Μέθοδοι και μέσα μέτρησης φυσικών μεγεθών. Πολλαπλάσια και υποπολλαπλάσια

Μέτρηση φυσικής ποσότητας- ένα σύνολο πράξεων σχετικά με τη χρήση ενός τεχνικού μέσου που αποθηκεύει μια μονάδα μιας φυσικής ποσότητας, παρέχοντας μια αναλογία (σε ρητή ή σιωπηρή μορφή) της μετρούμενης ποσότητας με τη μονάδα της και λαμβάνοντας την τιμή αυτής της ποσότητας.

Στην απλούστερη περίπτωση, εφαρμόζοντας έναν χάρακα με διαιρέσεις σε οποιοδήποτε μέρος, στην πραγματικότητα, το μέγεθός του συγκρίνεται με τη μονάδα που αποθηκεύεται από τον χάρακα και, μετά την καταμέτρηση, η τιμή της τιμής (μήκος, ύψος, πάχος και άλλες παράμετροι του το μέρος) λαμβάνεται. Με τη βοήθεια μιας συσκευής μέτρησης, το μέγεθος της τιμής που μετατρέπεται στην κίνηση του δείκτη συγκρίνεται με τη μονάδα που αποθηκεύεται από την κλίμακα αυτής της συσκευής και λαμβάνεται μια ένδειξη.

Ο ορισμός της «διάστασης» ικανοποιεί γενική εξίσωσημετρήσεις, το οποίο είναι απαραίτητο για την ταξινόμηση του συστήματος των εννοιών στη μετρολογία. Λαμβάνει υπόψη την τεχνική πλευρά (ένα σύνολο λειτουργιών), αποκαλύπτει τη μετρολογική ουσία των μετρήσεων (σύγκριση με τη μονάδα) και δείχνει την γνωσιολογική πτυχή (λήψη της τιμής μιας ποσότητας).

Τύποι μέτρησης

Περιοχή μέτρησης- σύνολο μετρήσεων φυσικές ποσότητεςχαρακτηριστικό κάθε τομέα της επιστήμης ή της τεχνολογίας και διακρίνεται από την ιδιαιτερότητά τους. Σημείωση - Υπάρχουν διάφορες περιοχές μέτρησης: μηχανικές, μαγνητικές, ακουστικές, μετρήσεις ιοντίζουσας ακτινοβολίας κ.λπ.

Είδος μέτρησης- ένα τμήμα της περιοχής μέτρησης, το οποίο έχει τα δικά του χαρακτηριστικά και χαρακτηρίζεται από την ομοιομορφία των μετρούμενων τιμών. ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ Στον τομέα των ηλεκτρικών και μαγνητικών μετρήσεων διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι μετρήσεων: μετρήσεις ηλεκτρικής αντίστασης, ηλεκτροκινητικής δύναμης, ηλεκτρικής τάσης, μαγνητικής επαγωγής κ.λπ.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι μετρήσεων.

Ανάλογα με τη φύση της εξάρτησης της μετρούμενης τιμής από το χρόνο, οι μετρήσεις χωρίζονται σε:

Στατικές μετρήσεις.

δυναμικές μετρήσεις.

Σύμφωνα με τη μέθοδο λήψης των αποτελεσμάτων των μετρήσεων, χωρίζονται σε:

έμμεσος;

σωρευτικός;

άρθρωση.

Σύμφωνα με τις συνθήκες που καθορίζουν την ακρίβεια του αποτελέσματος, οι μετρήσεις χωρίζονται σε:

Μετρολογικές μετρήσεις.

μετρήσεις ελέγχου και επαλήθευσης·

τεχνικές μετρήσεις.

Σύμφωνα με τον τρόπο έκφρασης των αποτελεσμάτων:

Απόλυτες μετρήσεις?

σχετικές μετρήσεις.

Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του οργάνου μέτρησης, υπάρχουν:

ίσες μετρήσεις?

ανομοιόμορφες μετρήσεις.

Με τον αριθμό των μετρήσεων σε μια σειρά μετρήσεων:

μεμονωμένες μετρήσεις?

πολλαπλές μετρήσεις.

Οι μετρήσεις διακρίνονται από τη μέθοδο λήψης πληροφοριών, από τη φύση των αλλαγών στη μετρούμενη τιμή κατά τη διαδικασία μέτρησης, από την ποσότητα των πληροφοριών μέτρησης, σε σχέση με τις κύριες μονάδες.

Σύμφωνα με τη μέθοδο λήψης πληροφοριών, οι μετρήσεις χωρίζονται σε άμεσες, έμμεσες, αθροιστικές και κοινές.

Οι άμεσες μετρήσεις είναι μια άμεση σύγκριση ενός φυσικού μεγέθους με το μέτρο του. Για παράδειγμα, κατά τον προσδιορισμό του μήκους ενός αντικειμένου με έναν χάρακα, η επιθυμητή τιμή (μια ποσοτική έκφραση της τιμής του μήκους) συγκρίνεται με ένα μέτρο, δηλαδή έναν χάρακα.

Έμμεσες μετρήσεις - διαφέρουν από τις άμεσες στο ότι η επιθυμητή τιμή μιας ποσότητας καθορίζεται με βάση τα αποτελέσματα άμεσων μετρήσεων τέτοιων ποσοτήτων που σχετίζονται με την επιθυμητή ειδική εξάρτηση. Έτσι, εάν μετρήσετε την ένταση ρεύματος με ένα αμπερόμετρο και την τάση με ένα βολτόμετρο, τότε σύμφωνα με τη γνωστή λειτουργική σχέση και των τριών μεγεθών, μπορείτε να υπολογίσετε την ισχύ του ηλεκτρικού κυκλώματος.

Συγκεντρωτικές μετρήσεις - σχετίζονται με τη λύση ενός συστήματος εξισώσεων που συντάσσονται από τα αποτελέσματα ταυτόχρονων μετρήσεων πολλών ομοιογενών μεγεθών. Η λύση του συστήματος εξισώσεων καθιστά δυνατό τον υπολογισμό της επιθυμητής τιμής.

Οι κοινές μετρήσεις είναι μετρήσεις δύο ή περισσότερων ανομοιογενών φυσικών μεγεθών για τον προσδιορισμό της σχέσης μεταξύ τους.

Οι αθροιστικές και οι κοινές μετρήσεις χρησιμοποιούνται συχνά για τη μέτρηση διαφόρων παραμέτρων και χαρακτηριστικών στον τομέα της ηλεκτρικής μηχανικής.

Ανάλογα με τη φύση της μεταβολής της μετρούμενης τιμής κατά τη διαδικασία μέτρησης, υπάρχουν στατιστικές, δυναμικές και στατικές μετρήσεις.

Οι στατιστικές μετρήσεις σχετίζονται με τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών τυχαίων διεργασιών, ηχητικών σημάτων, επιπέδων θορύβου κ.λπ. Οι στατικές μετρήσεις πραγματοποιούνται όταν η μετρούμενη τιμή είναι πρακτικά σταθερή.

Οι δυναμικές μετρήσεις σχετίζονται με τέτοιες ποσότητες που υφίστανται ορισμένες αλλαγές κατά τη διαδικασία μέτρησης. Οι ιδανικές στατικές και δυναμικές μετρήσεις είναι σπάνιες στην πράξη.

Ανάλογα με την ποσότητα των πληροφοριών μέτρησης, διακρίνονται μεμονωμένες και πολλαπλές μετρήσεις.

Οι απλές μετρήσεις είναι μία μέτρηση μιας ποσότητας, δηλαδή ο αριθμός των μετρήσεων είναι ίσος με τον αριθμό των μετρούμενων μεγεθών. Η πρακτική εφαρμογή αυτού του τύπου μέτρησης συνδέεται πάντα με μεγάλα σφάλματα, επομένως, θα πρέπει να πραγματοποιηθούν τουλάχιστον τρεις μεμονωμένες μετρήσεις και να βρεθεί το τελικό αποτέλεσμα ως ο αριθμητικός μέσος όρος.

Οι πολλαπλές μετρήσεις χαρακτηρίζονται από υπέρβαση του αριθμού των μετρήσεων του αριθμού των μετρούμενων τιμών. Το πλεονέκτημα των πολλαπλών μετρήσεων είναι η σημαντική μείωση της επίδρασης τυχαίων παραγόντων στο σφάλμα μέτρησης. μετρολογική κλίμακα μέτρησης

Κατόπιν ραντεβού, οι SI χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες:

• μέτρα·
• μορφοτροπείς μέτρησης.
• όργανα μέτρησης;
• εγκαταστάσεις μέτρησης·
• συστήματα μέτρησης.

μετρήσειονομάζεται SI, σχεδιασμένο να αναπαράγει και (ή) να αποθηκεύει μια φυσική ποσότητα ενός ή περισσότερων δεδομένων μεγεθών, οι τιμές των οποίων εκφράζονται σε καθορισμένες μονάδες και είναι γνωστές με την απαιτούμενη ακρίβεια.

Τα μέτρα είναι:

ξεκάθαρος- αναπαραγωγή μιας φυσικής ποσότητας ίδιου μεγέθους (βάρους).

πολυσηματικά- αναπαραγωγή ενός αριθμού ίδιων ονομάτων διαφορετικών μεγεθών (μετρικός χάρακας).

Σετ μετρήσεων- ένα σύνολο μέτρων που χρησιμοποιούνται όχι μόνο μεμονωμένα, αλλά και σε διάφορους συνδυασμούς για την αναπαραγωγή ενός αριθμού παρόμοιων ποσοτήτων διαφόρων μεγεθών (ένα σύνολο βαρών, ένα σύνολο τελικών μέτρων).

Καταστήματα μετρήσεων- ένα σύνολο μέτρων συνδυασμένα σε ένα εποικοδομητικό σύνολο, με ειδικούς διακόπτες που σχετίζονται με μια συσκευή ανάγνωσης.

Γραμμικά μέτρα- πρόκειται για μέτρα, το μέγεθος των οποίων καθορίζεται από την απόσταση μεταξύ των αξόνων δύο διαδρομών μέτρησης.

Μέτρα μετρητή- πρόκειται για μέτρα, το μέγεθος των οποίων καθορίζεται από την απόσταση μεταξύ δύο επίπεδων αμοιβαία παράλληλων επιφανειών ενός μεταλλικού παραλληλεπίπεδου.

Πρότυπα δείγματααντιπροσωπεύουν ένα μέτρο για την αναπαραγωγή μιας μονάδας αξίας που χαρακτηρίζει τις ιδιότητες ή τη σύνθεση ουσιών και υλικών (για παράδειγμα, δείγματα σκληρότητας, τραχύτητας, δείγματα χάλυβα με πιστοποιημένη περιεκτικότητα σε χημικά στοιχεία).

