Princip i način merenja. Opće metode merenja. Koji su merni instrumenti

Teško je precijeniti značaj merenja u životu savremenog čoveka. Kako se tehnologija razvija, pitanje potrebe za njima uopšte nije vredno, ali principi i metode koje omogućavaju povećanje tačnosti merenja dolaze u prvi plan. Raspon područja u kojima su uključeni sistemi i metode merenja takođe se šire. Istovremeno se razvijaju ne samo tehnički i tehnološki pristupi implementaciji ovih operacija, već i koncept njihove primene. Do sada je metoda mjerenja skup tehnika ili tehnika koji omogućavaju da se realizuje jedan ili drugi princip određivanja tražene vrijednosti.

Principi metoda merenja

U srcu bilo koje metode merenja nalazi se određeni fizički zakon, koji se, pak, zasniva na ovom ili onom prirodnom fenomenu. U metrologiji, fizički fenomeni se često definišu kao efekti koji stvaraju regularnost. Za merenje različitih vrednosti primjenjuju se posebni zakoni. Na primer, struja se meri pomoću efekta Džozefsona. Ova pojava, prema kojoj superprovodna struja prolazi kroz međusloj dielektrika koji odvaja superprevodnike. Da bi se utvrdile karakteristike apsorbirane energije, već se primjenjuje još jedan efekat - Peltier, a za izračunavanje brzine - zakon promjene u frekvenciji zračenja, koji je otkrio Doppler. U jednostavnom primeru određivanja mase objekta, koristi se gravitacija, koja se manifestuje u procesu vaganja.

Klasifikacija mjernih metoda

Obično se koriste dve karakteristike separacije metoda merenja - prirodom varijacije količina kao funkcije vremena i metodom dobijanja podataka. U prvom slučaju razlikuju se statističke i dinamičke metode. Statističke metode merenja karakteriše činjenica da se dobijeni rezultati ne menjaju u zavisnosti od toga kada se primjenjuju. To može biti, na primjer, glavne metode mjerenja mase i veličine objekta. Dinamičke metode, naprotiv, inicijalno dozvoljavaju mogućnost fluktuacija indikatora. Ovi postupci mogu uključivati one metode koje vam omogućavaju praćenje karakteristika pritiska, gasa ili temperature. Promjene se obično javljaju pod uticajem okolinskih medija. Postoje i druge klasifikacije metoda, zbog razlike u tačnosti mjerenja i uslova rada. Ali, po pravilu, oni su sekundarne prirode. Sada treba razmotriti najpopularnije metode merenja.

Uporedni metod sa merom

U ovom slučaju, merenje je rezultat upoređivanja tražene vrijednosti sa vrijednostima reprodukovane merom. Kao primer ove metode, možemo izračunati masu pomoću tegova tipa poluge . Korisnik u početku radi sa alatom u kojem su postavljene određene vrednosti sa merama. Konkretno, koristeći sistem ravnoteže sa tegovima, može s određenim stepenom tačnosti utvrditi težinu objekta. Klasični instrument za mjerenje pritiska, također u nekim modifikacijama, podrazumijeva određivanje vrijednosti u odnosu na indikacije u mediju u kojem već poznate količine već djeluju. Drugi primjer odnosi se na merenje napona. U ovom slučaju, na primer, performanse kompenzatora će biti upoređene sa poznatom elektromotornom silom normalnog elementa.

Metoda merenja komplementa

Takođe, uobičajena tehnika koja pronalazi aplikaciju u širokom spektru oblasti. Metod merenja vrednosti komplementa takođe omogućava prisustvo tražene vrednosti i određenu meru, koja je poznata unapred. Samo, za razliku od prethodne metode, sama merenja se vrši kada se poredi sa izračunatom vrijednošću, ali u uslovima njegovog dodavanja analognom vrijednošću. Po pravilu se metode i merni instrumenti na ovom principu češće koriste u radu sa fizičkim indikatorima karakteristika objekta. U određenom smislu, sa ovom tehnikom, slično je prihvatanje određivanja količine kroz zamjenu. Samo u ovom slučaju korekcioni faktor nije obezbeđen vrijednošću koja je analogna željenoj vrijednosti, već očitavanjem referentnog objekta.

Organoleptička metoda merenja

Ovo je prilično neuobičajeni smjer metrologije, koji se zasniva na upotrebi ljudskih čula. Postoje dve kategorije senzornih merenja. Na primjer, elementarni metod omogućava ocjenu specifičnog parametra objekta bez davanja potpune slike o njegovim karakteristikama i mogućim operativnim osobinama. Druga kategorija predstavlja kompleksan pristup, u kojem metoda merenja pomoću čula daje potpuniju sliku o različitim parametrima objekta. Važno je shvatiti da je složena analiza često korisna ne samo kao način da se uzme u obzir čitava grupa karakteristika već kao sredstvo za procjenu ukupne pogodnosti objekta u smislu moguće upotrebe za određenu svrhu. Što se tiče praktične primjene organoleptičkih metoda, uz njihovu pomoć može se ocijeniti, na primer, ovalnost ili kvalitet fasetiranja cilindričnih dijelova. U kompleksnom merenju ovom metodom, može se dobiti ideja o radijalnom izbijanju vratila, koja će se otkriti nakon analize iste ovalnosti i karakteristika spoljašnje površine elementa.

