Основы метрологии и методы измерения физических величин

 
 
ФГУП «Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский  
научно-исследовательский институт экспериментальной физики» 
 
 
 
 
 
 
 
 
С. А. Лобастов 
 
 
ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ  
И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ  
ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 
 
 
 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Саров 
2018 
 

 
 
     УДК 53.08+006.91(075.8) 
     ББК 
30.10 
 
Л68 
 
Рецензенты: С. И. Герасимов, д-р физ.-мат.наук, заведующий кафедрой «Спе-
циального приборостроениия» СарФТИ; В. М. Бельский, канд. физ.-мат.наук, 
доцент кафедры «Теоретическая и экспериментальная механика» СарФТИ; 
 
 
  Лобастов, С. А. 
 
     Л68 
Основы метрологии и методы измерения физических величин:   
            Учебное пособие / С. А. Лобастов. - Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 
2018. – 412 с.: ил. 
ISBN 978-5-9515-0406-7 
 
 
В учебном пособии дано понятие информации, перечислены формы ее 
существования; рассмотрены физические явления и эффекты, используемые 
для получения измерительной информации. Приведены основы построения 
первичных измерительных преобразователей, измерительных и информаци-
онно-измерительных систем, предназначенных для измерения электрических 
и неэлектрических физических величин, их обработки, индикации и хранения. 
Рассмотрены вопросы метрологического обеспечения при получении измери-
тельной информации и контроле качества продукции, а также основы стати-
стической проверки гипотез о свойствах эксперимента и теории корреляции. 
Учебное пособие может быть полезным при изучении дисциплины 
«Физические основы получения информации» студентами высшего профес-
сионального образования по направлению подготовки «Приборостроение» – 
12.03.01. 
 
 
 
 
УДК  53.08+006.91(075.8) 
ББК  30.10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9515-0406-7  
 
                © ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2018 

СОДЕРЖАНИЕ 
 
Список сокращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
6 
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
9 
Глава 1. Общие вопросы получения информации . . . . . . . . . . . . . . . . .  
13 
1.1. Понятие и формы существования информации. Схемы полу-
чения информации об объекте измерения и виды измерений . . . . .  
 
13 
1.2. Виды физических величин. Системы единиц физических ве-
личин. Эталонная база России . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
18 
1.3. Вопросы для тестирования по главе 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
38 
1.4. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
39 
Глава 2. Метрологические основы получения информации . . . . . . . .  
40 
2.1. Общие сведения о метрологии, основные определения и 
термины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
40 
2.2. Виды погрешностей измерений. Классы точности измеритель-
ных приборов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
45 
2.3. Систематическая и случайная погрешности измерений. 
Критерий Фишера. Понятия среднего значения, дисперсии, сред-
неквадратичного отклонения измеряемой величины. Плотность  
и законы распределения вероятности. Доверительная вероятность 
и доверительный интервал. Суммирование погрешностей . . . . . . .  
 
 
 
 
54 
2.4. Грубые погрешности. Критерии 3σ, Шарлье и Диксона. 
Правила округления результатов измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
92 
2.5. Способы повышения точности измерений и обработки 
информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
 
95 
2.6. Основы статистической проверки гипотез о свойствах экспе-
римента. Критерии Пирсона и Колмогорова . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
97 
2.7. Основы теории корреляции. Понятия условного среднего и 
выборочного коэффициента. Уравнения регрессии. Корреляцион-
ное отношение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
100 
2.8. Вопросы для тестирования по главе 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  103 
2.9. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
104 
Глава 3. Измерительная техника, как основа получения инфор-
мации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
105 
3.1. Функциональная схема информационной системы. Понятия 
источника сообщения, передатчика, источника помех, приемника 
и потребителя сообщения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
 
 
105 
3.2. Структура измерительной системы. Понятия измерительного 
преобразователя, регистрирующей аппаратуры и способов управ-
ления, устройств индикации и хранения информации, обработки 
результатов измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
 
106 

3.3. Понятие измерения физических величин. Область и объект 
измерений. Классификация измерений по принципу и физичес-
кому эффекту преобразования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
111 
3.4. Понятие и классификация средств измерений. Планирование 
и организация измерений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
114 
3.5. Понятие и основные принципы построения аналоговых и 
цифровых измерительных приборов. Цифровые информационно-
измерительные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
117 
3.6. Понятие измерительного механизма. Измерительные механизмы 
прямого действия и их основные характеристики . . . . . . . . . . .  
 