Μοντέλες Ουσίες- πρόκειται για μέτρα που είναι ουσίες με γνωστές ιδιότητες που μπορούν να αναπαραχθούν υπό τις συνθήκες παρασκευής που καθορίζονται στην εγκεκριμένη προδιαγραφή («καθαρό» νερό, «καθαρά» αέρια, «καθαρά» μέταλλα).

Μορφοτροπέας μέτρησης- αυτό είναι το MI, το οποίο χρησιμεύει για τη δημιουργία πληροφοριών μέτρησης σε μια μορφή κατάλληλη για μετάδοση σε απόσταση, αποθήκευση, επεξεργασία, αλλά όχι επιδεκτική άμεσης αντίληψης από τον παρατηρητή.

Οι μορφοτροπείς μέτρησης ταξινομούνται σύμφωνα με μια σειρά κριτηρίων.

Ανάλογα με τη θέση τους στο κύκλωμα μέτρησης, οι μορφοτροπείς χωρίζονται σε πρωτεύοντες και ενδιάμεσους. Εάν η τιμή εισόδου του μορφοτροπέα είναι ένα μετρούμενο φυσικό μέγεθος, τότε ο μορφοτροπέας μέτρησης ονομάζεται πρωτεύων. Ο δομικά απομονωμένος πρωτεύων μορφοτροπέας, από τον οποίο λαμβάνονται τα σήματα μέτρησης, ονομάζεται αισθητήρας. Ο αισθητήρας μπορεί να τοποθετηθεί σε σημαντική απόσταση από το όργανο μέτρησης που λαμβάνει τα σήματα του. Οι ενδιάμεσοι μετατροπείς βρίσκονται στο κύκλωμα μέτρησης μετά το πρωτεύον.

Ανάλογα με τον τύπο των τιμών εισόδου και εξόδου, οι μορφοτροπείς μέτρησης χωρίζονται σε:

• αναλογική, μετατροπή μιας αναλογικής τιμής σε άλλη αναλογική τιμή.
• σε αναλογικό σε ψηφιακό (ADC) σχεδιασμένο να μετατρέπει ένα αναλογικό σήμα μέτρησης σε ψηφιακό κωδικό.
• ψηφιακό σε αναλογικό (DAC), σχεδιασμένο για μετατροπή ψηφιακός κώδικαςσε αναλογική τιμή.

Ένας μορφοτροπέας μέτρησης ονομάζεται μετατροπέας εκπομπής εάν προορίζεται για απομακρυσμένη μετάδοση ενός σήματος πληροφοριών μέτρησης. Παραδείγματα είναι επαγωγικοί ή πνευματικοί πομποί. Ένας μορφοτροπέας μέτρησης που έχει σχεδιαστεί για να αλλάζει μια τιμή κατά έναν δεδομένο αριθμό φορών ονομάζεται μια κλίμακα (για παράδειγμα, ένας μετασχηματιστής ρεύματος μέτρησης, ένας διαιρέτης τάσης, ένας ενισχυτής μέτρησης).

Συσκευή μέτρησης- αυτό είναι ένα όργανο μέτρησης σχεδιασμένο να παράγει ένα σήμα πληροφοριών μέτρησης σε μορφή προσβάσιμη στην αντίληψη ενός παρατηρητή.

Τα όργανα μέτρησης αντιπροσωπεύουν τη μεγαλύτερη ομάδα SI και ταξινομούνται σύμφωνα με διάφορα κριτήρια. Οι πιο συνηθισμένες είναι οι ταξινομήσεις ανάλογα με τον τύπο του μπλοκ διαγράμματος και τη μέθοδο έκδοσης πληροφοριών μέτρησης.

Ανάλογα με τον τύπο του μπλοκ διαγράμματος, οι συσκευές χωρίζονται σε συσκευές άμεσης δράσης και συσκευές σύγκρισης.

Στις συσκευές άμεσης δράσης, παρέχονται μία ή περισσότερες μετατροπές σημάτων πληροφοριών μέτρησης Χστην τιμή εξόδου Υσε μία κατεύθυνση από την είσοδο στην έξοδο, δηλ. χωρίς ανατροφοδότηση. Παραδείγματα συσκευών άμεσης δράσης είναι τα μανόμετρα, τα θερμόμετρα από υδραργυρικό γυαλί, τα αμπερόμετρα κ.λπ.

Οι συσκευές σύγκρισης είναι συσκευές μέτρησης σχεδιασμένες για άμεση σύγκριση της μετρούμενης τιμής Χμε την αξία x0,και τιμή διαφοράς DX = X - X 0χρησιμοποιείται για τη λήψη του αποτελέσματος της μέτρησης. Παραδείγματα συσκευών σύγκρισης είναι οι ζυγαριές ίσου βραχίονα, ένα ηλεκτρικό ποτενσιόμετρο μέτρησης (αντισταθμιστής), ένας συγκριτής για γραμμικά μέτρα κ.λπ. Στις συσκευές σύγκρισης, υπάρχει ένα μέτρο στη διαδικασία κάθε μέτρησης.

Σύμφωνα με τη μέθοδο έκδοσης πληροφοριών μέτρησης, τα όργανα μέτρησης χωρίζονται σε ένδειξη και καταγραφή.

Τα όργανα ένδειξης επιτρέπουν αναγνώσεις ανάγνωσης. καταχώρηση – καταμέτρηση, καθώς και καταχώρηση της μετρούμενης τιμής είτε σε συνάρτηση με το χρόνο είτε σε συνάρτηση άλλης ποσότητας.

Τα όργανα ένδειξης περιλαμβάνουν αναλογικά και ψηφιακά όργανα.

Οι συσκευές ανάγνωσης των αναλογικών συσκευών αποτελούνται από μια κλίμακα και έναν δείκτη βέλους, οι ενδείξεις αυτών των συσκευών είναι μια συνεχής συνάρτηση της μετρούμενης τιμής.

Κλίμακα οργάνων μέτρησης- μέρος της συσκευής ένδειξης SI, η οποία είναι μια διατεταγμένη σειρά σημάτων μαζί με την αρίθμηση που σχετίζεται με αυτά. Το σημάδι κλίμακας είναι ένα σημάδι στην κλίμακα SI (παύλα, δόντι, τελεία, κ.λπ.) που αντιστοιχεί σε κάποια τιμή μιας φυσικής ποσότητας. Για τις ψηφιακές κλίμακες, οι ίδιοι οι αριθμοί είναι ισοδύναμοι με τους βαθμούς της κλίμακας.

Τιμή διαίρεσης κλίμακαςείναι η διαφορά μεταξύ των τιμών μεγέθους που αντιστοιχούν σε δύο γειτονικά σημάδια στην κλίμακα SI. Τα σημάδια εφαρμόζονται στη ζυγαριά κατά τη βαθμονόμηση της συσκευής, π.χ. όταν εφαρμόζεται σήμα στην είσοδό του από την έξοδο ενός υποδειγματικού μέτρου πολλαπλών τιμών. Ορισμένα από τα σημάδια της κλίμακας τοποθετούνται με αριθμητικές τιμές της ποσότητας που παρέχεται από την έξοδο του μέτρου. Αυτά τα σημάδια γίνονται αριθμητικά.

Η κλίμακα SI έχει μια αρχική και τελική τιμή. Αντιστοιχούν στις μικρότερες και μεγαλύτερες τιμές της μετρούμενης ποσότητας, η οποία μπορεί να διαβαστεί στην κλίμακα SI. Κατά τη μέτρηση, η ένδειξη διαβάζεται από τη συσκευή ένδειξης. Κάθε SI χαρακτηρίζεται από μια σειρά ενδείξεων και μια σειρά μετρήσεων. Εύρος ένδειξηςείναι το εύρος τιμών της κλίμακας SI, που περιορίζεται από τις αρχικές και τελικές διαιρέσεις της . Εύρος μέτρησηςονομάζεται το εύρος τιμών μιας φυσικής ποσότητας (PV), εντός της οποίας κανονικοποιούνται τα επιτρεπτά όρια σφάλματος του SI. Οι τιμές της ποσότητας που περιορίζουν το εύρος από κάτω και πάνω (αριστερά και δεξιά) ονομάζονται κατώτερο και ανώτερο όριο μέτρησης, αντίστοιχα. Το εύρος μέτρησης είναι πάντα μικρότερο ή ίσο με το εύρος ανάγνωσης.

Ρύθμιση μέτρησης- αυτό είναι ένα σύνολο λειτουργικά ενσωματωμένων οργάνων μέτρησης (μέτρα, μορφοτροπείς μέτρησης, όργανα μέτρησης) που έχουν σχεδιαστεί για τη δημιουργία σημάτων πληροφοριών μέτρησης και βρίσκονται σε συμπαγή θέση.

Οι εγκαταστάσεις μέτρησης χρησιμοποιούνται σε εργαστήρια για επιστημονική έρευνα, για ποιοτικό έλεγχο υλικών.

Ρύθμιση μέτρησης- ένα σύνολο μορφοτροπέων μέτρησης, οργάνων μέτρησης και βοηθητικών συσκευών διασυνδεδεμένων με κανάλια επικοινωνίας, σχεδιασμένα να παράγουν πληροφορίες βολικές για αυτόματη επεξεργασία, μετάδοση και χρήση σε συστήματα ελέγχου.

Όλα τα SI σύμφωνα με τις εκτελούμενες μετρολογικές λειτουργίες χωρίζονται σε πρότυπα, πρότυπα εργασίας και λειτουργικά SI.

Τυπική μονάδα φυσικής ποσότητας- πρόκειται για ένα SI (ή ένα σύνολο SI) που διασφαλίζει την αναπαραγωγή και αποθήκευση μιας μονάδας προκειμένου να μεταφερθεί το μέγεθός της σε όργανα μέτρησης χαμηλότερου επιπέδου σύμφωνα με το σύστημα επαλήθευσης, το οποίο έχει εγκριθεί επίσημα με τον προβλεπόμενο τρόπο. Ένα πρότυπο εργασίας είναι ένα SI που χρησιμεύει για την επαλήθευση ή τη βαθμονόμηση άλλων οργάνων μέτρησης έναντι αυτών και είναι εγκεκριμένο ως πρότυπο εργασίας.

Επαλήθευση- αυτός είναι ο προσδιορισμός από το μετρολογικό σώμα του σφάλματος των οργάνων μέτρησης και η διαπίστωση της καταλληλότητάς του για χρήση.

Όργανα μέτρησης εργασίαςείναι το SI που χρησιμοποιείται στις τεχνικές μετρήσεις.

