Είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί η σημασία των μετρήσεων στη ζωή ενός σύγχρονου ανθρώπου. Καθώς η τεχνολογία αναπτύσσεται, το ζήτημα της ανάγκης τους δεν είναι καθόλου, αλλά οι αρχές και οι μέθοδοι που καθιστούν δυνατή την αύξηση της ακρίβειας των μετρήσεων έρχονται στο προσκήνιο. Το εύρος των περιοχών στους οποίους χρησιμοποιούνται συστήματα και μέθοδοι μέτρησης διευρύνεται επίσης. Ταυτόχρονα, δεν αναπτύσσονται μόνο τεχνικές και τεχνολογικές προσεγγίσεις για την υλοποίηση αυτών των πράξεων, αλλά και οι έννοιες της εφαρμογής τους. Μέχρι σήμερα, η μέθοδος μέτρησης είναι ένα σύνολο τεχνικών ή τεχνικών που σας επιτρέπουν να εφαρμόσετε τη μία ή την άλλη αρχή για τον προσδιορισμό της επιθυμητής τιμής.
Αρχές μεθόδων μέτρησης
Η βάση κάθε μεθόδου μέτρησης είναι ένας συγκεκριμένος φυσικός νόμος, ο οποίος, με τη σειρά του, βασίζεται σε ένα συγκεκριμένο φυσικό φαινόμενο. Στη μετρολογία, τα φυσικά φαινόμενα συχνά ορίζονται ως επιδράσεις που προκαλούν ένα μοτίβο. Ισχύουν ειδικοί νόμοι για τη μέτρηση διαφορετικών μεγεθών. Για παράδειγμα, η μέτρηση του ρεύματος γίνεται με το φαινόμενο Josephson. Αυτό το φαινόμενο, σύμφωνα με το οποίο το υπεραγώγιμο ρεύμα διέρχεται από το ενδιάμεσο στρώμα των διηλεκτρικών,που χωρίζει υπεραγωγούς. Για τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών της απορροφούμενης ενέργειας, χρησιμοποιείται ένα άλλο φαινόμενο - Peltier, και για τον υπολογισμό της ταχύτητας - ο νόμος της αλλαγής στη συχνότητα ακτινοβολίας, που ανακαλύφθηκε από το Doppler. Ένα απλούστερο παράδειγμα προσδιορισμού της μάζας ενός αντικειμένου χρησιμοποιεί τη βαρύτητα, η οποία εκδηλώνεται στη διαδικασία της ζύγισης.
Ταξινομήσεις μεθόδων μέτρησης
Συνήθως, χρησιμοποιούνται δύο σημάδια διαχωρισμού των μεθόδων μέτρησης - ανάλογα με τη φύση της αλλαγής των τιμών ανάλογα με το χρόνο και σύμφωνα με τη μέθοδο λήψης δεδομένων. Στην πρώτη περίπτωση διακρίνονται οι στατιστικές και οι δυναμικές μέθοδοι. Οι στατιστικές μέθοδοι μέτρησης χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι το αποτέλεσμα που προκύπτει δεν αλλάζει ανάλογα με τη στιγμή που εφαρμόζονται. Αυτές μπορεί να είναι, για παράδειγμα, οι κύριες μέθοδοι για τη μέτρηση της μάζας και του μεγέθους ενός αντικειμένου. Οι δυναμικές τεχνικές, αντίθετα, επιτρέπουν αρχικά την πιθανότητα διακυμάνσεων στην απόδοση. Τέτοιες μέθοδοι περιλαμβάνουν εκείνες τις μεθόδους που σας επιτρέπουν να παρακολουθείτε τα χαρακτηριστικά της πίεσης, του αερίου ή της θερμοκρασίας. Οι αλλαγές συνήθως συμβαίνουν υπό την επίδραση του περιβάλλοντος. Υπάρχουν και άλλες ταξινομήσεις μεθόδων, λόγω της διαφοράς στην ακρίβεια μέτρησης και των συνθηκών λειτουργίας. Συνήθως όμως είναι δευτερεύουσες. Τώρα αξίζει να εξετάσετε τις πιο δημοφιλείς μεθόδους μέτρησης.
