Načelo i metoda mjerenja. Opće metode mjerenja. Koji su mjerni instrumenti

Teško je precijeniti značenje mjerenja u životu modernog čovjeka. Kako se razvija tehnologija, pitanje potrebe za njima uopće nije vrijedno, ali načela i metode koje omogućuju povećanje točnosti mjerenja dolaze do izražaja. Širi se raspon područja u kojima su uključeni sustavi i metode mjerenja. Istodobno se razvijaju ne samo tehnički i tehnološki pristupi provedbi ovih operacija već i koncept njihove primjene. Do sada je metoda mjerenja skup tehnika ili tehnika koje omogućuju jedan ili drugi princip utvrđivanja tražene vrijednosti koja se ostvaruje.

Načela mjernih metoda

U središtu bilo koje metode mjerenja leži određeni fizički zakon koji se, pak, temelji na ovom ili onom prirodnom fenomenu. U mjeriteljstvu se fizički fenomeni često definiraju kao učinci koji uzrokuju pravilnost. Za mjerenje različitih vrijednosti primjenjuju se određeni zakoni. Na primjer, struja se mjeri Josephsonovim učinkom. Ova pojava, prema kojoj supravodljiva struja prolazi kroz međusloj dielektrici koji odvaja supravodiče. Za određivanje karakteristika apsorbirane energije već se primjenjuje neki drugi efekt - Peltier, i za izračun brzine - zakon promjena frekvencije zračenja, otkriven od strane Dopplera. U jednostavnijem primjeru određivanja mase objekta, koristi se gravitacija koja se manifestira u procesu vaganja.

Razvrstavanje metoda mjerenja

Obično se koriste dvije karakteristike razdvajanja mjernih metoda - po prirodi varijacije količina u funkciji vremena i metodom dobivanja podataka. U prvom se slučaju razlikuju statističke i dinamičke metode. Statističke metode mjerenja karakterizira činjenica da se dobiveni rezultat ne mijenja ovisno o tome kada se primjenjuju. To može biti, na primjer, glavne metode mjerenja mase i veličine objekta. Dinamičke metode, naprotiv, u početku omogućuju mogućnost fluktuacije indikatora. Te metode mogu uključivati one metode koje omogućuju praćenje karakteristika tlaka, plina ili temperature. Promjene se obično javljaju pod utjecajem okolišnih medija. Postoje i druge klasifikacije metoda, zbog razlike u točnosti mjerenja i uvjetima operacije. Ali oni su, u pravilu, sekundarne prirode. Sada bismo trebali razmotriti najpopularnije metode mjerenja.

Usporedna metoda s mjerom

U ovom slučaju, mjerenje je rezultat usporedbe tražene vrijednosti s vrijednostima reproduciranim mjerenjem. Kao primjer ove metode, možemo izračunati masu pomoću pomičnih nosača . Korisnik u početku radi s alatom u kojem se postavljaju određene vrijednosti s mjerama. Konkretno, pomoću sustava balansa s težinama, može se s određenim stupnjem točnosti utvrditi težina objekta. Klasični instrument za mjerenje tlaka, također u nekim promjenama, pretpostavlja određivanje vrijednosti u usporedbi s indikacijama u mediju u kojemu su već poznate već poznate količine. Drugi primjer odnosi se na mjerenje napona. U ovom slučaju, primjerice, performanse kompenzatora će se usporediti s poznatom elektromotornom silom normalnog elementa.

Metoda mjerenja komplementa

Također prilično uobičajena tehnika koja pronalazi aplikaciju u širokom rasponu polja. Metoda mjerenja vrijednosti komplementa također osigurava željenu vrijednost i određenu mjeru koja je unaprijed poznata. Samo, za razliku od prethodne metode, sam mjerenje se vrši pri usporedbi ne s izračunatom vrijednošću, već u uvjetima njegovog dodavanja analognom vrijednošću. U pravilu se metode i mjerni instrumenti na ovom principu češće koriste u radu s fizičkim pokazateljima karakteristika objekta. U tom smislu, s ovom tehnikom, prihvaćanje određivanja količina kroz supstituciju je slično. Samo u ovom slučaju faktor korekcije ne daje vrijednost koja je analogna željenoj vrijednosti, već čitanjem referentnog objekta.

Organoleptička metoda mjerenja

Ovo je prilično neobičan smjer mjeriteljstva, koji se temelji na korištenju ljudskih osjetila. Postoje dvije kategorije osjetilnih mjerenja. Na primjer, elementarna metoda omogućuje procjenu određenog parametra objekta bez da daje cjelovitu sliku o njegovim karakteristikama i mogućim operativnim svojstvima. Druga kategorija predstavlja složeni pristup u kojem metoda mjerenja uz pomoć osjetila daje potpuniju sliku različitih parametara objekta. Važno je razumjeti da je složena analiza često korisna ne samo kao način da se uzme u obzir cijela grupa karakteristika, nego kao alat za procjenu cjelokupne prikladnosti objekta u smislu moguće uporabe za određenu svrhu. Što se tiče praktične primjene organoleptičkih metoda, pomoću njihove pomoći može se ocijeniti, na primjer, ovalitet ili kvaliteta sječenja cilindričnih dijelova. U složenom mjerenju ovom metodom može se dobiti ideja radijalnog izopačenja osovine koja će se otkriti nakon analize iste ovalnosti i karakteristika vanjske površine elementa.