Σχέδιο επαλήθευσης- αυτό είναι ένα δεόντως εγκεκριμένο έγγραφο που καθορίζει τα μέσα, τις μεθόδους και την ακρίβεια μεταφοράς του μεγέθους των μονάδων από το πρότυπο στο λειτουργικό SI. Το κύριο μέρος του σχήματος επαλήθευσης είναι η μετρολογική αλυσίδα μεταφοράς μεγεθών μονάδων από το πρωτεύον πρότυπο με ένα λειτουργικό όργανο μέτρησης.

Μέθοδοι μέτρησης.

Μέθοδοι μέτρησης (MI)- ένας τρόπος για να ληφθεί ένα αποτέλεσμα μέτρησης χρησιμοποιώντας τις αρχές και τα μέσα μέτρησης.

Οι ΜΙ χωρίζονται σε:

· Μέθοδος άμεσης αξιολόγησης - η τιμή της μετρούμενης ποσότητας λαμβάνεται απευθείας από τη συσκευή ανάγνωσης της συσκευής μέτρησης άμεσης δράσης.

Το πλεονέκτημα είναι η ταχύτητα των μετρήσεων, που το καθιστά απαραίτητο Πρακτική εφαρμογη. Το μειονέκτημα είναι η περιορισμένη ακρίβεια.

· Μέθοδος σύγκρισης μετρήσεων – η μετρούμενη τιμή συγκρίνεται με την τιμή που αναπαράγεται από το μέτρο. Παράδειγμα: μέτρηση μήκους με χάρακα.

Το πλεονέκτημα είναι η μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης από ό,τι με τη μέθοδο άμεσης αξιολόγησης. ελάττωμα - υψηλό κόστοςκαιρός να αναλάβουμε δράση.

· μέθοδος αντίθεσης - η μετρούμενη τιμή και η τιμή που αναπαράγεται από το μέτρο ενεργούν ταυτόχρονα στη συσκευή σύγκρισης, με τη βοήθεια της οποίας καθορίζεται η αναλογία μεταξύ αυτών των ποσοτήτων.

Για παράδειγμα, η ζύγιση σε ζυγαριά ίσων βραχιόνων, στην οποία μετράται η μάζα, ορίζεται ως το άθροισμα της μάζας των βαρών που την εξισορροπούν και των ενδείξεων στην κλίμακα της ζυγαριάς.

Το πλεονέκτημα είναι η μείωση της επίδρασης στα αποτελέσματα μέτρησης παραγόντων που επηρεάζουν την παραμόρφωση των σημάτων πληροφοριών μέτρησης. Το μειονέκτημα είναι η αύξηση του χρόνου ζύγισης.

· Διαφορική (διαφορά) μέθοδος - χαρακτηρίζεται από τη διαφορά μεταξύ των μετρούμενων και των γνωστών (αναπαραγώγιμων μετρήσεων) τιμών. Για παράδειγμα, μέτρηση με σύγκριση με ένα πρότυπο εργασίας σε έναν συγκριτή, που πραγματοποιείται κατά τον έλεγχο μετρήσεων μήκους.

Το πλεονέκτημα είναι ότι τα αποτελέσματα λαμβάνονται με υψηλή ακρίβεια, ακόμη και με σχετικά ακατέργαστα μέσα για τη μέτρηση της διαφοράς.

· Μέθοδος μηδέν - μέθοδος σύγκρισης με μέτρο κατά το οποίο η προκύπτουσα επίδραση της έκθεσης στον συγκριτή μηδενίζεται.

· Μέθοδος αντιστοίχισης - μέθοδος σύγκρισης με μέτρο, κατά την οποία η διαφορά μεταξύ των τιμών του απαιτούμενου και αναπαραγώγιμου μέτρου ποσοτήτων μετράται χρησιμοποιώντας τη σύμπτωση σημείων κλίμακας ή περιοδικών σημάτων.

Πλεονέκτημα - η μέθοδος σάς επιτρέπει να αυξήσετε σημαντικά την ακρίβεια σύγκρισης με το μέτρο. Το μειονέκτημα είναι το κόστος απόκτησης πιο σύνθετων μέσων, η ανάγκη για τον χειριστή να έχει επαγγελματικές δεξιότητες.

· μέθοδος αντικατάστασης - βασίζεται σε σύγκριση με ένα μέτρο, στο οποίο η μετρούμενη τιμή αντικαθίσταται από μια γνωστή τιμή, ένα αναπαραγώγιμο μέτρο, διατηρώντας όλες τις συνθήκες αμετάβλητες. Για παράδειγμα, ζύγιση με εναλλακτική τοποθέτηση της μετρούμενης μάζας και των βαρών στην ίδια ζυγαριά.

Πλεονεκτήματα - το σφάλμα μέτρησης είναι μικρό, καθώς καθορίζεται κυρίως από το σφάλμα του μέτρου και τη νεκρή ζώνη της συσκευής (μηδέν - δείκτης). Το μειονέκτημα είναι η ανάγκη εφαρμογής μέτρων πολλαπλών αξιών.

· Μέθοδος έμμεσης μέτρησης - μέτρηση της φυσικής ποσότητας ενός στοιχείου, που σχετίζεται με μια άλλη επιθυμητή ποσότητα, μια συγκεκριμένη λειτουργική εξάρτηση, με μετέπειτα υπολογισμό με επίλυση του ελέγχου. Έμμεσες μέθοδοι χρησιμοποιούνται ευρέως σε μεθόδους χημικών δοκιμών.

Πλεονεκτήματα - η δυνατότητα μέτρησης ποσοτήτων για τις οποίες δεν υπάρχουν μέθοδοι άμεσης αξιολόγησης ή δεν δίνουν αξιόπιστα αποτελέσματα ή συνδέονται με σημαντικό κόστος. Μειονεκτήματα - αυξημένος χρόνος και κόστος μέτρησης.

Φυσικές φλέβες. Μονάδες φυσικών μεγεθών

Η ευρεία ανάπτυξη και διάδοση μεθόδων και μέσων μετρολογίας οδήγησε στη δημιουργία ολόκληρων συστημάτων μονάδων μέτρησης κρατικών και διεθνών οργανισμών. Τη στιγμή της παγκόσμιας παγκοσμιοποίησης, ο ρόλος της μετρολογίας και η πολυπλοκότητα των εργασιών αυξάνεται σημαντικά. Κάθε ποιοτικό χαρακτηριστικό φυσικό αντικείμενοονομάζεται φυσικό μέγεθος (μήκος, μάζα, ταχύτητα). Ένα φυσικό μέγεθος έχει ένα ορισμένο μέγεθος, το οποίο εκφράζεται ως μονάδα μέτρησης. Μεταξύ των φυσικών μεγεθών, υπάρχουν βασικά και μετατρεπόμενα από τα κύρια. Και τα δύο αυτά φυσικά μεγέθη σχηματίζουν ένα σύστημα μονάδων. ΣΤΟ διαφορετική ώραΥπήρχαν διαφορετικά συστήματα μονάδων μέτρησης. Σύστημα ISS - μετρητής, κιλό, δευτερόλεπτο. Το σύστημα CGS περιελάμβανε εκατοστό, γραμμάριο, δευτερόλεπτο κ.λπ. Με βάση αυτά, κατασκευάστηκε το Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI), το οποίο υιοθετήθηκε στο XI Διεθνές Συνέδριο για τα Βάρη και τα Μέτρα το 1960 για να εισαγάγει ομοιομορφία στις μονάδες μέτρησης σε όλο τον κόσμο.

Το SI έχει επτά βασικές μονάδες, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση όλων των μηχανικών, ηλεκτρικών, μαγνητικών, ακουστικών, ελαφρών και χημικών παραμέτρων, καθώς και για τα χαρακτηριστικά της ιονίζουσας ακτινοβολίας. Οι βασικές μονάδες SI είναι:

μέτρο (m) - για μέτρηση μήκους.

κιλό (kg) - για μέτρηση μάζας.

δεύτερο (s) - για τη μέτρηση του χρόνου.

αμπέρ (Α) - για τη μέτρηση της δύναμης ηλεκτρικό ρεύμα;

kelvin (K) - για τη μέτρηση της θερμοδυναμικής θερμοκρασίας.

mol (mol) - για τη μέτρηση της ποσότητας μιας ουσίας.

candela (cd) - για τη μέτρηση της έντασης του φωτός.

Το SI έχει υιοθετήσει έναν νέο ορισμό της μονάδας μήκους - το μέτρο. Πριν από την εισαγωγή του SI, τα μέτρα γραμμής από κράμα πλατίνας-ιριδίου και με διατομή σχήματος Χ χρησιμοποιήθηκαν ως διεθνή και εθνικά πρότυπα του μετρητή. Ο μετρητής προσδιορίστηκε σε θερμοκρασία 20 ° C μεταξύ των αξόνων των δύο μεσαίων διαδρομών του μέτρου με ακρίβεια ± 0,1 microns.

ΣΤΟ νέο σύστημαμονάδες του 1 m εκφράζεται στα μήκη κύματος των κυμάτων φωτός του ατόμου κρυπτών, δηλαδή συνδέεται με μια φυσική τιμή. Τώρα ένα μέτρο έχει μήκος ίσο με 1.650.763,73 μήκη κύματος κενού ακτινοβολίας που αντιστοιχούν στην πορτοκαλί γραμμή του φάσματος του κρυπτόν-86. Με το νέο πρότυπο, ένα μήκος 1 m αναπαράγεται πλέον με σφάλμα 0,002 microns, το οποίο είναι 50 φορές μικρότερο από το σφάλμα του παλιού τεχνητού προτύπου του μετρητή.

Μέθοδος μέτρησης– λήψη ή ένα σύνολο μεθόδων σύγκρισης του μετρούμενου φυσικού μεγέθους και της μονάδας του σύμφωνα με την υλοποιημένη αρχή μέτρησης.

Η μέθοδος μέτρησης καθορίζεται συνήθως από το σχεδιασμό των οργάνων μέτρησης. Υπάρχουν πολλές βασικές μέθοδοι μέτρησης: άμεση αξιολόγηση, σύγκριση με ένα μέτρο, διαφορικό ή διαφορά, μηδέν, επαφή και μη επαφή.

Το εργαλείο μέτρησης και οι μέθοδοι χρήσης του μαζί αποτελούν τη μέθοδο μέτρησης. Σύμφωνα με τη μέθοδο λήψης των τιμών των μετρούμενων ποσοτήτων, διακρίνονται δύο κύριες μέθοδοι μέτρησης: η μέθοδος της άμεσης αξιολόγησης και η μέθοδος σύγκρισης με το μέτρο.