124 
3.7. Измерительные приборы уравновешивающего преобразования: 
мосты и компенсаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
 
135 
3.8. Амплитудные модуляторы и демодуляторы. Способы их 
применения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
145 
3.9. Измерительные усилители постоянного и переменного тока. 
Измерительные усилители с большим входным сопротивлением. 
Обратная связь. Операционные усилители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
156 
3.10. Вопросы для тестирования по главе 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  170 
3.11. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
171 
Глава 4. Измерение параметров электрических и магнитных величин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 

172 
4.1. Методы измерения токов и напряжений . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  172 
4.2. Измерение высоких напряжений и больших токов: шунты, 
добавочные резисторы, делители напряжений и трансформаторы; 
метод масштабного преобразования; электрофизические методы 
(газоразрядный, ускорения заряженных частиц и резонансных 
ядерных реакций) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
 
 
177 
4.3. Гальваномагнитные преобразователи на эффектах Холла и 
Гаусса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
188 
4.4. Вопросы для тестирования по главе 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  192 
4.5. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
193 
Глава 5. Физические явления и эффекты, используемые для измерения 
параметров неэлектрических величин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
195 
5.1. Общие сведения об измерениях неэлектрических величин. 
Преобразователи неэлектрических величин в электрические и их 
основные характеристики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
195 
5.2. Упругие элементы измерительных преобразователей. Особенности 
получения информации при исследовании быстропротекающих 
процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
203 
5.3. Измерение деформаций методами резистивной и рентгеноим-
пульсной тензометрии. Измерение перемещений резистивными, 
электромагнитными, емкостными, оптическими и рентгенографи-
ческим методами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
 
209 
5.4. Пьезоэлектрический, тензорезистивный, индуктивный и ем-
костной методы измерения параметров ускорений и скоростей . . .  
 
247 

5.5. Основы измерения термодинамических параметров быстро-
протекающих процессов. Пьезоэлектрический, тензометрический, 
резистивный, термо- и магнитоупругий методы измерения пара-
метров давлений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
 
263 
5.6. Метрологические основы измерения температуры. Механизмы 
передачи тепловой энергии от объекта к преобразователю. Эф-
фекты Зеебека, Пельтье и Томсона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
282 
5.7. Терморезистивный, термоэлектрический, пирометрический, 
спектрометрический, термочастотный, термометрический, термоин-
дикаторный (термокраски и индикаторы плавления) и теплови-
зионный методы измерения температуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
 
286 
5.8. Развитие электрических измерений и становление оптоэлектрони-
ки. Свет и его основные свойства. Основные элементы схем оптичес-
ких измерений. Особенности построения измерительных систем с во-
локонно-оптическими датчиками и перспективы их развития . . . . . . .  
 
 
 
325 
5.9. Колебания и волны в информационно-измерительной технике. 
Лазерные и радиоинтерферометры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
353 
5.10. Ионизационные излучения. Преобразователи ионизационных 
излучений: ионизационная камера, газоразрядные счетчики, сцин-
тилляционные и полупроводниковые детекторы . . . . . . . . . . . . . . .  
 
 
365 
5.11. Вопросы для тестирования по главе 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  379 
5.12. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
383 
Глава 6. Методы контроля качества продукции . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  390 
6.1. Контроль геометрических размеров изделий . . . . . . . . . . . . . . .  391 
6.2. Определение плотности и разноплотности деталей . . . . . . . . . .  394 
6.3. Контроль дефектности внутренней структуры объектов иссле-
дований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
 
398 
6.4. Вопросы для тестирования по главе 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  400 
6.5. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
401 
Приложение 1. Значение функции Ф(Х) = 
2
2
0
1
2
t
x
e
dt
−
π ∫
 . . . . . . . . . . .  402 
Приложение 2. Закон распределения Стьюдента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  403 
Приложение 3. Значения критерия Пирсона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  404 
Приложение 4. Значения критерия Колмогорова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  404 
Приложение 5. Термоэлектродвижущие силы термопар . . . . . . . . . . . . . . .  405 
Приложение 6. Физические константы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  406 
Приложение 7. Соотношения между физическими величинами и коэф-
фициенты перехода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
 
