Trudno przecenić znaczenie pomiarów w życiu współczesnego człowieka. Wraz z rozwojem technologii pytanie o ich potrzebę wcale nie jest, ale na pierwszy plan wysuwają się zasady i metody, które umożliwiają zwiększenie dokładności pomiarów. Rozszerza się również zakres dziedzin, w których stosowane są systemy i metody pomiarowe. Jednocześnie opracowywane są nie tylko techniczne i technologiczne podejścia do realizacji tych operacji, ale także koncepcje ich zastosowania. Do tej pory metoda pomiaru to zestaw technik lub technik, które pozwalają wdrożyć tę lub inną zasadę określania pożądanej wartości.
Zasady metod pomiarowych
Podstawą każdej metody pomiarowej jest pewne prawo fizyczne, które z kolei opiera się na określonym zjawisku naturalnym. W metrologii zjawiska fizyczne są często definiowane jako efekty powodujące wzór. Do pomiaru różnych wielkości mają zastosowanie szczególne prawa. Na przykład pomiar prądu odbywa się za pomocą efektu Josephsona. Zjawisko to, zgodnie z którym prąd nadprzewodzący przepływa przez międzywarstwę dielektryków,oddzielanie nadprzewodników. Do określenia charakterystyki pochłanianej energii wykorzystuje się inny efekt - Peltiera, a do obliczenia prędkości - prawo zmiany częstotliwości promieniowania, odkryte przez Dopplera. Prostszy przykład wyznaczania masy obiektu wykorzystuje grawitację, która objawia się w procesie ważenia.
Klasyfikacje metod pomiarowych
Zwykle stosuje się dwa znaki rozdzielenia metod pomiarowych - zgodnie z charakterem zmiany wartości w zależności od czasu i zgodnie ze sposobem pozyskiwania danych. W pierwszym przypadku rozróżnia się metody statystyczne i dynamiczne. Statystyczne metody pomiaru charakteryzują się tym, że otrzymany wynik nie zmienia się w zależności od momentu ich zastosowania. Mogą to być na przykład główne metody pomiaru masy i wielkości obiektu. Wręcz przeciwnie, techniki dynamiczne początkowo dopuszczają możliwość wahań wydajności. Do takich metod należą te, które pozwalają śledzić charakterystykę ciśnienia, gazu lub temperatury. Zmiany zwykle następują pod wpływem środowisk. Istnieją inne klasyfikacje metod, ze względu na różnicę w dokładności pomiaru i warunkach eksploatacji. Ale zwykle są drugorzędne. Teraz warto zastanowić się nad najpopularniejszymi metodami pomiarowymi.
Metoda porównania pomiarów
W tym przypadku pomiar odbywa się poprzez porównanie żądanej wartości z wartościami odtworzonymi przez pomiar. Przykładem tej metody jest obliczenie masy zza pomocą wag dźwigniowych. Użytkownik początkowo pracuje z narzędziem, które zawiera określone wartości wraz z miarami. W szczególności, korzystając z systemu wyważania ciężarkami, może z pewną dokładnością ustalić wagę przedmiotu. Klasyczne urządzenie do pomiaru ciśnienia również, w niektórych modyfikacjach, polega na wyznaczaniu wartości przez porównanie z odczytami w środowisku, w którym działają już znane początkowo wartości. Inny przykład dotyczy pomiaru prądu napięciowego. W tym przypadku, na przykład, charakterystyka kompensatora zostanie porównana ze znaną siłą elektromotoryczną normalnego elementu.
Metoda pomiaru przez dodanie
Również dość powszechna technika używana w różnych obszarach. Sposób pomiaru wartości dodatku przewiduje również wartość pożądaną i pewną miarę, która jest z góry znana. Tylko, w przeciwieństwie do poprzedniej metody, pomiar jest wykonywany bezpośrednio przy porównaniu nie z wartością obliczoną, ale w warunkach jej dodania o podobnej wartości. Z reguły metody i przyrządy pomiarowe zgodnie z tą zasadą są częściej stosowane w pracy z fizycznymi wskaźnikami cech obiektu. W pewnym sensie ta technika jest podobna do metody określania ilości przez podstawienie. Tylko w tym przypadku współczynnik korekcji jest dostarczany nie przez wartość podobną do wartości pożądanej, ale przez odczyty obiektu referencyjnego.
Metoda pomiaru organoleptycznego
Jest ładnaniezwykły kierunek metrologii, który opiera się na wykorzystaniu ludzkich zmysłów. Istnieją dwie kategorie pomiarów organoleptycznych. Na przykład metoda element po elemencie umożliwia ocenę określonego parametru obiektu bez podawania pełnego obrazu jego cech i możliwych cech użytkowych. Druga kategoria reprezentuje podejście zintegrowane, w którym metoda pomiaru za pomocą zmysłów daje pełniejszy obraz różnych parametrów obiektu. Ważne jest, aby zrozumieć, że złożona analiza jest często użyteczna nie tyle jako sposób na uwzględnienie całej grupy cech, ale jako narzędzie do oceny ogólnej przydatności obiektu pod kątem możliwego wykorzystania do określonego celu. Jeśli chodzi o praktyczne zastosowanie metod organoleptycznych, można je wykorzystać do oceny np. owalności czy jakości cięcia części cylindrycznych. W złożonym pomiarze tą metodą można uzyskać wyobrażenie o bicie promieniowym wału, które zostanie wykryte dopiero po przeanalizowaniu tej samej owalności i charakterystyki powierzchni zewnętrznej elementu.