Μέθοδος άμεσης αξιολόγησης- μέθοδος μέτρησης κατά την οποία η τιμή μιας ποσότητας προσδιορίζεται απευθείας από τη συσκευή ανάγνωσης μιας συσκευής μέτρησης άμεσης δράσης.

Για παράδειγμα, μετρώντας το μήκος με χάρακα, τις διαστάσεις των εξαρτημάτων - με ένα μικρόμετρο, παχύμετρο, πήραμε την τιμή μεγέθους

Εικόνα 7.1– Σχέδιο μετρήσεων σε σύγκριση με ένα μέτρο

Μέθοδος σύγκρισης μετρήσεων- μέθοδος μέτρησης κατά την οποία η μετρούμενη τιμή συγκρίνεται με την τιμή που αναπαράγεται από το μέτρο. Για παράδειγμα, για να μετρήσετε το ύψος μεγάλολεπτομέρειες 1 (εικ.7.1) μινιμόμετρο 2 στερεωμένο στο ράφι. Το βέλος του μινιμόμετρου τίθεται στο μηδέν σύμφωνα με οποιοδήποτε δείγμα (σύνολο τελικών μέτρων 3), ψηλός Ν,ίσο με το ονομαστικό ύψος μεγάλομετρημένο μέρος. Στη συνέχεια προχωρήστε στη μέτρηση των παρτίδων των εξαρτημάτων. Σχετικά με την ακρίβεια διαστάσεων μεγάλοκρίνεται από την απόκλιση ±∆ του βέλους του ελαχίστου ως προς τη θέση μηδέν.

Ανάλογα με τη σχέση των μετρήσεων του οργάνου με το μετρούμενο φυσικό μέγεθος, οι μετρήσεις χωρίζονται σε άμεσες και έμμεσες, απόλυτες και σχετικές.

Στο απευθείαςστη μέτρηση, η επιθυμητή τιμή της ποσότητας βρίσκεται απευθείας στη διαδικασία μέτρησης, για παράδειγμα, μετρώντας τη γωνία με γωνιόμετρο, διάμετρος - με παχύμετρο, μάζα - σε κλίμακα καντράν.

Στο έμμεσοςμέτρηση, η τιμή μιας ποσότητας προσδιορίζεται με βάση τη σχέση μεταξύ αυτής της ποσότητας και των ποσοτήτων που υπόκεινται σε άμεσες μετρήσεις, για παράδειγμα, προσδιορίζοντας τη μέση διάμετρο του νήματος χρησιμοποιώντας τρία σύρματα σε ένα κατακόρυφο μετρητή μήκους, τη γωνία χρησιμοποιώντας έναν ημιτονοειδή χάρακα κ.λπ.

Κατά τη μέτρηση γραμμικών μεγεθών, ανεξάρτητα από τις μεθόδους που εξετάζονται, υπάρχουν μέθοδοι μέτρησης επαφής και χωρίς επαφή.

μέθοδος επαφήςπραγματοποιείται με επαφή μεταξύ των επιφανειών μέτρησης του εργαλείου ή της συσκευής και του εξαρτήματος που ελέγχεται. Το μειονέκτημά του είναι η ανάγκη για μια συγκεκριμένη προσπάθεια κατά τη μέτρηση, η οποία προκαλεί πρόσθετα σφάλματα (για παράδειγμα, μετρήσεις με παχύμετρο, μικρόμετρο, μοχλό-μηχανικές συσκευές).

μέθοδος χωρίς επαφήείναι απαλλαγμένο από το μειονέκτημα της επαφής, καθώς κατά τη διαδικασία μέτρησης δεν υπάρχει επαφή μεταξύ του εργαλείου ελέγχου και του προϊόντος. Αυτή είναι μια δοκιμή σε προβολείς, μικροσκόπια, με χρήση πνευματικών συσκευών.

Η μέτρηση των επιφανειών τμημάτων με σύνθετο γεωμετρικό σχήμα (νημάτια, συνδέσεις spline) μπορεί να γίνει είτε στοιχείο προς στοιχείο είτε με σύνθετη μέθοδο.

με τη μέθοδο στοιχείων,για παράδειγμα, το νήμα της μέσης διαμέτρου ελέγχεται χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των τριών συρμάτων, η εξωτερική διάμετρος ελέγχεται με ένα μικρόμετρο, η γωνία προφίλ ελέγχεται χρησιμοποιώντας ένα γενικό μικροσκόπιο.

Σύνθετη μέθοδοςΧρησιμοποιούνται στον έλεγχο των σπειρωμάτων με τη βοήθεια βυσμάτων με σπείρωμα και δακτυλίους για βίδωμα, ταυτόχρονα ελέγχουν το βήμα, τη γωνία προφίλ και τη μέση διάμετρο του σπειρώματος.

Τα εργαλεία μέτρησης (όργανα) ταξινομούνται ανάλογα με το σκοπό, τα δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά και τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά κατασκευής τους. Σε εργοστάσια, εξειδικευμένα συνεργεία και τμήματα παράγουν τις ακόλουθες ομάδες οργάνων μέτρησης.

1. Οπτικές συσκευές:

α) όργανα μέτρησης μηκών και γωνιών - μετρητές μήκους, προφίλ, σφαιρόμετρα, μικροσκόπια μέτρησης οργάνων και γενικής χρήσης, γραμμικές μηχανές μέτρησης, οπτικές διαχωριστικές κεφαλές, γωνιόμετρα,

διαθλασίμετρα, σωλήνες αυτοκολλητισμού, καθεόμετρα κ.λπ.

β) μικροσκόπια (διόφθαλμα, παρεμβολές, βιολογικά κ.λπ.).

γ) συσκευές παρατήρησης - Κιάλια Galilean και πρίσματος, στερεοφωνικοί σωλήνες, περισκόπια.

δ) Γεωδαιτικά όργανα - επίπεδα, θεοδόλιθοι, ανιχνευτές φωτός.

ε) Φασματικά όργανα πρίσματος και περίθλασης - μικροφωτόμετρα, συμβολόμετρα, φασματοπροβολείς.

2. Μοχλοοπτικές συσκευές: οπτίμετρα, υπεροπτιμέτρα κ.λπ.

3. Μοχλομηχανικές συσκευές:

α) πραγματικά μοχλός (μίμετρα, κ.λπ.).

β) γρανάζι (δείκτες τύπου ρολογιού κ.λπ.).

γ) με οδοντωτό μοχλό (μικρόμετρα κ.λπ.).

δ) μοχλός-βίδα (δείκτης-μικρόμετρο).

ε) με κιβώτιο ταχυτήτων ελατηρίου (μικροκάτορες κ.λπ.).

4. Πνευματικά όργανα με μανόμετρο και περιστροφόμετρο.

5. Μηχανικές συσκευές:

α) διακεκομμένο, εξοπλισμένο με βερνιέ (εργαλεία διαμετρήματος και γενικά γωνιόμετρα)·

β) μικρομετρικό, με βάση τη χρήση βιδωτού γραναζιού (μικρόμετρα, μικρομετρικά εσωτερικά μετρητές, μετρητές βάθους κ.λπ.).

6. Ηλεκτροκίνητες συσκευές (επαγωγικές, χωρητικές, φωτοηλεκτρικές κ.λπ.).

7. Αυτόματες συσκευές: μηχανές διαλογής ελέγχου και ελέγχου, συσκευές ενεργού ελέγχου κ.λπ.

Τύπος οργάνων μέτρησης- αυτό είναι ένα σύνολο οργάνων μέτρησης που προορίζονται για τη μέτρηση αυτού του τύπου φυσικής ποσότητας.

Ο τύπος οργάνων μέτρησης μπορεί να περιλαμβάνει διάφορους τύπους. Για παράδειγμα, τα αμπερόμετρα και τα βολτόμετρα (γενικά) είναι τύποι οργάνων μέτρησης, αντίστοιχα, για την ισχύ του ηλεκτρικού ρεύματος και της τάσης.

Συσκευή ανάγνωσηςΗ ενδεικτική συσκευή μπορεί να έχει μια κλίμακα και έναν δείκτη. ΔείκτηςΕίναι κατασκευασμένο με τη μορφή βέλους, δέσμης φωτός κ.λπ. Οι συσκευές ανάγνωσης με ψηφιακή ένδειξη χρησιμοποιούνται ευρέως αυτήν τη στιγμή. Κλίμακααντιπροσωπεύει ένα σύνολο σημάτων και μερικά από αυτά έχουν αριθμούς αναφοράς ή άλλα σύμβολα που αντιστοιχούν σε έναν αριθμό διαδοχικών τιμών μιας ποσότητας. Το κενό μεταξύ δύο γειτονικών σημείων κλίμακας ονομάζεται διαίρεση κλίμακας.

Κλίμακα διάστημαείναι η απόσταση μεταξύ δύο γειτονικών σημαδιών κλίμακας. Τα περισσότερα όργανα μέτρησης έχουν διάστημα διαίρεσης από 1 έως 2,5 mm.

Εικόνα 7.2– Εύρος κλίμακας

Τιμή διαίρεσης κλίμακαςείναι η διαφορά στις τιμές των ποσοτήτων που αντιστοιχούν σε δύο γειτονικά σημάδια στην κλίμακα. Για παράδειγμα (βλ. εικ.), ο δείκτης έχει τιμή διαίρεσης 0,002 mm.

Πρωταρχικόςκαι τελική τιμή κλίμακας (όριο μέτρησης)είναι, αντίστοιχα, τα μικρότερα και μεγαλύτερη αξίαμετρούμενη τιμή, που υποδεικνύεται στην κλίμακα, που χαρακτηρίζει τις δυνατότητες της κλίμακας του οργάνου μέτρησης και καθορίζει το εύρος των ενδείξεων.

1.5 Σφάλμα μέτρησης και οι πηγές του

Κατά την ανάλυση μιας μέτρησης, οι πραγματικές τιμές των φυσικών μεγεθών συγκρίνονται με τα αποτελέσματα της μέτρησης. Απόκλιση Δ του αποτελέσματος της μέτρησης Χαπό αληθινή αξία Qη μετρούμενη ποσότητα ονομάζεται σφάλμα μέτρησης:

∆=Χ-Q.

Τα σφάλματα μέτρησης ταξινομούνται συνήθως ανάλογα με την αιτία εμφάνισής τους και ανάλογα με το είδος των σφαλμάτων. Ανάλογα με τα αίτια εμφάνισης, διακρίνονται τα ακόλουθα σφάλματα μέτρησης.