407 
Приложение 8. Основные реперные (постоянные) точки МПТШ-90 . . . .  
408 
Приложение 9. Единицы SI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409 
 

СПИСОК  СОКРАЩЕНИЙ 
 
АП 
– аналоговый преобразователь; 
АЦП 
– аналого-цифровой преобразователь; 
АЧХ 
– амплитудно-частотная характеристика; 
ВЗК 
– взрывозащитная камера; 
ВВ 
–взрывчатое вещество; 
ВОЛС 
– волоконно-оптическая линия связи; 
ВС 
– взрывчатый состав; 
ВТУ 
– вспомогательные технические устройства; 
ВУВ 
– воздушная ударная волна; 
ГАП 
– границы абсолютных погрешностей; 
ГИС 
– гибкая измерительная система; 
ГСП 
– Государственная система промышленных прибо-
ров и средств автоматизации; 
ГКМВ 
– Генеральная конференция по мерам и весам; 
ГМКП 
– гальваномагнитокомбинационные преобразователи; 
ЕИП 
– емкостной измеритель перемещений; 
ЕСЕ 
– естественная система единиц «гравитационная по-
стоянная, скорость света в вакууме, постоянная 
Планка, постоянная Больцмана, число Авогадро, 
заряд электрона, масса покоя электрона»; 
ИВК 
– измерительно-вычислительный комплекс; 
ИИС 
– информационно-измерительная система; 
ИК 
– инфракрасный; 
ИМ 
– измерительный механизм; 
ИС 
– измерительная система; 
ИФВ 
– Институт экспериментальной газодинамики и фи-
зики взрыва ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ»; 
КПД 
– коэффициент полезного действия; 
КД 
– конструкторская документация; 
МКГСС 
– система единиц «метр, килограмм-силы, секунда»; 
МНК 
– метод наименьших квадратов; 
МТС 
– система единиц «метр, тонна, секунда»; 
МУЭ 
– механические упругие элементы; 
МХ 
– метрологическая характеристика; 
НИР 
– научно-исследовательская работа; 
НИЯУ-МИФИ 
– научно-исследовательский ядерный университет – 
Московский инженерно-физический институт; 
НСП 
– неисключенная систематическая составляющая 
погрешности измерений; 
НРС 
– нейтронная резонансная спектроскопия; 
НСХ 
– номинальные статические характеристики преоб-
разования термопар; 

НЭ 
– нормальный элемент; 
ОЗУ 
– оперативное запоминающее устройство; 
ОИ 
– объект испытаний (исследований); 
ОКР 
– опытно-конструкторская работа; 
ОМС 
– оптико-механическое сканирование; 
ООО 
– общество с ограниченной ответственностью; 
ООС 
– отрицательная обратная связь; 
ОС 
– обратная связь; 
ОУ 
– операционный усилитель; 
ПА 
– пьезоакселерометр; 
ПВДФ 
– поливинилинденфторид (сегнетоэлектрический по-
лимер); 
ПЗС 
– прибор с зарядовой связью; 
ПИ 
– приемник излучения; 
ПТИ 
– показатель тепловой инерции; 
ПИП 
– первичный измерительный преобразователь; 
ПРШ 
– практически равномерная шкала; 
ПТР 
– полупроводниковый терморезистор; 
ПЭ 
– пьезоэлемент; 
ПЭВМ 
– персональная электронно-вычислительная машина; 
РИ 
– рентгеновское излучение; 
СГС 
– система единиц «сантиметр, грамм, секунда»; 
СГСЛ 
– система световых единиц; 
СГС°С 
– система тепловых единиц; 
СГСР 
– система единиц радиоактивности и ионизирую-
щих излучений; 
СГСЭ 
– электростатическая система единиц; 
СГСМ 
– электромагнитная система единиц; 
СарФТИ 
– Саровский физико-технический институт; 
СИ 
– средство измерений; 
СКО 
– среднеквадратическое отклонение; 
СНШ 
– существенно неравномерная шкала; 
ССГ 
– составной стержень Гопкинсона; 
СФР 
– скоростной фоторегистратор; 
СШ 
– степенная шкала; 
ТА 
– тензоакселерометр; 
ТКС 
– температурный коэффициент сопротивления; 
ТР 
– тензорезистор; 
ТП 
– термоэлектрический преобразователь (термопара); 
ТС 
– термометр сопротивления (термосопротивление); 
ТТШ 
– термодинамическая температурная шкала; 
ТЭ 
– тротиловый эквивалент; 
ТЭДС 
– термоэлектродвижущая сила; 
УВ 
– ударная волна; 
УПТ 
– усилитель постоянного тока; 
УСФ 
– установка скоростная фоторегистрирующая; 