Μέθοδος σύγκρισης μέτρησης
Σε αυτήν την περίπτωση, η μέτρηση πραγματοποιείται συγκρίνοντας την επιθυμητή τιμή με τις τιμές που αναπαράγονται από το μέτρο. Ένα παράδειγμα αυτής της μεθόδου είναι ο υπολογισμός της μάζας μεχρησιμοποιώντας ζυγαριές τύπου μοχλού. Ο χρήστης αρχικά εργάζεται με το εργαλείο, το οποίο περιέχει ορισμένες τιμές με μέτρα. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιώντας το σύστημα εξισορρόπησης με βάρη, μπορεί να καθορίσει το βάρος ενός αντικειμένου με συγκεκριμένο βαθμό ακρίβειας. Η κλασική συσκευή μέτρησης πίεσης περιλαμβάνει επίσης, σε ορισμένες τροποποιήσεις, τον προσδιορισμό της τιμής σε σύγκριση με μετρήσεις σε ένα περιβάλλον στο οποίο λειτουργούν ήδη αρχικά γνωστές τιμές. Ένα άλλο παράδειγμα αφορά τη μέτρηση του ρεύματος τάσης. Σε αυτήν την περίπτωση, για παράδειγμα, τα χαρακτηριστικά του αντισταθμιστή θα συγκριθούν με τη γνωστή ηλεκτροκινητική δύναμη ενός κανονικού στοιχείου.
Μέθοδος μέτρησης με πρόσθεση
Επίσης μια αρκετά κοινή τεχνική που χρησιμοποιείται σε διάφορους τομείς. Η μέθοδος μέτρησης της τιμής της προσθήκης προβλέπει επίσης την επιθυμητή τιμή και ένα συγκεκριμένο μέτρο, το οποίο είναι γνωστό εκ των προτέρων. Μόνο, σε αντίθεση με την προηγούμενη μέθοδο, η μέτρηση πραγματοποιείται απευθείας όταν συγκρίνεται όχι με την υπολογισμένη τιμή, αλλά υπό τις συνθήκες της πρόσθεσής της με παρόμοια τιμή. Κατά κανόνα, μέθοδοι και όργανα μέτρησης σύμφωνα με αυτήν την αρχή χρησιμοποιούνται συχνότερα στην εργασία με φυσικούς δείκτες των χαρακτηριστικών ενός αντικειμένου. Κατά μία έννοια, αυτή η τεχνική είναι παρόμοια με τη μέθοδο προσδιορισμού ποσοτήτων μέσω αντικατάστασης. Μόνο σε αυτήν την περίπτωση, ο συντελεστής διόρθωσης δεν παρέχεται από μια τιμή παρόμοια με την επιθυμητή τιμή, αλλά από τις μετρήσεις του αντικειμένου αναφοράς.
