9. Meracie prístroje a ich charakteristiky V odbornej literatúre sa technické meracie prístroje delia do troch veľkých skupín. Sú to: miery, meradlá a univerzálne meracie prístroje, medzi ktoré patria meracie prístroje, kontrolné a meracie prístroje (CIP) a

16. Chyby meradiel Chyby meradiel sa klasifikujú podľa týchto kritérií: 1) podľa spôsobu vyjadrenia, 2) podľa povahy prejavu, 3) vo vzťahu k podmienkam používania. Podľa spôsobu vyjadrenia existujú absolútne a relatívne

2 Klasifikácia meraní Klasifikácia meradiel sa môže vykonávať podľa nasledujúcich kritérií.1. Podľa charakteristiky presnosti sa merania delia na rovnaké a nerovnaké Rovnako presné merania fyzikálnej veličiny sa nazývajú séria meraní niektorých

3. Hlavné charakteristiky meraní Rozlišujú sa tieto hlavné charakteristiky meraní: 1) metóda, ktorou sa merania vykonávajú; 2) princíp merania; 3) chyba merania; 4) presnosť meraní; 5) presnosť meraní, 6) spoľahlivosť meraní Metóda merania je

8. Meracie prístroje a ich charakteristiky V odbornej literatúre sa technické meracie prístroje delia do troch veľkých skupín. Sú to: miery, meradlá a univerzálne meracie prístroje, medzi ktoré patria meracie prístroje, kontrolné a meracie prístroje (CIP) a

13. Chyba merania V praxi používania meraní sa ich presnosť stáva veľmi dôležitým ukazovateľom, ktorým je miera blízkosti výsledkov merania k nejakej skutočnej hodnote, ktorá sa používa na kvalitatívne porovnanie.

16. Chyby meradiel Chyby meradiel sa klasifikujú podľa týchto kritérií: 1) podľa spôsobu vyjadrenia, 2) podľa povahy prejavu, 3) vo vzťahu k podmienkam používania, podľa spôsobu vyjadrenia, Rozlišujú sa absolútne a relatívne chyby.

18. Výber meradiel Pri výbere meradiel treba v prvom rade brať do úvahy hodnotu dovolenej chyby pre dané meranie, ktorá je stanovená v príslušných regulačných dokumentoch.

21. Overovanie a kalibrácia meradiel

Všeobecné problémy s meraním, keď sa meranie stáva problémom Po prvé, keď sa má merať nová veličina. Je tu jemnosť – čo znamená „nová hodnota“? Fyzici a inžinieri veria, že existuje niečo, čo sa dá merať. Do tej miery, do akej sme

Spracovanie výsledkov meraní Žiadne dáta bez spracovania a žiadne spracovanie bez predchádzajúcich informácií. Keď meriame sieťové napätie testerom, okamžite vyvodíme záver - „normálne“ alebo „nízke na túto dennú dobu“ alebo „prečo toľko, tester“

Meranie- zistenie hodnoty fyzikálnej veličiny empiricky pomocou špeciálnych technických prostriedkov.

Z pojmu "meranie" pochádza pojem "meranie". Nemali by sa používať iné výrazy – „merať“, „merať“, „merať“, „merať“. Nezapadajú do systému metrologických pojmov.

Na uskutočnenie merania je potrebné mať: fyzikálnu veličinu; metóda merania; meracie prístroje; operátor; podmienky potrebné na meranie.

Účelom merania je získať hodnotu fyzikálnej veličiny v najvhodnejšej forme na použitie.

Čo znamená fyzikálna veličina, ktorej hodnota sa zistí empiricky?

Fyzikálne množstvo, ako je uvedené vyššie, ide o charakteristiku fyzického objektu (fyzického systému, javu alebo procesu), ktorá je kvalitatívne spoločná pre mnohé fyzické objekty, ale pre každý z nich je kvantitatívne individuálna.

Individualita sa chápe v tom zmysle, že vlastnosť môže byť viac alebo menej pre jeden objekt v určitom počte krát ako pre iný objekt. Ako príklad fyzikálnych veličín môže slúžiť hustota, teplota topenia, index lomu svetla a mnohé ďalšie.

Fyzikálna veličina je charakterizovaná veľkosťou, hodnotou, číselnou hodnotou, skutočnými a skutočnými hodnotami.