ФВ 
– физическая величина; 
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» 
– Федеральное Государственное унитарное пред-
приятие «Российский Федеральный ядерный центр – 
Всероссийский научно-исследовательский институт 
экспериментальной физики»; 
ФПУ 
– фотоприемное устройство; 
ФУВ 
– фронт ударной волны; 
ФЭУ 
– фотоэлектронный умножитель; 
ЦАП 
– цифроаналоговый преобразователь; 
ЧЭ 
– чувствительный элемент; 
ЭВМ 
– электронно-вычислительная машина; 
ЭД 
– эксплуатационная документация; 
ЭДС 
– электродвижущая сила; 
ЭОП 
– электронно-оптический преобразователь; 
SI 
– международная система единиц. 
 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Со времен глубокой древности основным методом получения информации 
об окружающем мире были измерения. Это в равной степени относится 
как к науке и технике, так и к другим областям существования современного 
общества. Измеряется все: количество собранного урожая и выпущенных автомобилей, 
количество произведенной электрической энергии и тепла, число 
родившихся и умерших людей и т. д.  
Однако для того чтобы правильно разобраться в том, что же такое измерение, 
необходимо понять и осмыслить суть физических явлений, использующихся 
при выполнении измерений; усвоить большое количество специальных 
терминов; изучить способы проектирования первичных измерительных 
преобразователей (ПИП) и датчиков, основы метрологии и построения 
информационно-измерительных систем. Только в этом случае возможно эффективное 
использование измерительной техники и широкое ее применение в 
различных областях деятельности человека. 
Значение измерительной техники в современных условиях непрерывно 
возрастает. Она решает огромный круг задач, связанных со сбором, обработкой, 
передачей, хранением, поиском и выдачей разнообразной информации, 
полезной для человека или необходимой для управления каким-либо оборудованием. 
Измерительная техника предназначена для получения путем измерений 
с помощью специальных технических средств количественной оценки 
состояния материального объекта через сравнение его параметров с мерой. 
Средства измерений (СИ) играют наиболее важную роль при проведении измерений, 
являющихся важнейшим фактором познания окружающего мира.  
Развитие науки и промышленности стимулирует развитие измерительной 
техники, а ее новые достижения, в свою очередь, оказывают влияние на развитие 
многих отраслей науки и промышленности. По существу ни одно экспериментальное 
научное исследование или процесс производства не могут 
обойтись без измерений в той или иной форме, т. е. без получения необходимой 
измерительной информации, т. е. информации, получаемой путем измерений 
контролируемых параметров. При этом широко применяются механи-
ческие, электрические, магнитные, оптические и другие методы измерений.  
В связи с интенсификацией и автоматизацией производственных процессов, 
расширением требований и усложнением научных экспериментов существенно 
изменились требования к СИ, связанные, главным образом, с переходом 
к получению и использованию результатов не отдельных измерений, а 
потоков измерительной информации. Часто необходимо получать информацию 
о сотнях и тысячах однородных или разнородных измеряемых физических 
величинах (ФВ), часть из которых может быть недоступной для прямых 
измерений. Причем, получение всего объема измерительной информации и ее 
обработка (иногда по довольно сложным алгоритмам) должны выполняться за 
ограниченное время. Решением этой проблемы было создание нового класса 
средств измерений – измерительных систем (ИС) и информационно-измери-