Mjerne metode kontakta i bez kontakta

Načela kontakta i mjerenja bez kontakta imaju značajnu razliku. U slučaju kontaktnih uređaja, vrijednost je fiksna u neposrednoj blizini objekta. No, budući da to nije uvijek moguće zbog prisustva agresivnih medija i teškog pristupa mjestu mjerenja, neekonomični princip izračunavanja vrijednosti postao je široko rasprostranjen. Metoda kontakta mjerenja koristi se pri određivanju takvih veličina kao što su masa, trenutačna čvrstoća, dimenzijski parametri, itd. Međutim, kod mjerenja iznimno visokih temperatura nije uvijek moguće.

Mjerenje bez kontakta može se provesti posebnim modelima pirometara i termalnih aparata. U procesu rada, oni nisu izravno u ciljnom mediju za mjerenje, već u interakciji s njegovim zračenjem. Zbog raznih razloga, metode mjerenja temperature pomoću kontakta bez kontakta nisu precizne. Stoga se upotrebljavaju samo kada je potrebno imati ideju o karakteristikama određenih zona ili područja.

Mjerni instrumenti

Raspon mjernih instrumenata je vrlo opsežan, čak i ako govorimo o određenom području zasebno. Na primjer, za mjerenje temperature koriste se samo termometri, pirometri, iste termičke snimke i višenamjenske postaje s funkcijama higrometra i barometra. Da bi se uzela u obzir indikacija vlage i temperature u kompleksu, nedavno su korišteni loggerovi opremljeni osjetljivim sondama. Pri procjeni atmosferskih uvjeta često se koristi mjerač tlaka, on je uređaj za mjerenje tlaka, koji se može nadopuniti senzorima za praćenje plinovitog medija. Široka skupina uređaja također je predstavljena u segmentu sredstava za mjerenje karakteristika električnih krugova. Ovdje možete identificirati takve uređaje kao voltmetar i ampermetar. Opet, kao u slučaju meteoroloških stanica, sredstva za uzimanje u obzir parametara električnog polja mogu biti univerzalna, tj. Uzimajući u obzir nekoliko parametara istodobno.

Instrumentacija i automatizacija

U tradicionalnom smislu mjerni instrument je alat koji daje podatke o određenoj količini koja je karakteristična za određeni objekt u određenom trenutku. Tijekom operacije korisnik bilježi očitanja i na temelju njih donosi odgovarajuće odluke. No, sve te same uređaje ugrađuju se u skupinu opreme s automatizacijom koja, na temelju istih zabilježenih pokazatelja, samostalno donosi odluke, na primjer, o korekciji operativnih parametara. Konkretno, instrumentacija i automatizacija opreme uspješno se kombiniraju u sustavima plinovoda, u sustavima grijanja i ventilacije, itd. Na primjer, uzimajući u obzir pritisak na cjevovod signalizira automatizirani sustav povećanja ili povećanja količine opskrbe vodom za radnu mediju ili iste plin.

Mjerenja i pogreške

Gotovo svaki proces mjerenja u određenoj mjeri uključuje pretpostavku odstupanja u dobivenim rezultatima u odnosu na stvarne vrijednosti. Točnost može biti i 0,001%, i 10%, i više. U tom se slučaju identificiraju slučajna i sustavna odstupanja. Slučajna pogreška u rezultatima mjerenja karakterizira činjenica da se ne pridržava određene pravilnosti. S druge strane, sustavna odstupanja od stvarnih vrijednosti razlikuju se po tome što zadržavaju svoje vrijednosti čak i kod brojnih ponovljenih mjerenja.

zaključak

Proizvođači mjernih instrumenata i visoko specijalizirana mjeriteljska oprema nastoje razviti sve funkcionalne i istodobno dostupne modele. I to se odnosi ne samo na profesionalnu opremu, već i na proizvode za kućanstvo. Na primjer, trenutna mjerenja mogu se izvoditi kod kuće koristeći multimetar koji istodobno bilježi nekoliko parametara. Isto se može reći io uređajima koji rade s očitanjima tlaka, vlažnosti i temperature, koji su obdareni širokim rasponom funkcija i modernom ergonomijom. Međutim, ako postoji zadatak registriranja određene vrijednosti, stručnjaci i dalje preporučuju pristup posebnim uređajima koji rade samo s parametrom ciljanja. U pravilu, oni imaju veću točnost mjerenja, što je često od odlučujuće važnosti pri procjeni izvedbe opreme.