Σφάλμα μεθόδουείναι ένα συστατικό του σφάλματος μέτρησης, το οποίο είναι συνέπεια της ατέλειας της μεθόδου μέτρησης. Το συνολικό σφάλμα της μεθόδου μέτρησης καθορίζεται από το σύνολο των σφαλμάτων των επιμέρους στοιχείων της (ενδείξεις οργάνων, μετρητές άκρου, αλλαγές θερμοκρασίας κ.λπ.).

Σφάλμα καταμέτρησης- συστατικό του σφάλματος μέτρησης, το οποίο είναι αποτέλεσμα ανεπαρκούς ακρίβειας ανάγνωσης των ενδείξεων του οργάνου μέτρησης και εξαρτάται από τις ατομικές ικανότητες του παρατηρητή.

Σφάλμα οργάνουείναι το στοιχείο σφάλματος μέτρησης, το οποίο εξαρτάται από τα σφάλματα των οργάνων μέτρησης που χρησιμοποιούνται. Υπάρχουν βασικά και πρόσθετα σφάλματα του οργάνου μέτρησης. Ανά βασικό λάθοςαποδεχτείτε το σφάλμα του οργάνου μέτρησης που χρησιμοποιείται υπό κανονικές συνθήκες. Πρόσθετο σφάλμαείναι το άθροισμα των πρόσθετων σφαλμάτων του μορφοτροπέα μέτρησης και του μέτρου που προκαλείται από την απόκλιση από τις κανονικές συνθήκες.

Εάν η θερμοκρασία του υπό δοκιμή προϊόντος διαφέρει από τη θερμοκρασία στην οποία πραγματοποιείται ο έλεγχος, αυτό θα προκαλέσει σφάλματα που προκύπτουν από τη θερμική διαστολή. Για να αποφευχθεί η εμφάνισή τους, όλες οι μετρήσεις πρέπει να γίνονται σε κανονική θερμοκρασία (+20°C).

Ανακρίβεια εγκατάστασης εξαρτήματοςστον έλεγχο και σφάλματα εγκατάστασης της συσκευήςεπηρεάζουν επίσης την ακρίβεια μέτρησης. Για παράδειγμα, κατά τη μέτρηση, ένα παχύμετρο πρέπει να ρυθμίζεται κάθετα στην επιφάνεια που μετράται. Ωστόσο, μπορεί να υπάρχουν στρεβλώσεις στη διαδικασία μέτρησης, γεγονός που οδηγεί σε σφάλματα μέτρησης.

Στα λάθη που αναφέρονται, μπορεί κανείς να προσθέσει σφάλματα που προκύπτουν όταν το μέγεθος υπολογίζεται από τον ερμηνευτή λόγω των υποκειμενικών του δεδομένων, σφάλματα από την έλλειψη πυκνότητας επαφής μεταξύ των επιφανειών μέτρησης και του προϊόντος.

Όλα τα σφάλματα μέτρησης χωρίζονται ανά τύπο σε συστηματικά, τυχαία και ακαθάριστα.

Υπό συστηματικόςκατανοούν σφάλματα που είναι σταθερά ή αλλάζουν τακτικά κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων μετρήσεων της ίδιας ποσότητας. Τυχαίοςσφάλματα - στοιχεία σφαλμάτων μέτρησης που αλλάζουν τυχαία κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων μετρήσεων της ίδιας τιμής. Προς την αγενήςπεριλαμβάνουν τυχαία σφάλματα που είναι σημαντικά μεγαλύτερα από αυτά που αναμένονται υπό τις δεδομένες συνθήκες μέτρησης (για παράδειγμα, λανθασμένη ένδειξη στην κλίμακα, κρούσεις και κρούσεις της συσκευής).

Βαθμονόμηση - ο καθορισμός μετρολογικών χαρακτηριστικών του εξοπλισμού μέτρησης, τα οποία δεν υπόκεινται σε κρατική μετρολογική εποπτεία. Η βαθμονόμηση πραγματοποιείται από εργαστήρια βαθμονόμησης.

Το όριο ευαισθησίας (απόκριση) είναι η μικρότερη αύξηση της τιμής εισόδου, η οποία προκαλεί αισθητή αλλαγή στην τιμή εξόδου.

Ένα στοιχειώδες σφάλμα είναι ένα τέτοιο συστατικό του σφάλματος, το οποίο σε μια δεδομένη ανάλυση δεν χρειάζεται να χωριστεί περαιτέρω σε συνιστώσες. Καθολικές Μέθοδοιδεν υπάρχουν συστηματικά λάθη. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι για τη μείωση ή την εξάλειψή τους. Τα μεγάλα σφάλματα των αποτελεσμάτων των μετρήσεων αποκλείονται χρησιμοποιώντας το κριτήριο των μη φυσιολογικών αποτελεσμάτων για το οποίο παίρνω το διάστημα σε σχέση με το κέντρο διανομής σε κλάσματα της τυπικής απόκλισης. Συνήθως, εάν η τιμή μέτρησης είναι μεγαλύτερη από 3 σ, τότε μια τέτοια απόκλιση αναφέρεται ως ανώμαλη.

Για τη διασφάλιση της μετρολογικής ομοιομορφίας των μετρήσεων, πραγματοποιείται μετρολογική πιστοποίηση του εξοπλισμού μέτρησης σε εργαστήρια μετρήσεων.

Επαλήθευση- προσδιορισμός της καταλληλότητας του οργάνου μέτρησης για χρήση με βάση τη συμμόρφωση των πειραματικά καθορισμένων μετρολογικών χαρακτηριστικών και ελέγχου με τις καθιερωμένες απαιτήσεις.

Το κύριο μετρολογικό χαρακτηριστικό ενός οργάνου μέτρησης, που προσδιορίζεται κατά την επαλήθευση, είναι το σφάλμα του. Κατά κανόνα, βρίσκεται με βάση τη σύγκριση του βαθμονομημένου οργάνου μέτρησης με ένα υποδειγματικό όργανο μέτρησης ή πρότυπο, δηλαδή με ένα πιο ακριβές όργανο που προορίζεται για επαλήθευση.

Υπάρχουν επαληθεύσεις: κρατικές και νομαρχιακές, περιοδικές και ανεξάρτητες, έκτακτες και επιθεωρητικές, σύνθετες, στοιχείο προς στοιχείο κ.λπ. Η επαλήθευση γίνεται από μετρολογικές υπηρεσίες, στις οποίες παρέχεται το δικαίωμα να το κάνουν με τον προβλεπόμενο τρόπο. Η επαλήθευση πραγματοποιείται από ειδικά εκπαιδευμένους ειδικούς που διαθέτουν πιστοποιητικό για το δικαίωμα διεξαγωγής της.

Τα αποτελέσματα της επαλήθευσης των οργάνων μετρήσεων που αναγνωρίζονται ως κατάλληλα για χρήση επισημοποιούνται με την έκδοση πιστοποιητικών επαλήθευσης, την εφαρμογή σήματος επαλήθευσης κ.λπ. Όλα τα όργανα μετρήσεων που χρησιμοποιούνται στην εθνική οικονομία υπόκεινται σε επαλήθευση.

Στις επιχειρήσεις, τα κύρια μέσα διατήρησης των μετρήσεων μήκους είναι τα τελικά μέτρα. Όλα τα όργανα μέτρησης συνεργείου υπόκεινται σε επαλήθευση σε εργαστήρια ελέγχου και μετρήσεων με υποδειγματικά όργανα μέτρησης.

Ένα όργανο μέτρησης (MI) είναι ένα τεχνικό όργανο που προορίζεται για μετρήσεις, με κανονικοποιημένα μετρολογικά χαρακτηριστικά, αναπαραγωγή ή αποθήκευση μιας μονάδας φυσικής ποσότητας, το μέγεθος της οποίας λαμβάνεται αμετάβλητο σε ένα γνωστό χρονικό διάστημα.

Ο παραπάνω ορισμός εκφράζει την ουσία του οργάνου μέτρησης, το οποίο, πρώτον, αποθηκεύει ή αναπαράγει τη μονάδα και, δεύτερον, αυτή η μονάδα είναι αμετάβλητη. Αυτοί οι σημαντικότεροι παράγοντες καθορίζουν τη δυνατότητα πραγματοποίησης μετρήσεων, δηλ. κάνουν ένα τεχνικό εργαλείο μέσο μέτρησης. Αυτό το μέσο μέτρησης διαφέρει από άλλες τεχνικές συσκευές. Τα όργανα μέτρησης περιλαμβάνουν μέτρα, μετρήσεις: μορφοτροπείς, όργανα, εγκαταστάσεις και συστήματα.

Ένα μέτρο φυσικής ποσότητας είναι ένα όργανο μέτρησης που έχει σχεδιαστεί για την αναπαραγωγή και (ή) αποθήκευση μιας φυσικής ποσότητας μιας ή περισσότερων δεδομένων διαστάσεων, οι τιμές των οποίων εκφράζονται σε καθορισμένες μονάδες και είναι γνωστές με την απαιτούμενη ακρίβεια. Παραδείγματα μετρήσεων: βάρη, αντιστάσεις μέτρησης, ακραίες μετρήσεις μήκους, πηγές ραδιονουκλεϊδίων, κ.λπ. Τα μέτρα που αναπαράγουν φυσικές ποσότητες μόνο ενός μεγέθους ονομάζονται σαφείς (βάρος), πολλά μεγέθη - πολλαπλών τιμών (χιλιοστόμετρος - σας επιτρέπει να εκφράσετε την μήκος τόσο σε mm όσο και σε cm). Επιπλέον, υπάρχουν σύνολα και γεμιστήρες μέτρων, για παράδειγμα, γεμιστήρας χωρητικότητας ή επαγωγής. Κατά τη μέτρηση χρησιμοποιώντας μέτρα, οι μετρούμενες τιμές συγκρίνονται με γνωστές τιμές που μπορούν να αναπαραχθούν από τα μέτρα. Η σύγκριση πραγματοποιείται με διαφορετικούς τρόπους, το πιο κοινό μέσο σύγκρισης είναι ένας συγκριτής που έχει σχεδιαστεί για να συγκρίνει μέτρα ομοιογενών ποσοτήτων. Ένα παράδειγμα συγκριτή είναι μια κλίμακα ισορροπίας. Τα μέτρα περιλαμβάνουν πρότυπα δείγματα και υποδειγματική ουσία, τα οποία είναι ειδικά σχεδιασμένα σώματα ή δείγματα ουσίας ορισμένης και αυστηρά ρυθμιζόμενης περιεκτικότητας, μία από τις ιδιότητες των οποίων είναι μια ποσότητα με γνωστή τιμή. Για παράδειγμα, δείγματα σκληρότητας, τραχύτητας.