тельных систем (ИИС), предназначенных для автоматического сбора и обработки 
измерительной информации. В состав ИС (или ИИС) могут входить 
ПИП, образцовые меры, измерительные цепи, коммутационные и сканирующие 
устройства, функциональные преобразователи, устройства кратковре-
менной и долговременной памяти, средства вычислительной техники, выход-
ные устройства и т. д. В большинстве современных ИС и ИИС используются 
унифицированные функциональные узлы и блоки с типовым метрологиче-
ским и программным обеспечением, являющиеся основой Государственной 
системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), куда вхо-
дят несколько агрегатных комплексов с блочно-модульным принципом по-
строения систем и унификацией сигналов для передачи и обработки измери-
тельной, контрольной или командной информации, а также с унификацией 
параметров питания, конструктивных размеров блоков и условий эксплуатации.  
Нельзя не отметить роль метрологии в деле совершенствования методов  
и средств измерений. Современная метрология превратилась в науку о точно-
сти измерений и единстве мер. Востребованными оказались теория измерений 
и теоретические основы измерительной техники.  
К настоящему времени опубликовано достаточно много книг, моногра-
фий, докладов на конференциях и статей в научных журналах, посвященных 
физическим основам и методам получения измерительной информации.  
В этой книге автор попытался обобщить имеющуюся по основам метрологии 
и методам измерений ФВ информацию, сделав акцент на примерах практиче-
ского применения аппаратуры при измерении электрических и неэлектриче-
ских ФВ при проведении экспериментальных исследований. 
Основой данного учебного пособия послужило учебное издание «Физи-
ческие основы информатики быстропротекающих процессов», автором кото-
рого является д-р. физ.-мат. наук Огородников В. А., дополненное материала-
ми лекций по курсу «Физические основы получения информации», читаемому 
автором в течение последних семи лет студентам физико-технического фа-
культета Саровского физико-технического института (СарФТИ), являющегося 
филиалом научно-исследовательского ядерного университета – Московского 
инженерно-физического института (НИЯУ-МИФИ). Кроме того, при его под-
готовке использовалась информация, содержащаяся в ряде опубликованных 
изданий, таких, например, как: Шишмарев В. Ю. «Физические основы полу-
чения информации», 2010 г.; Туричин А. М. «Электрические измерения не-
электрических величин», 1966 г.; Астайкин А. И. «Основы оптоэлектроники», 
2001 г.; Михайлов А. Л. «Невозмущающие методы диагностики быстропротекающих 
процессов», 2015 г.; Жерноклетов М. В. «Методы исследования 
свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках», 2003 г.; Новиков 
Г. А. «Основы метрологии», 2010 г.; Пустовая О. А. «Электрические 
измерения», 2010 г. и др. авторов, а также из Интернета. 
Целью учебного пособия является ознакомление студентов по направлению 
подготовки «Приборостроение – 12.03.01» с основными вопросами теории 
и практики физических основ получения измерительной информации как 
науки о явлениях и эффектах, используемых для регистрации, передачи, обработки, 
индикации и хранения результатов измерений, а также о методах измерений 
и способах построения ИС и ИИС.  

В главе 1 учебного издания рассмотрены: понятие информации и формы 
ее существования; схемы получения информации об объекте измерения (ОИ) 
и виды измерений; приведены виды ФВ и системы единиц ФВ; даны краткие 
сведения об эталонной базе России. 
Глава 2 посвящена метрологическим основам получения измерительной 
информации, включающим определения, терминологию и способы представ-
ления результатов измерений с учетом погрешностей и доверительных интер-
валов. В ней рассмотрены виды погрешностей измерений и законы распреде-
ления вероятности; способы суммирования погрешностей и правила округле-
ния результатов измерений; методы повышения точности измерений и обра-
ботки информации; даны краткие сведения об основах статистической 
проверки гипотез о свойствах эксперимента и основы теории корреляции. 
В главе 3 приведены сведения о принципах построения аналоговых  
и цифровых измерительных приборов, структуре ИС и ИИС, их основных эле-
ментах (ПИП и устройствах передачи, регистрации, индикации, обработки, 
хранения и обработки); о классификации измерений по принципу действия, 
физическому эффекту преобразования, виду, назначению и способу использо-
вания. Кроме того, даны понятия измерительного механизма (ИМ) и краткое 
описание измерительных приборов уравновешивающего преобразования 
(мостов и компенсаторов), амплитудных модуляторов и демодуляторов, изме-
рительных усилителей постоянного и переменного тока. 
В главе 4 изложены методы измерения малых напряжений, токов и заря-
дов магнитоэлектрическими и электростатическими приборами; методы из-
мерения высоких напряжений и больших токов (газоразрядный, ускорения 
заряженных частиц и резонансных ядерных реакций, с использованием шун-
тов, добавочных резисторов, делителей, трансформаторов и метода масштаб-
ного преобразования), а также рассмотрены гальваномагнитные преобразова-
тели на эффектах Гаусса, Холла и магниторезистивном. 
Глава 5 посвящена физическим явлениям и эффектам, используемым для 
измерения параметров неэлектрических величин при исследовании быстро-
протекающих процессов. Здесь приведены общие сведения об измерениях не-
электрических ФВ кинематических (деформации и перемещения, скорости  
и ускорения) и термодинамических (давления и температуры) процессов раз-
личными методами, в том числе волоконно-оптическими датчиками, радио-  
и лазерными интерферометрами; о конструкциях преобразователей неэлек-
трических величин и их основных характеристиках; о методах измерения па-
раметров ионизационных излучений.  
В главе 6 рассмотрены методы контроля качества продукции (геометри-
ческих размеров, плотности, разноплотности и дефектности внутренней 
структуры), которые применяют при производстве деталей из взрывчатых со-
ставов (ВС). 
В конце каждой главы имеются вопросы для тестирования, а также спи-
сок литературных источников и публикаций, которые будут полезны для до-
полнительного изучения курса «Физические основы получения информации».  
В приложениях 1–9 приведены наиболее часто употребляемые физиче-
ские константы и другая полезная информация. 

