Согласно российскому закону «Об обеспечении единства измерений» № 102-ФЗ от 26 июня 2008 года, измерительное средство определяется как техническое устройство, предназначенное для проведения измерений. Классификацию и признание технического оборудования как средств измерений осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

Измерительное устройство — представляет собой технический инструмент, используемый для определения величин и обладающий стандартизированными метрологическими характеристиками.

Измерительные инструменты — классифицируются на меры, устройства и преобразователи, при этом также широко используются измерительные системы.

Мера — является типом измерительного устройства, служащим для воспроизведения физических величин определенного размера, например, гири (для массы), резисторы (для электрического сопротивления) и емкости (для объема).

Измерительный прибор — предназначен для генерации измерительных данных в форме, удобной для восприятия. Приборы прямого отсчета получают данные непосредственно от измеряемой величины.

Измерительные приборы, работающие с величинами, преобразованными из первоначального состояния, известны как вторичные. Существуют два основных типа измерительных приборов: аналоговые и цифровые. Аналоговые приборы показывают результаты на шкале, отображающей постоянную зависимость между измеряемой величиной и движением указателя. Цифровые приборы предоставляют измерения в виде числовых данных. Измерительные приборы бывают индикаторными, регистрирующими или комбинированными. Регистрация данных может осуществляться через самописцы или печатающие устройства.

Измерительный преобразователь — это устройство, преобразующее данные в удобный для передачи и обработки формат. Преобразователи бывают первичными, промежуточными и передающими, где первичный преобразователь непосредственно взаимодействует с измеряемой величиной.

Иногда эти устройства именуются как датчики. Промежуточные и передающие преобразователи служат для приема сигналов от первичных преобразователей и их дальнейшей передачи на расстояние. В зависимости от характера сигналов преобразователи бывают аналоговыми (когда входные и выходные сигналы передаются в аналоговой форме), цифровыми (когда сигналы представляют собой последовательности импульсов) и комбинированными (аналого-цифровыми и цифроаналоговыми). Стандартизированные сигналы в системе включают электрические и пневматические параметры, например, изменения взаимной индукции, сигналы постоянного тока различных диапазонов и напряжения, а также стандартные пневматические сигналы, охватывающие изменения давления в определенных пределах.

Измерительная система представляет собой комплекс, включающий измерительные устройства, дополнительное оборудование и коммуникационные каналы, созданный для генерации, передачи и обработки измерительных данных. К таким системам относятся измерительно-вычислительные комплексы, предназначенные для автоматического сбора и анализа экспериментальных данных.

Важными метрологическими характеристиками измерительных средств являются:

Градуировочная характеристика или статическая функция преобразования — это отношение между входными и выходными значениями измеряемой величины в стабильном состоянии, представленное в виде таблицы, графика или аналитически. Начальные и конечные значения измерительного устройства (шкалы или цифрового индикатора) указывают минимальное и максимальное значения измеряемой величины, которые могут быть отображены на шкале или цифровым устройством.

Диапазон показаний – это диапазон значений, ограниченный минимальным и максимальным показаниями устройства отсчета.

Диапазон измерений – это диапазон значений измеряемой величины, для которой установлены допустимые ошибки.

Верхний и нижний пределы измерений – это максимальное и минимальное значения, которые может определить измерительное устройство.

Абсолютная погрешность – это разница между фактическим значением измеряемой величины и её значением, указанным прибором, или разница между значением на выходе преобразователя и фактическим значением на входе.

Относительная погрешность – это отношение абсолютной погрешности к фактическому значению измеряемой величины, выражается в долях или процентах.

Приведенная погрешность – это отношение абсолютной погрешности к нормированному значению, например, к диапазону показаний.

Статическая погрешность – это погрешности (абсолютная или относительная), возникающая при стабильном значении измеряемой величины.

Динамическая погрешность — это компонент погрешности, который представляет разность между погрешности в динамических условиях (при изменяющейся входной величине) и статической погрешности на данный момент.

Основная погрешность — это погрешности, возникающая при стандартных условиях работы.

Дополнительная погрешность — это изменение ошибки из-за отклонения одной или нескольких переменных от стандартных значений.

Предел допустимой погрешности — это максимально допустимая погрешность, при которой измерительное средство считается пригодным для использования.

Класс точности — это обобщенный показатель, определяемый пределами допустимой ошибки, часто устанавливаемый технической документацией для каждого измерительного средства. В некоторых случаях класс точности численно равен пределу допустимой приведенной ошибки относительно диапазона измерений.

По конструкции — это переносные приборы или стационарные установки.

Измерительные устройства могут быть классифицированы на основе различных характеристик: цели использования, типа измеряемых величин, и количества диапазонов измерений. Они делятся на рабочие, эталонные и указательные приборы. Рабочие устройства подразделяются на технические и лабораторные. Технические предназначены для применения в рабочих условиях, включая контроль процессов и настройку оборудования, и обычно имеют средние точностные характеристики. Лабораторные устройства используются в научных исследованиях и испытаниях оборудования и отличаются высокой точностью. Эталонные устройства используются для калибровки рабочих приборов в специализированных лабораториях.

Средства измерений могут быть как переносными, так и стационарными по своей конструкции. По точности, они обычно превосходят другие измерительные устройства. В некоторых случаях эталонные приборы могут использоваться в научных исследованиях в качестве рабочих, при этом они классифицируются как рабочие с соответствующими точностными характеристиками. Индикаторы – это измерительные устройства без стандартизированных точностных характеристик, предназначенные для приблизительной оценки измеряемых величин. Средства измерений классифицируются также по типу измеряемой величины.

Часто встречаются комбинированные устройства, способные измерять различные величины, как в случае ампервольтметров в электротехнике. Средства измерений делятся по числу пределов измерений на одно-, двух- и многопредельные, где многопредельные устройства предусматривают переключение между различными диапазонами для расширения области измерений.

Основа измерений заключается в проведении наблюдений, которые могут выполняться как персоналом, так и автоматическими системами. Метод однократных наблюдений предусматривает одно наблюдение для каждого измерения, при этом результат измерения равен наблюдаемому значению. Для более высокой точности в исследованиях применяют многократные наблюдения, позволяющие учесть случайные факторы. Результаты многократных наблюдений анализируются с использованием статистических методов. Существует также промежуточный подход, где несколько наблюдений используются для исключения ошибок, но без статистической обработки данных. Точность измерения оценивается по погрешности, указывающей на отклонение измеренного значения от истинного. Различают погрешность, получаемую из обработки экспериментальных данных, и нормированную погрешность, являющуюся характеристикой измерительного средства.

Согласно классификации, ошибки в измерениях разделяются на статические и динамические. В этом контексте термин «ошибка» обычно относится к статической ошибке, если не указано иное. Ошибки могут быть систематическими или случайными. Систематические ошибки предсказуемы и могут быть уменьшены или исключены. Не исключенные систематические ошибки воздействуют на процесс измерения. Случайные ошибки, выявляемые через статистическую обработку, включают грубые ошибки, обнаруживаемые при первоначальном анализе данных. Используется понятие границы ошибки — максимальное значение, которое ошибка может превысить. При статистическом определении ошибки применяется доверительная граница ошибки, указывающая на вероятность её превышения заданного предела.