерения строится таким образом, что постоянная систематическая погрешность входит в результат измерения один раз с одним знаком, а другой раз – с другим. Тогда среднее из двух полученных результатов оказывается свободным от постоянной погрешности.

Способ вспомогательных измерений применяется в тех случаях, когда воздействие влияющих величин на результаты измерений вызывает большие погрешности измерений. Тогда идут на заведомое усложнение схемы измерительной установки, включая в нее элементы, воспринимающие значение влияющих величин, автоматически вычисляющие соответствующие поправки и вносящие их в полезные сигналы, которые поступают на отсчетные или регулирующие устройства.

В настоящее время наибольшее применение нашли специальные методы измерения, использующие оборудование, специально разработанное для измерения параметров с заданными метрологическими и эксплуатационными характеристиками (тип устройства, диапазон измеряемых параметров, погрешность измерений, время подготовки к повторному опыту, ресурс работы).

Например, специальные методы измерений скоростей используют два основных принципа измерений:

– измерение смещения частоты отраженного от движущегося тела сигнала относительно частоты основного сигнала (эффект Допплера);

– измерение интервала времени между сигналами датчиков пролета пули, разнесенных на величину измерительной базы.

Допплеровские измерители скоростей представляют собой сложные и дорогостоящие измерительные комплексы (типа измерительного комплекса «Ариэль»), пригодные для измерения скоростей на участках внутренней и внешней баллистики.

Каждое средство измерений обладает своими специфическими свойствами, которые описывают характеристиками, среди которых основное место занимают метрологические характеристики. Знание метрологических характеристик необходимо для выбора средств измерения и оценивания точности результата измерений. Существуют следующие метрологические характеристики средств измерений:

– номинальная статическая характеристика преобразования (функция преобразования – функциональная зависимость между информативными параметрами выходного и входного сигнала средства измерения, ее еще называют номинальной функцией преобразования средства измерения);

– чувствительность – отношение приращения выходного сигнала средства измерения к вызвавшему это приращение изменению входного сигнала. Применительно к измерительным приборам – если их чувствительность постоянна, то шкала прибора равномерная, т. е. длина всех делений шкалы одинаковая;

– диапазон измерений – область значений измеряемой нормированной величины, для которой нормируется погрешность средства измерения. Диапазон измерений ограничен наибольшим и наименьшим значениями. Для измерительных приборов область значений шкалы ограничивают начальным и конечным значениями шкалы, называют диапазоном показаний. Может делится на поддиапазоны;

– цена деления шкалы – разность значений величины, соответствующей двум соседним отметкам шкалы. Для средств измерений, выражающих результат измерения в цифровой форме, указывают цену единицы младшего разряда, вид выходного кода и число разрядов кода;

– для оценки влияния средства измерения на режим работы объекта исследования нормируется входное полное сопротивление. При включении средства измерения в цепь оно потребляет от этой цепи некоторую мощность, что может привести к изменению режима цепи;

– допустимая нагрузка на средство измерения и погрешность передачи сигнала измерительной информации зависит от выходного полного сопротивления;

– важнейшая характеристика средства измерения – погрешность, которую оно вносит в результат измерения или, как принято говорить, погрешность средства измерения. Погрешности средств измерений зависят от внешних условий, поэтому их принято делить на основную и дополнительную. Основная – погрешность в условиях, принятых за нормальные для данного средства измерения. Дополнительная погрешность – возникает при отклонении измеряемой величины от нормальных значений;

– динамические характеристики средств измерений – характеристики инерционных свойств. Средства, определяющие зависимость выходного сигнала средства измерения от меняющихся во времени величин: параметры входного сигнала, внешних влияющих величин, нагрузки и др. В зависимости от полноты описания динамических свойств средств измерения различают полные, частные динамические характеристики. К полным динамическим характеристикам относят переходную характеристику, амплитудно-фазовую, амплитудно-частотную, передаточную функцию и т. д. Для измерительных приборов – время реакции, время установления показаний, т. е. время от момента скачкообразного изменения измеряемой величины до момента установления с определенной погрешностью показаний.

При анализе измерений следует четко разграничивать два понятия: истинные значения физических величин и их эмпирические проявления – результаты измерений.

Истинные значения физических величин – это значения, идеальным образом отражающие свойства данного объекта как в количественном, так и в качественном отношении. Они не зависят от средств нашего познания и являются абсолютной истиной.