Ο μορφοτροπέας μέτρησης (MT) είναι ένα τεχνικό εργαλείο με κανονιστικά μετρολογικά χαρακτηριστικά που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή μιας μετρούμενης ποσότητας σε άλλη ποσότητα ή ενός σήματος μέτρησης που είναι βολικό για επεξεργασία, αποθήκευση, ένδειξη ή μετάδοση. Οι πληροφορίες μέτρησης στην έξοδο του IP, κατά κανόνα, δεν είναι διαθέσιμες για άμεση αντίληψη από τον παρατηρητή. Αν και οι IP είναι δομικά ξεχωριστά στοιχεία, τις περισσότερες φορές περιλαμβάνονται ως συστατικά μέρησε πιο πολύπλοκα όργανα ή εγκαταστάσεις μετρήσεων και δεν έχουν ανεξάρτητη σημασία κατά τις μετρήσεις.

Η προς μετατροπή τιμή, που παρέχεται στον μορφοτροπέα μέτρησης, ονομάζεται τιμή εισόδου και το αποτέλεσμα της μετατροπής ονομάζεται τιμή εξόδου. Η αναλογία μεταξύ τους δίνεται από τη συνάρτηση μετασχηματισμού, που είναι το κύριο μετρολογικό της χαρακτηριστικό. Για την άμεση αναπαραγωγή της μετρούμενης τιμής, χρησιμοποιούνται πρωτεύοντες μετατροπείς, οι οποίοι επηρεάζονται άμεσα από τη μετρούμενη τιμή και στους οποίους λαμβάνει χώρα ο μετασχηματισμός της μετρούμενης τιμής για περαιτέρω μετασχηματισμό ή ένδειξη της. Ένα παράδειγμα πρωτεύοντος μορφοτροπέα είναι ένα θερμοστοιχείο σε ένα κύκλωμα θερμοηλεκτρικού θερμομέτρου. Ένας τύπος πρωτεύοντος μορφοτροπέα είναι ένας αισθητήρας - ένας δομικά ξεχωριστός πρωτεύων μορφοτροπέας από τον οποίο λαμβάνονται σήματα μέτρησης («δίνει» πληροφορίες). Ο αισθητήρας μπορεί να τοποθετηθεί σε σημαντική απόσταση από το όργανο μέτρησης που λαμβάνει τα σήματα του. Για παράδειγμα, ένας αισθητήρας καιρού. Στον τομέα των μετρήσεων ιονίζουσας ακτινοβολίας, ένας ανιχνευτής αναφέρεται συχνά ως αισθητήρας.

Από τη φύση της μετατροπής, οι IP μπορεί να είναι αναλογικές, αναλογικές σε ψηφιακές (ADC), ψηφιακές σε αναλογικές (DAC), δηλαδή μετατροπή ψηφιακού σήματος σε αναλογικό ή αντίστροφα. Στην αναλογική μορφή αναπαράστασης, το σήμα μπορεί να λάβει ένα συνεχές σύνολο τιμών, δηλαδή είναι μια συνεχής συνάρτηση της μετρούμενης τιμής. Σε ψηφιακή (διακριτή) μορφή, αναπαρίσταται ως ψηφιακές ομάδες ή αριθμοί. Παραδείγματα IP είναι μετασχηματιστής ρεύματος μέτρησης, θερμόμετρα αντίστασης.

Μια συσκευή μέτρησης είναι ένα όργανο μέτρησης που έχει σχεδιαστεί για να λαμβάνει τις τιμές μιας μετρούμενης φυσικής ποσότητας σε ένα καθορισμένο εύρος. Η συσκευή μέτρησης παρουσιάζει τις πληροφορίες μέτρησης σε μια μορφή προσβάσιμη στην άμεση αντίληψη του παρατηρητή.

Σύμφωνα με τη μέθοδο ένδειξης, διακρίνονται οι συσκευές ένδειξης και καταγραφής. Η καταχώριση μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη μορφή συνεχούς καταγραφής της μετρούμενης τιμής ή με εκτύπωση ενδείξεων οργάνων σε ψηφιακή μορφή.

Οι συσκευές άμεσης δράσης εμφανίζουν τη μετρούμενη τιμή στη συσκευή ένδειξης, η οποία έχει μια διαβάθμιση σε μονάδες αυτής της τιμής. Για παράδειγμα, αμπερόμετρα, θερμόμετρα.

Οι συγκριτές έχουν σχεδιαστεί για να συγκρίνουν τις μετρούμενες ποσότητες με ποσότητες των οποίων οι τιμές είναι γνωστές. Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται για μετρήσεις με μεγαλύτερη ακρίβεια.

Με δράση, τα όργανα μέτρησης χωρίζονται σε ολοκλήρωση και άθροιση, αναλογική και ψηφιακή, αυτοκαταγραφή και εκτύπωση.
Εγκατάσταση και σύστημα μέτρησης - ένα σύνολο λειτουργικά συνδυασμένων μέτρων, οργάνων μέτρησης και άλλων συσκευών που έχουν σχεδιαστεί για τη μέτρηση μιας ή περισσότερων ποσοτήτων και βρίσκονται σε ένα μέρος (εγκατάσταση) ή σε διαφορετικά σημεία του αντικειμένου μέτρησης (σύστημα). Τα συστήματα μέτρησης, κατά κανόνα, είναι αυτοματοποιημένα και ουσιαστικά παρέχουν αυτοματοποίηση των διαδικασιών μέτρησης, επεξεργασίας και παρουσίασης των αποτελεσμάτων των μετρήσεων. Ένα παράδειγμα συστημάτων μέτρησης είναι τα αυτοματοποιημένα συστήματα παρακολούθησης ακτινοβολίας (ASRK) σε διάφορες εγκαταστάσεις πυρηνικής φυσικής, όπως, για παράδειγμα, πυρηνικοί αντιδραστήρες ή επιταχυντές φορτισμένων σωματιδίων.

Σύμφωνα με τον μετρολογικό σκοπό, τα όργανα μέτρησης χωρίζονται σε λειτουργικά και πρότυπα.

Working SI - ένα όργανο μέτρησης που προορίζεται για μετρήσεις, που δεν σχετίζεται με τη μεταφορά του μεγέθους της μονάδας σε άλλα όργανα μέτρησης. Το όργανο μέτρησης εργασίας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης. Ένας δείκτης είναι ένα τεχνικό εργαλείο ή ουσία που έχει σχεδιαστεί για να διαπιστώνει την παρουσία οποιασδήποτε φυσικής ποσότητας ή να υπερβαίνει την τιμή κατωφλίου της. Ο δείκτης δεν έχει τυποποιημένα μετρολογικά χαρακτηριστικά. Παραδείγματα δεικτών είναι ένας παλμογράφος, το χαρτί λυχνίας κ.λπ.

Etalon - ένα όργανο μέτρησης σχεδιασμένο για την αναπαραγωγή και (ή) αποθήκευση μιας μονάδας και τη μεταφορά του μεγέθους της σε άλλα όργανα μέτρησης. Μεταξύ αυτών, είναι δυνατό να ξεχωρίσουμε πρότυπα εργασίας διαφορετικών κατηγοριών, τα οποία προηγουμένως ονομάζονταν υποδειγματικά όργανα μέτρησης.

Η ταξινόμηση των οργάνων μέτρησης πραγματοποιείται επίσης σύμφωνα με διάφορα άλλα κριτήρια. Για παράδειγμα, ανά τύπο μετρούμενων τιμών, ανά τύπο κλίμακας (με ομοιόμορφη ή ανομοιόμορφη κλίμακα), με σύνδεση με το αντικείμενο μέτρησης (επαφή ή μη).

Ο ομοσπονδιακός νόμος "σχετικά με τη διασφάλιση της ομοιομορφίας των μετρήσεων" της 27ης Απριλίου 1993 ρυθμίζει τις σχέσεις που σχετίζονται με τη διασφάλιση της ομοιομορφίας των μετρήσεων Ρωσική Ομοσπονδία, σύμφωνα με το Σύνταγμα της Ρωσικής Ομοσπονδίας.

Τα κύρια άρθρα του Νόμου ορίζουν:

• βασικές έννοιες που χρησιμοποιούνται στο Νόμο·
• οργανωτική δομή της κρατικής διαχείρισης διασφαλίζοντας την ομοιομορφία των μετρήσεων.
• κανονιστικά έγγραφα για τη διασφάλιση της ομοιομορφίας των μετρήσεων·
• μονάδες ποσοτήτων και κρατικά πρότυπα μονάδων ποσοτήτων·
• μέσα και μεθόδους μετρήσεων.

Ο νόμος ορίζει την Κρατική Μετρολογική Υπηρεσία και άλλες υπηρεσίες για τη διασφάλιση της ομοιομορφίας των μετρήσεων, τις μετρολογικές υπηρεσίες κρατικών οργάνων διοίκησης και νομικών προσώπων, καθώς και τα είδη και τις περιοχές διανομής του κρατικού μετρολογικού ελέγχου και εποπτείας.

Ξεχωριστά άρθρα του Νόμου περιέχουν διατάξεις για τη βαθμονόμηση και πιστοποίηση των οργάνων μετρήσεων και καθορίζουν είδη ευθύνης για παράβαση του Νόμου.

Ο σχηματισμός σχέσεων αγοράς άφησε το στίγμα του στο άρθρο του Νόμου, το οποίο καθορίζει τη βάση για τις δραστηριότητες των μετρολογικών υπηρεσιών των κρατικών κυβερνήσεων και νομικών προσώπων. Θέματα δραστηριότητας διαρθρωτικών τμημάτωνΟι μετρολογικές υπηρεσίες στις επιχειρήσεις υποκινούνται με καθαρά οικονομικές μεθόδους.

Στις περιοχές εκείνες που δεν ελέγχονται από κρατικούς φορείς, α Ρωσικό σύστημα βαθμονόμησης, με στόχο επίσης τη διασφάλιση της ομοιομορφίας των μετρήσεων. Η Gosstandart της Ρωσικής Ομοσπονδίας διόρισε το Τμήμα Τεχνικής Πολιτικής στον Τομέα της Μετρολογίας ως τον κεντρικό φορέα του ρωσικού συστήματος βαθμονόμησης.

Ο κανονισμός για την αδειοδότηση μετρολογικών δραστηριοτήτων αποσκοπεί στην προστασία των δικαιωμάτων των καταναλωτών και καλύπτει περιοχές που υπόκεινται σε κρατικό μετρολογικό έλεγχο και εποπτεία. Το δικαίωμα έκδοσης άδειας παρέχεται αποκλειστικά στους φορείς της Κρατικής Μετρολογικής Υπηρεσίας.