Οργανοληπτική μέθοδος μέτρησης
Είναι όμορφομια ασυνήθιστη κατεύθυνση της μετρολογίας, η οποία βασίζεται στη χρήση των ανθρώπινων αισθήσεων. Υπάρχουν δύο κατηγορίες οργανοληπτικών μετρήσεων. Για παράδειγμα, η μέθοδος στοιχείο προς στοιχείο καθιστά δυνατή την αξιολόγηση μιας συγκεκριμένης παραμέτρου ενός αντικειμένου χωρίς να δίνεται μια πλήρης εικόνα των χαρακτηριστικών και των πιθανών λειτουργικών ιδιοτήτων του. Η δεύτερη κατηγορία αντιπροσωπεύει μια ολοκληρωμένη προσέγγιση, στην οποία η μέθοδος μέτρησης με τη βοήθεια των αισθήσεων δίνει μια πληρέστερη εικόνα των διαφορετικών παραμέτρων του αντικειμένου. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι η σύνθετη ανάλυση είναι συχνά χρήσιμη όχι τόσο ως τρόπος να ληφθεί υπόψη μια ολόκληρη ομάδα χαρακτηριστικών, αλλά ως εργαλείο για την αξιολόγηση της συνολικής καταλληλότητας ενός αντικειμένου όσον αφορά την πιθανή χρήση για συγκεκριμένο σκοπό. Όσον αφορά την πρακτική εφαρμογή των οργανοληπτικών μεθόδων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση, για παράδειγμα, της ωοειδούς ή της ποιότητας κοπής των κυλινδρικών μερών. Σε μια σύνθετη μέτρηση με αυτή τη μέθοδο, μπορείτε να πάρετε μια ιδέα για την ακτινική διαρροή του άξονα, η οποία θα ανιχνευθεί μόλις αναλύσετε την ίδια ωογένεια και τα ίδια χαρακτηριστικά της εξωτερικής επιφάνειας του στοιχείου.
Μέθοδοι μέτρησης με επαφή και χωρίς επαφή
Οι αρχές της μέτρησης επαφής και μη επαφής έχουν σημαντική διαφορά. Στην περίπτωση συσκευών επαφής, η τιμή καθορίζεται σε κοντινή απόσταση από το αντικείμενο. Αλλά, δεδομένου ότι αυτό δεν είναι πάντα δυνατό λόγω της παρουσίας επιθετικών μέσων και της δύσκολης πρόσβασης στον χώρο μέτρησης, η αρχή της μη επαφής του υπολογισμού των τιμών έχει επίσης διαδοθεί ευρέως. Χρησιμοποιείται η μέθοδος μέτρησης επαφήςστον προσδιορισμό μεγεθών όπως η μάζα, το ρεύμα, οι συνολικές παράμετροι κ.λπ. Ωστόσο, κατά τη μέτρηση εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών, δεν είναι πάντα δυνατό.
Μέτρηση χωρίς επαφή μπορεί να πραγματοποιηθεί με ειδικά μοντέλα πυρόμετρων και θερμικών εικόνων. Κατά τη λειτουργία, δεν βρίσκονται απευθείας στο περιβάλλον μέτρησης στόχου, αλλά αλληλεπιδρούν με την ακτινοβολία του. Για διάφορους λόγους, οι μέθοδοι μέτρησης της θερμοκρασίας χωρίς επαφή δεν είναι πολύ ακριβείς. Επομένως, χρησιμοποιούνται μόνο όπου χρειάζεται να έχετε μια ιδέα για τα χαρακτηριστικά ορισμένων ζωνών ή περιοχών.
Measurements
Η γκάμα των εργαλείων μέτρησης είναι πολύ εκτεταμένη, ακόμα κι αν μιλάμε για μια συγκεκριμένη περιοχή ξεχωριστά. Για παράδειγμα, για τη μέτρηση μόνο της θερμοκρασίας, χρησιμοποιούνται θερμόμετρα, πυρόμετρα, τα ίδια θερμικά συστήματα απεικόνισης και πολυλειτουργικοί σταθμοί με τις λειτουργίες υγρόμετρου και βαρόμετρου. Πρόσφατα, καταγραφικά εξοπλισμένα με ευαίσθητους ανιχνευτές έχουν χρησιμοποιηθεί στο συγκρότημα για την καταγραφή των ενδείξεων υγρασίας και θερμοκρασίας. Κατά την αξιολόγηση των ατμοσφαιρικών συνθηκών, χρησιμοποιείται επίσης συχνά ένα μανόμετρο - αυτή είναι μια συσκευή για τη μέτρηση της πίεσης, η οποία μπορεί να συμπληρωθεί με αισθητήρες για την παρακολούθηση αερίων μέσων. Μια ευρεία ομάδα συσκευών αντιπροσωπεύεται επίσης στον τομέα των οργάνων μέτρησης για τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Εδώ μπορείτε να επιλέξετε συσκευές όπως βολτόμετρο και αμπερόμετρο. Και πάλι, όπως στην περίπτωση των μετεωρολογικών σταθμών, τα μέσα για τη συνεκτίμηση των παραμέτρων του ηλεκτρικού πεδίου μπορεί να είναι καθολικά - δηλαδή να λαμβάνονται υπόψη πολλές παράμετροι ταυτόχρονα.