Kontaktne i beskontaktne metode merenja

Principi kontaktnog i beskontaktnog merenja imaju značajnu razliku. U slučaju kontaktnih uređaja, vrednost se fiksira u neposrednoj blizini objekta. Međutim, pošto ovo nije uvek moguće zbog prisustva agresivnih medija i teškog pristupa mestu mjerenja, beskontaktni princip izračunavanja vrijednosti postao je rasprostranjen. Kontakt metoda merenja se koristi za određivanje takvih količina kao što su masa, struja, dimenzionalni parametri, itd. Međutim, prilikom merenja ekstremno visokih temperatura nije uvijek moguće.

Bez kontaktnog merenja mogu se izvoditi posebni modeli pirometra i termičkih slika. U procesu rada, oni nisu direktno na ciljnom merilnom mediju, već u interakciji sa njegovim zračenjem. Iz različitih razloga, metode merenja temperature bez principa bez kontakta nisu tačne. Stoga se koriste samo tamo gdje je potrebno imati ideju o karakteristikama određenih zona ili područja.

Merni instrumenti

Opseg mernih instrumenata je veoma širok, čak i ako govorimo o određenom području posebno. Na primer, za merenje temperature koriste samo termometri, pirometri, iste termalne slike i višefunkcijske stanice sa funkcijama higrometra i barometra. Da bi se uzeli u obzir očitavanja vlažnosti i temperature u kompleksu, nedavno su korišćeni logeri opremljeni senzitivnim sondama. Prilikom procjene atmosferskih uslova često se koristi manometar, uređaj za mjerenje pritiska, koji se može dopuniti senzorima za praćenje gasovitih medija. U segmentu sredstava za merenje karakteristika električnih kola predstavljena je i široka grupa uređaja. Ovdje možete identificirati takve uređaje kao voltmetar i ampermetar. Opet, kao iu slučaju meteoroloških stanica, sredstva za uzimanje u obzir parametara električnog polja mogu biti univerzalna, odnosno uzimajući u obzir nekoliko parametara istovremeno.

Instrumentacija i automatizacija

U tradicionalnom smislu, merni uređaj je alat koji daje informacije o određenoj količini koja je karakteristična za određeni predmet u datom trenutku. Tokom rada, korisnik beleži čitanje i zatim donosi odgovarajuće odluke na osnovu njih. Međutim, sve te iste uređaje se integrišu u set opreme sa automatizacijom, koja na osnovu istih zabeleženih indikacija samostalno donosi odluke, na primjer, na korekciji radnih parametara. Konkretno, instrumentacija i automatizacija opreme uspješno se kombinuju u gasovodnim sistemima, u sistemima grejanja i ventilacije, itd. Na primjer, uzimajući u obzir pritisak u cjevovodu, signaliziraće se automatski sistem o povećanju ili povećanju zapremine snabdevanja radne medije ili vode Gas.

Mjerenja i greške

Praktično svaki proces merenja u izvesnoj meri podrazumeva pretpostavku odstupanja u datim rezultatima u odnosu na stvarne vrednosti. Tačnost može biti i 0,001%, i 10% i više. U ovom slučaju su identifikovane nasumične i sistematske odstupanja. Nasumična greška u rezultatu merenja karakteriše činjenica da se ne pridržava određene regularnosti. Nasuprot tome, sistemska odstupanja od stvarnih vrijednosti se razlikuju po tome što zadržavaju svoje vrijednosti čak i uz brojna ponovljena merenja.

Zaključak

Proizvođači mernih instrumenata i visoko specijalizovana metrološka oprema nastojaju da razvijaju sve funkcionalnije i istovremeno dostupne modele. A to se ne odnosi samo na profesionalnu opremu, već i na proizvode za domaćinstvo. Na primer, trenutna merenja se mogu izvoditi kod kuće koristeći multimetar koji istovremeno hvata nekoliko parametara. Isto se može reći i za uređaje koji rade sa očitavanjem pritiska, vlažnosti i temperature, koji imaju širok spektar funkcija i modernu ergonomiju. Međutim, ako postoji zadatak registracije određene vrednosti, stručnjaci i dalje preporučuju pristup specijalnim uređajima koji rade samo sa ciljnim parametrom. Po pravilu, oni imaju veću tačnost merenja, što je često od presudnog značaja u proceni učinka opreme.