Ο νόμος δημιουργεί προϋποθέσεις αλληλεπίδρασης με τα διεθνή και εθνικά συστήματα μέτρησης ξένων χωρών. Αυτό είναι πρωτίστως απαραίτητο για την αμοιβαία αναγνώριση των αποτελεσμάτων των δοκιμών, τη βαθμονόμηση και την πιστοποίηση, καθώς και για τη χρήση της παγκόσμιας εμπειρίας και των τάσεων στη σύγχρονη μετρολογία.

Αντιμετωπίζονται τα ζητήματα θεωρίας και πράξης για τη διασφάλιση της ομοιομορφίας των μετρήσεων μετρολογία.Η μετρολογία είναι η επιστήμη των μετρήσεων, των μεθόδων και των μέσων διασφάλισης της ενότητάς τους και των τρόπων επίτευξης της απαιτούμενης ακρίβειας.

Η μετρολογία έχει μεγάλη σημασία για την πρόοδο των φυσικών και τεχνικών επιστημών, αφού η αύξηση της ακρίβειας των μετρήσεων είναι ένα από τα μέσα βελτίωσης των τρόπων κατανόησης της φύσης από τον άνθρωπο, των ανακαλύψεων και της πρακτικής εφαρμογής της ακριβούς γνώσης.

Για να διασφαλιστεί η επιστημονική και τεχνολογική πρόοδος, η μετρολογία πρέπει να είναι μπροστά από άλλους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας στην ανάπτυξή της, γιατί για καθέναν από αυτούς, οι ακριβείς μετρήσεις είναι ένας από τους κύριους τρόπους βελτίωσής τους.

Τα κύρια καθήκοντα της μετρολογίας είναι:

• δημιουργία μονάδων φυσικών μεγεθών, κρατικών προτύπων και υποδειγματικών οργάνων μέτρησης·
• ανάπτυξη θεωρίας, μεθόδων και μέσων μέτρησης και ελέγχου· εξασφάλιση της ενότητας των μετρήσεων·
• ανάπτυξη μεθόδων για την αξιολόγηση των σφαλμάτων, την κατάσταση των οργάνων μέτρησης και ελέγχου·
• ανάπτυξη μεθόδων για τη μεταφορά μεγεθών μονάδων από πρότυπα ή υποδειγματικά όργανα μέτρησης σε όργανα μέτρησης που λειτουργούν.

με μέτρησηείναι ένα σύνολο λειτουργιών για τη χρήση ενός τεχνικού μέσου που αποθηκεύει μια μονάδα μιας φυσικής ποσότητας, παρέχοντας μια αναλογία της μετρούμενης ποσότητας με τη μονάδα της (σύγκριση) και λαμβάνοντας την τιμή αυτής της ποσότητας. Οι μετρήσεις πρέπει να γίνονται σε γενικά αποδεκτές μονάδες.

Μετρολογική υποστήριξη(MO) - η ίδρυση και εφαρμογή επιστημονικών και οργανωτικών ιδρυμάτων, τεχνικά μέσα, κανόνες και κανονισμούς που είναι απαραίτητοι για την επίτευξη της ενότητας και της απαιτούμενης ακρίβειας των μετρήσεων.

Ο κατάλογος των κύριων εργασιών της μετρολογικής υποστήριξης στην τεχνολογία περιλαμβάνει:

• καθορισμός τρόπων για την αποτελεσματικότερη χρήση των επιστημονικών και τεχνικών επιτευγμάτων στον τομέα της μετρολογίας.
• τυποποίηση των βασικών κανόνων, κανονισμών, απαιτήσεων και κανόνων μετρολογικής υποστήριξης·
• εναρμόνιση οργάνων και μεθόδων μέτρησης, διεξαγωγή κοινών μετρήσεων με χρήση εγχώριου και ξένου εξοπλισμού (διαβαθμονόμηση).
• προσδιορισμός μιας ορθολογικής ονοματολογίας των μετρούμενων παραμέτρων, καθιέρωση βέλτιστων προτύπων για την ακρίβεια μέτρησης, η διαδικασία επιλογής και εκχώρησης οργάνων μέτρησης.
• οργάνωση και διεξαγωγή μετρολογικής εξέτασης στα στάδια ανάπτυξης, παραγωγής και δοκιμής προϊόντων·
• ανάπτυξη και εφαρμογή προηγμένων μεθόδων, τεχνικών και οργάνων μέτρησης.
• αυτοματοποίηση συλλογής, αποθήκευσης και επεξεργασίας πληροφοριών μέτρησης·
• εφαρμογή του τμηματικού ελέγχου της κατάστασης και χρήση υποδειγματικών, λειτουργικών και μη τυποποιημένων οργάνων μέτρησης στις επιχειρήσεις του κλάδου·
• τη διενέργεια υποχρεωτικής κρατικής ή τμηματικής επαλήθευσης των οργάνων μέτρησης, την επισκευή τους.
• εξασφάλιση σταθερής ετοιμότητας για μετρήσεις·
• ανάπτυξη της μετρολογικής υπηρεσίας του κλάδου κ.λπ.

Φυσική ποσότητα -μία από τις ιδιότητες ενός φυσικού αντικειμένου (φυσικό σύστημα, φαινόμενο ή διεργασία), που είναι ποιοτικά κοινή για πολλά φυσικά αντικείμενα, αλλά ποσοτικά ατομική για καθένα από αυτά.

Η μονάδα μέτρησης πρέπει να οριστεί για καθένα από τα φυσικά μεγέθη, ενώ πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι πολλά φυσικά μεγέθη διασυνδέονται με ορισμένες εξαρτήσεις. Επομένως, μόνο ένα μέρος των φυσικών μεγεθών και των μονάδων τους μπορεί να προσδιοριστεί ανεξάρτητα από άλλα. Τέτοιες ποσότητες λέγονται βασικός. Παράγωγοφυσική ποσότητα - μια φυσική ποσότητα που περιλαμβάνεται στο σύστημα φυσικών μεγεθών και προσδιορίζεται μέσω των κύριων φυσικών μεγεθών αυτού του συστήματος.

Το σύνολο των φυσικών μεγεθών που σχηματίζονται σύμφωνα με αποδεκτές αρχές, όταν ορισμένες ποσότητες λαμβάνονται ως ανεξάρτητες και άλλες ορίζονται ως συναρτήσεις ανεξάρτητων ποσοτήτων, ονομάζεται σύστημα μονάδων φυσικών μεγεθών.Η μονάδα της βασικής φυσικής ποσότητας είναι βασική μονάδασυστήματα. Διεθνές σύστημα μονάδων (σύστημα SI, SI - από τα γαλλικά. Systeme International -Το Διεθνές Σύστημα Μονάδων) υιοθετήθηκε από τη XI Γενική Διάσκεψη για τα Βάρη και τα Μέτρα το 1960.

Το σύστημα SI βασίζεται σε επτά βασικές και δύο πρόσθετες φυσικές μονάδες. Βασικές μονάδες: μέτρο, κιλό, δευτερόλεπτο, αμπέρ, kelvin, mole και candela (Πίνακας 1.1).

Μετρητής -το μήκος της διαδρομής που διανύει το φως στο κενό σε χρονικό διάστημα 1/299.792.458 δευτερολέπτων.

κιλό -μια μονάδα μάζας που ορίζεται ως η μάζα του διεθνούς πρωτοτύπου του κιλού, που είναι ένας κύλινδρος κατασκευασμένος από κράμα πλατίνας και ιριδίου.

Δεύτεροςισούται με 9 192 631 770 περιόδους ακτινοβολίας που αντιστοιχούν στην ενεργειακή μετάβαση μεταξύ δύο επιπέδων της υπερλεπτής δομής της θεμελιώδους κατάστασης του ατόμου καισίου-133.

ενισχυτής -η ισχύς ενός αμετάβλητου ρεύματος, το οποίο, περνώντας από δύο παράλληλους ευθύγραμμους αγωγούς άπειρου μήκους και αμελητέας επιφάνειας κυκλικό τμήμα, που βρίσκεται σε απόσταση 1 m το ένα από το άλλο στο κενό, θα προκαλούσε δύναμη αλληλεπίδρασης ίση με 2 10" 7 N (newton) σε κάθε τμήμα του αγωγού μήκους 1 m.

Πίνακας 1.1.Διεθνείς μονάδες SI

Κέλβιν -μονάδα θερμοδυναμικής θερμοκρασίας ίση με το 1/273,16 της θερμοδυναμικής θερμοκρασίας του τριπλού σημείου του νερού, δηλαδή τη θερμοκρασία στην οποία οι τρεις φάσεις του νερού - ατμός, υγρό και στερεό - βρίσκονται σε δυναμική ισορροπία.

σκόρος -την ποσότητα μιας ουσίας που περιέχει τόσα δομικά στοιχεία όσα περιέχεται σε δείγμα άνθρακα-12 βάρους 0,012 kg.

Candela -φωτεινή ένταση σε μια δεδομένη κατεύθυνση μιας πηγής που εκπέμπει μονοχρωματική ακτινοβολία με συχνότητα 540 10 12 Hz, της οποίας η ισχύς ενεργειακής ακτινοβολίας προς αυτή την κατεύθυνση είναι "/ 683 W / sr (sr - στεραδική).

Πρόσθετες μονάδες του συστήματος SI προορίζονται και χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν μονάδες γωνιακής ταχύτητας, γωνιακής επιτάχυνσης. Πρόσθετες φυσικές ποσότητες του συστήματος SI περιλαμβάνουν επίπεδες και συμπαγείς γωνίες.

Radian (rad) -η γωνία μεταξύ δύο ακτίνων ενός κύκλου του οποίου το μήκος τόξου είναι ίσο με αυτή την ακτίνα. Σε πρακτικές περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται συχνά οι ακόλουθες μονάδες μέτρησης γωνιακών τιμών:

βαθμός - 1 ° \u003d 2l / 360 rad \u003d 0,017453 rad;

λεπτό - 1" \u003d 1 ° / 60 \u003d 2,9088 10 4 rad;

δεύτερο - 1" \u003d G / 60 \u003d 1 ° / 3600 \u003d 4,8481 10" 6 rad;

ακτίνιο - 1 rad = 57°17"45" = 57,2961° = (3,4378 10 3)" = (2,0627 10 5)".

Steradian (Τετ.) -μια συμπαγής γωνία με μια κορυφή στο κέντρο μιας σφαίρας που κόβει μια περιοχή στην επιφάνειά της, ίσο με το εμβαδόνένα τετράγωνο με πλευρά ίση με την ακτίνα της σφαίρας.