В книге использованы иллюстративные материалы и результаты экспери-
ментальных исследований, полученные совместно с (или любезно предостав-
ленные) Базаровым Ю. Б., Баженовым А. А., Богдановым Е. Н., Борисен-
ком В. А., Вишневецким Е. Д., Гордеевым А. Ю., Губачевым А. В., Глушихи-
ным В. В., Демидовым Ал. А, Жерноклетовым М. В., Жиембетовым А. К., 
Калашниковым Д. А., Кальмановым А. В., Ловягиным Б. М., Мармыше-
вым В. В., Назаровым Д. В., Олейниковым И. В., Седовым А. А., Симако-
вым В. Г., Сыруниным М. А., Финюшиным С. А., Яровиковым В. И. и др., 
которым автор признателен за многолетнее плодотворное сотрудничество  
и неоценимую помощь при создании методического аппарата и проведении 
измерений. 
Особую благодарность автор выражает доктору физико-математических 
наук Герасимову С. И. и кандидату физико-математических наук Бельско-
му В. М. за полезные советы и замечания, сделанные ими при рецензиро-
вании книги. 

Глава 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ 
 
1.1. Понятие и формы существования информации.  
Схемы получения информации об объекте измерения и виды измерений 
 
Одним из самых важных способов познания окружающего нас мира явля-
ется сбор информации, позволяющей сложные явления интерпретировать из-
вестными законами и устанавливать между ними простые зависимости. Исполь-
зуя информацию, полученную путем различных измерений, можно достаточ-
но объективно оценивать те или иные физические явления, т. е. с ее помощью 
возможно построение моделей этих явлений (или ОИ) и теорий, а также вы-
движение объясняющих их гипотез и открытие новых законов, для проверки 
которых необходимо проводить дополнительные измерения, т. е. осуществ-
лять тестирование. 
Таков алгоритм выполнения измерений в так называемых чистых науках, 
описывающих окружающие нас физические явления. Его упрощенная схема  
и роль измерений в так называемых прикладных науках, использующихся для 
изменения физических явлений или управления какими-либо процессами, по-
казана на рис. 1.1.1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1.1.1. Роль измерений при сравнении реальных физических явлений  
с представлениями о них в «чистых» и «прикладных» науках 
 
В соответствии с ГОСТ 16263-70 измерение – это совокупность операций 
по применению технического средства, хранящего единицу ФВ, обеспечи-
Прикладные науки 
(изменение мира) 
Управление (изменение) 
Тестирование (дополнительные 
измерения) 
Чистые 
науки 
(описание 
мира) 
Измерения, сбор информации 
Обработка с последующей 
интерпретацией 
Гипотезы, 
теории, 
законы 
Окружающие  
физические явления  
Представления  
о физических явлениях 
Результаты измерений