Όργαναόργανα και αυτοματισμοί
Με την παραδοσιακή έννοια, μια συσκευή μέτρησης είναι ένα εργαλείο που παρέχει πληροφορίες σχετικά με μια συγκεκριμένη τιμή χαρακτηριστική ενός συγκεκριμένου αντικειμένου σε μια δεδομένη στιγμή. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, ο χρήστης καταγράφει τις αναγνώσεις και στη συνέχεια λαμβάνει τις κατάλληλες αποφάσεις βάσει αυτών. Αλλά όλο και πιο συχνά, αυτές οι ίδιες συσκευές ενσωματώνονται σε ένα σύμπλεγμα εξοπλισμού με αυτοματισμό, το οποίο, με βάση τις ίδιες καταγεγραμμένες μετρήσεις, λαμβάνει ανεξάρτητα αποφάσεις, για παράδειγμα, για τη διόρθωση των παραμέτρων λειτουργίας. Ειδικότερα, ο αυτοματισμός οργάνων και εξοπλισμού συνδυάζονται με επιτυχία σε συγκροτήματα αγωγών αερίου, σε συστήματα θέρμανσης και εξαερισμού κ.λπ. αέριο.
Μετρήσεις και αβεβαιότητες
Σχεδόν κάθε διαδικασία μέτρησης περιλαμβάνει κάποιο βαθμό απόκλισης στα αναφερόμενα αποτελέσματα σε σχέση με τις πραγματικές τιμές. Το σφάλμα μπορεί να είναι 0,001% ή 10% ή περισσότερο. Στην περίπτωση αυτή, διακρίνονται τυχαίες και συστηματικές αποκλίσεις. Το τυχαίο σφάλμα του αποτελέσματος της μέτρησης χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι δεν υπακούει σε ένα συγκεκριμένο μοτίβο. Αντίθετα, οι συστηματικές αποκλίσεις από τις πραγματικές τιμές διαφέρουν στο ότι διατηρούν τις τιμές τους ακόμη και μετά από πολλές επαναλαμβανόμενες μετρήσεις.
Συμπέρασμα
Οι κατασκευαστές οργάνων μέτρησης και εξαιρετικά εξειδικευμένου μετρολογικού εξοπλισμού προσπαθούν να αναπτύξουν πιο λειτουργικά και ταυτόχρονα οικονομικά μοντέλα. Και αυτό δεν ισχύει μόνο για επαγγελματικό εξοπλισμό, αλλά και για οικιακές συσκευές. Για παράδειγμα, η μέτρηση ρεύματος μπορεί να πραγματοποιηθεί στο σπίτι χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο που καταγράφει πολλές παραμέτρους ταυτόχρονα. Το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για συσκευές που λειτουργούν με μετρήσεις πίεσης, υγρασίας και θερμοκρασίας, οι οποίες είναι προικισμένες με ευρεία λειτουργικότητα και σύγχρονη εργονομία. Είναι αλήθεια ότι εάν η εργασία είναι να καταχωρίσετε μια συγκεκριμένη τιμή, τότε οι ειδικοί εξακολουθούν να συνιστούν τη χρήση ειδικών συσκευών που λειτουργούν μόνο με την παράμετρο στόχο. Τείνουν να έχουν υψηλότερη ακρίβεια μέτρησης, η οποία είναι συχνά κρίσιμη για την αξιολόγηση της απόδοσης του εξοπλισμού.