Οι παράγωγες μονάδες του συστήματος SI σχηματίζονται από βασικές και πρόσθετες μονάδες. Οι παράγωγες μονάδες είναι συνεκτικές και ασυνάρτητες. συναφήςονομάζεται μια παράγωγη μονάδα ποσότητας που σχετίζεται με άλλες μονάδες του συστήματος με μια εξίσωση στην οποία ο αριθμητικός παράγοντας είναι μια μονάδα (για παράδειγμα, ταχύτητα καιστολή ευθύγραμμη κίνησηπου σχετίζονται με το μήκος / και το χρόνο διαδρομής tαναλογία και =//ΣΟΛ). Άλλες παράγωγες μονάδες - ασυνάρτητος.Στον πίνακα. Το 1.2 δείχνει τις κύριες παράγωγες μονάδες.

Η διάσταση ενός φυσικού μεγέθους είναι ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του, το οποίο μπορεί να οριστεί ως μια κυριολεκτική έκφραση που αντανακλά τη σχέση μιας δεδομένης ποσότητας με τις ποσότητες που λαμβάνονται ως κύριες στο υπό εξέταση σύστημα ποσοτήτων. Στον πίνακα. 1.2, γίνονται δεκτές οι ακόλουθες διαστάσεις για τις ποσότητες: για μήκος - b, μάζα - M, χρόνος - T, ισχύς ηλεκτρικού ρεύματος - I. Οι διαστάσεις καταγράφονται κεφαλαία γράμματακαι τυπωμένο σε ρωμαϊκό τύπο.

Από τις μη συστημικές μονάδες που έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένες, σημειώνουμε την κιλοβατώρα, την αμπέρ-ώρα, τους βαθμούς Κελσίου κ.λπ.

Οι συντομογραφίες για τις μονάδες, διεθνείς και ρωσικές, που ονομάζονται από σπουδαίους επιστήμονες, γράφονται με κεφαλαία γράμματα. για παράδειγμα αμπέρ - Α; om - Om; βολτ - V; farad - F. Για σύγκριση: μέτρο - m, δευτερόλεπτο - s, κιλό - kg.

Η χρήση ακέραιων μονάδων δεν είναι πάντα βολική, καθώς ως αποτέλεσμα των μετρήσεων, οι τιμές τους είναι πολύ μεγάλες ή μικρές. Επομένως, στο σύστημα SI καθιερώνονται δεκαδικά πολλαπλάσια και υποπολλαπλάσια, τα οποία σχηματίζονται χρησιμοποιώντας πολλαπλασιαστές. Τα προθέματα αντιστοιχούν σε δεκαδικούς παράγοντες

Πίνακας 1.2.Μονάδες που προέρχονται από το SI

(Πίνακας 1.3), τα οποία γράφονται μαζί με το όνομα της κύριας ή παράγωγης μονάδας, για παράδειγμα: χιλιόμετρο (km), millivolt (mV), megahertz (MHz), νανοδευτερόλεπτο (ns).

Εάν μια φυσική μονάδα είναι ακέραιος αριθμός φορές μεγαλύτερη από μια μονάδα συστήματος, καλείται πολλαπλή μονάδαγια παράδειγμα kilohertz (10 3 Hz). υποπολλαπλή μονάδαφυσική ποσότητα - μια μονάδα που είναι ακέραιος αριθμός φορές μικρότερος από το σύστημα, για παράδειγμα, microhenry (KG 6 Gn).

Μέτρο φυσικής ποσότηταςή απλά μετρήσειονομάζεται όργανο μέτρησης που έχει σχεδιαστεί για την αναπαραγωγή και (ή) αποθήκευση μιας φυσικής ποσότητας ενός ή περισσότερων δεδομένων μεγεθών, οι τιμές των οποίων εκφράζονται σε καθορισμένες

Πίνακας 1.3.Πολλαπλασιαστές και προθέματα για τον σχηματισμό δεκαδικών πολλαπλασίων και υποπολλαπλασιασμών μονάδων SI

μονάδες και είναι γνωστές με την απαιτούμενη ακρίβεια. Υπάρχουν τα ακόλουθα είδη μέτρων:

• αδιαμφισβήτητο μέτρο -ένα μέτρο που αναπαράγει μια φυσική ποσότητα του ίδιου μεγέθους (για παράδειγμα, ένα βάρος 1 kg).
• πολύτιμο μέτρο -ένα μέτρο που αναπαράγει μια φυσική ποσότητα διαφορετικών μεγεθών (για παράδειγμα, μια διακεκομμένη μέτρηση μήκους).
• σύνολο μέτρων -ένα σύνολο μέτρων του ίδιου φυσικού μεγέθους, αλλά διαφορετικών μεγεθών, που προορίζονται για πρακτική χρήση, τόσο μεμονωμένα όσο και σε διάφορους συνδυασμούς (για παράδειγμα, ένα σύνολο μπλοκ μετρητών)·
• κατάστημα μετρήσεων -ένα σύνολο μέτρων που συνδυάζονται δομικά σε μια ενιαία συσκευή, στην οποία υπάρχουν συσκευές για τη σύνδεσή τους σε διάφορους συνδυασμούς (για παράδειγμα, μια αποθήκη ηλεκτρικών αντιστάσεων).

Ηλεκτρικά όργανα μέτρησηςονομάζονται ηλεκτρικά όργανα μέτρησης σχεδιασμένα να παράγουν πληροφορίες σχετικά με τις τιμές της μετρούμενης ποσότητας, σε μορφή προσβάσιμη στην άμεση αντίληψη από τον παρατηρητή, για παράδειγμα, αμπερόμετρο, βολτόμετρο, βατόμετρο, μετρητή φάσης.

μορφοτροπείς μέτρησηςονομάζονται ηλεκτρικά όργανα μέτρησης που έχουν σχεδιαστεί για να παράγουν πληροφορίες μέτρησης σε μια μορφή κατάλληλη για μετάδοση, περαιτέρω μετασχηματισμό, επεξεργασία ή αποθήκευση, αλλά όχι επιδεκτική άμεσης αντίληψης από τον παρατηρητή. Οι μορφοτροπείς μέτρησης μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους:

• ηλεκτρικοί σε ηλεκτρικοί μετατροπείς, όπως διακλαδώσεις, διαχωριστές ή ενισχυτές τάσης, μετασχηματιστές.
• μετατροπείς μη ηλεκτρικών μεγεθών σε ηλεκτρικά, για παράδειγμα, θερμοηλεκτρικά θερμόμετρα, θερμίστορ, μετρητές καταπόνησης, επαγωγικοί και χωρητικοί μετατροπείς.

Ηλεκτρική εγκατάσταση μέτρησηςαποτελείται από έναν αριθμό οργάνων μέτρησης (μέτρα, όργανα μέτρησης, μορφοτροπείς μέτρησης) και βοηθητικές συσκευές που βρίσκονται σε ένα μέρος. Με τη βοήθεια τέτοιων εγκαταστάσεων είναι δυνατό σε ορισμένες περιπτώσεις να γίνουν πιο σύνθετες και ακριβέστερες μετρήσεις από ό,τι με τη βοήθεια μεμονωμένων οργάνων μέτρησης. Οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις μέτρησης χρησιμοποιούνται ευρέως, για παράδειγμα, για επαλήθευση και βαθμονόμηση ηλεκτρικών οργάνων μέτρησης και δοκιμές διαφόρων υλικών που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικές κατασκευές.

Μέτρημα Πληροφοριακά συστήματα είναι ένα σύνολο οργάνων μέτρησης και βοηθητικών συσκευών που διασυνδέονται με κανάλια επικοινωνίας. Έχουν σχεδιαστεί για αυτόματη λήψη, μετάδοση και επεξεργασία πληροφοριών μέτρησης από πολλές πηγές.

Ανάλογα με τη μέθοδο απόκτησης του αποτελέσματος, οι μετρήσεις χωρίζονται σε άμεσες και έμμεσες.

Απευθείαςονομάζονται μετρήσεις, το αποτέλεσμα των οποίων λαμβάνεται απευθείας από πειραματικά δεδομένα. Παραδείγματα άμεσων μετρήσεων: μέτρηση ρεύματος με αμπερόμετρο, μήκος τμήματος με μικρόμετρο, μάζα σε ζυγό.

έμμεσοςονομάζονται μετρήσεις στις οποίες η ζητούμενη τιμή δεν μετράται άμεσα και η τιμή της βρίσκεται με βάση τα αποτελέσματα άμεσων μετρήσεων άλλων φυσικών μεγεθών που σχετίζονται λειτουργικά με την αναζητούμενη τιμή. Για παράδειγμα, δύναμη Rστα κυκλώματα συνεχούς ρεύματος υπολογίζεται με τον τύπο R \u003d W,Τάση καιΣε αυτή την περίπτωση, μετρήστε με ένα βολτόμετρο και το ρεύμα / - με ένα αμπερόμετρο.

Ανάλογα με το σύνολο των τεχνικών μέτρησης, όλες οι μέθοδοι χωρίζονται σε μεθόδους άμεσης αξιολόγησης και σε μεθόδους σύγκρισης.

Υπό μέθοδος άμεσης αξιολόγησηςκατανοήστε τη μέθοδο με την οποία η μετρούμενη τιμή προσδιορίζεται απευθείας από τη συσκευή ανάγνωσης μιας συσκευής μέτρησης άμεσης δράσης, δηλαδή μια συσκευή που μετατρέπει το σήμα μέτρησης προς μία κατεύθυνση (χωρίς τη χρήση ανάδρασης), για παράδειγμα, μέτρηση ρεύματος με αμπερόμετρο. Η μέθοδος άμεσης εκτίμησης είναι απλή, αλλά έχει σχετικά χαμηλή ακρίβεια.

μέθοδος σύγκρισηςονομάζεται η μέθοδος με την οποία η μετρούμενη τιμή συγκρίνεται με την τιμή που αναπαράγεται από το μέτρο. εγγύησηΗ μέθοδος σύγκρισης είναι η άμεση συμμετοχή του μέτρου στη διαδικασία μέτρησης, για παράδειγμα, μέτρηση της αντίστασης συγκρίνοντάς το με ένα μέτρο αντίστασης - ένα υποδειγματικό πηνίο αντίστασης, μέτρηση της μάζας σε μια ζυγαριά με βάρη. Οι συγκριτικές μέθοδοι παρέχουν μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης από τις μεθόδους άμεσης αξιολόγησης, αλλά αυτό επιτυγχάνεται με το κόστος να περιπλέκεται η διαδικασία μέτρησης.