Kontaktowe i bezkontaktowe metody pomiaru
Zasady pomiaru kontaktowego i bezkontaktowego mają znaczną różnicę. W przypadku urządzeń kontaktowych wartość ustalana jest w bliskiej odległości od obiektu. Ale ponieważ nie zawsze jest to możliwe ze względu na obecność agresywnych mediów i utrudniony dostęp do miejsca pomiaru, rozpowszechniła się również bezkontaktowa zasada obliczania wartości. Stosowana jest metoda pomiaru kontaktowegoprzy wyznaczaniu takich wielkości jak masa, prąd, parametry ogólne itp. Jednak przy pomiarach ekstremalnie wysokich temperatur nie zawsze jest to możliwe.
Bezdotykowy pomiar można przeprowadzić za pomocą specjalnych modeli pirometrów i kamer termowizyjnych. Podczas pracy nie znajdują się bezpośrednio w docelowym środowisku pomiarowym, ale oddziałują z jego promieniowaniem. Z wielu powodów bezdotykowe metody pomiaru temperatury nie są zbyt dokładne. Dlatego są używane tylko tam, gdzie potrzebujesz wyobrażenia o cechach określonych stref lub obszarów.
Pomiary
Asortyment narzędzi pomiarowych jest bardzo obszerny, nawet jeśli osobno mówimy o konkretnym obszarze. Na przykład do samego pomiaru temperatury wykorzystywane są termometry, pirometry, te same kamery termowizyjne oraz wielofunkcyjne stacje z funkcjami higrometru i barometru. Ostatnio w kompleksie zastosowano rejestratory wyposażone w czułe sondy do rejestracji odczytów wilgotności i temperatury. Przy ocenie warunków atmosferycznych często wykorzystywany jest również manometr – jest to urządzenie do pomiaru ciśnienia, które można uzupełnić o czujniki do monitorowania mediów gazowych. Szeroka grupa urządzeń reprezentowana jest również w segmencie przyrządów pomiarowych do charakterystyki obwodów elektrycznych. Tutaj możesz wybrać urządzenia takie jak woltomierz i amperomierz. Znowu, podobnie jak w przypadku stacji meteorologicznych, środki na uwzględnienie parametrów pola elektrycznego mogą być uniwersalne – czyli uwzględnienie kilku parametrów jednocześnie.
Oprzyrządowanieinstrumenty i automatyka
W tradycyjnym sensie urządzenie pomiarowe to narzędzie, które dostarcza informacji o określonej wartości charakterystycznej dla konkretnego obiektu w danym momencie. Podczas operacji użytkownik rejestruje odczyty, a następnie podejmuje na ich podstawie odpowiednie decyzje. Coraz częściej jednak te same urządzenia integrowane są w kompleks urządzeń z automatyką, który na podstawie tych samych zarejestrowanych odczytów samodzielnie podejmuje decyzje np. o korekcie parametrów pracy. W szczególności oprzyrządowanie i automatyka urządzeń są z powodzeniem łączone w zespołach gazociągów, w systemach ogrzewania i wentylacji itp. gaz.
Pomiary i niepewności
Prawie każdy proces pomiarowy wiąże się z pewnym stopniem odchyleń w raportowanych wynikach w stosunku do wartości rzeczywistych. Błąd może wynosić 0,001% lub 10% lub więcej. W tym przypadku rozróżnia się odchylenia losowe i systematyczne. Błąd losowy wyniku pomiaru charakteryzuje się tym, że nie jest zgodny z pewnym wzorcem. Odwrotnie, systematyczne odchylenia od rzeczywistych wartości różnią się tym, że zachowują swoje wartości nawet po wielu powtarzanych pomiarach.
Wniosek
Producenci przyrządów pomiarowych i wysoce specjalistycznego sprzętu metrologicznego dążą do opracowania bardziej funkcjonalnych i jednocześnie przystępnych cenowo modeli. I dotyczy to nie tylko profesjonalnego sprzętu, ale także sprzętu AGD. Na przykład pomiar prądu można przeprowadzić w domu za pomocą multimetru, który rejestruje jednocześnie kilka parametrów. To samo można powiedzieć o urządzeniach pracujących z odczytami ciśnienia, wilgotności i temperatury, które posiadają szeroką funkcjonalność i nowoczesną ergonomię. To prawda, że jeśli zadaniem jest zarejestrowanie określonej wartości, eksperci nadal zalecają używanie specjalnych urządzeń, które działają tylko z parametrem docelowym. Zwykle mają wyższą dokładność pomiaru, co często ma kluczowe znaczenie przy ocenie wydajności sprzętu.