Veľkosť fyzikálnej veličiny - kvantitatívna istota fyzikálnej veličiny vlastná konkrétnemu hmotnému objektu, systému, javu alebo procesu.

Hodnota fyzikálnej veličiny - vyjadrenie veľkosti fyzikálnej veličiny vo forme určitého počtu pre ňu prijatých jednotiek.

Číselná hodnota fyzikálnej veličiny- abstraktné číslo zahrnuté v hodnote množstva.

„Hodnota“ je viacdruhový koncept. Ale pojem „množstvo“ často vyjadruje veľkosť konkrétnej fyzikálnej veličiny. Je nesprávne povedať „hodnotu rýchlosti“, „hodnotu napätia“, pretože rýchlosť aj napätie sú veličiny.

Je rozdiel medzi veľkosťou a hodnotou. Veľkosť hodnoty skutočne existuje. Veľkosť veličiny môžete vyjadriť ľubovoľnou z jednotiek danej veličiny pomocou číselnej hodnoty. Číselná hodnota sa mení v závislosti od zvolených jednotiek, pričom fyzická veľkosť veličiny zostáva nezmenená.

Jednotka fyzikálne množstvo- fyzikálna veličina pevnej veľkosti, ktorej sa konvenčne priraďuje číselná hodnota rovnajúca sa 1.

Charakterizuje ho fyzikálna veličina skutočná hodnota, ktorý v ideálnom prípade kvalitatívne a kvantitatívne odráža zodpovedajúcu vlastnosť objektu.

Platné volal význam fyzikálna veličina, zistená experimentálne a taká blízka skutočnej hodnote, že na tento účel ju možno použiť namiesto nej.

Druhy merania. Autor: spôsob získaniačíselná hodnota nameranej hodnoty, všetky merania sú rozdelené do štyroch hlavných typov: priame, nepriame, kumulatívne a spoločné.

Priamy nazývané merania, pri ktorých sa požadovaná hodnota fyzikálnej veličiny získava priamo z experimentálnych údajov (napríklad meranie hmotnosti na váhach, dĺžky súčiastky pomocou mikrometra).

Presne povedané, meranie je vždy priame a považuje sa za porovnanie množstva s jeho jednotkou. V tomto prípade je lepšie použiť termín "metóda priameho merania".

Nepriame merania - určenie požadovanej hodnoty fyzikálnej veličiny na základe výsledkov priamych meraní iných fyzikálnych veličín funkčne súvisiacich s hľadanou hodnotou.

Nepriame merania sa vykonávajú, keď:

* hodnota meranej veličiny sa ľahšie zistí nepriamym meraním ako priamym meraním;

* neexistujú žiadne priame merania jednej alebo druhej veličiny;

* Nepriame merania poskytujú menšiu chybu ako priame merania.

Rovnica nepriamych meraní: y \u003d f (x (, x 2, ... x p), kde y je požadovaná hodnota, ktorá je funkciou argumentov x, x 2, ..., x p získaných priamymi meraniami .

Príkladom nepriameho merania je stanovenie tvrdosti (HB) kovov stlačením oceľovej guľôčky určitého priemeru (D) s určitým zaťažením (P) a získaním určitej hĺbky vtlačenia (h): HB = P / ( tcD h).

Agregátne sa nazývajú simultánne merania viacerých veličín s rovnakým názvom, v ktorých sa hodnoty požadovaných veličín zisťujú riešením sústavy rovníc získaných priamym meraním.

Napríklad merania, pri ktorých sa hmotnosti jednotlivých závaží súpravy zisťujú zo známej hmotnosti jednej z nich a z výsledkov priamych porovnaní hmotností rôznych kombinácií závaží.

Spoločné merania - ide o simultánne merania dvoch alebo viacerých rozdielnych veličín s cieľom nájsť medzi nimi funkčný vzťah. Napríklad určenie závislosti dĺžky tela od teploty, teploty varu a topenia od tlaku atď.

Merania možno klasifikovať:

a) podľa charakteristiky presnosti - ekvivalent(séria meraní akejkoľvek veličiny vykonaná meracími prístrojmi rovnakej presnosti a za rovnakých podmienok) a nerovný(séria meraní množstva vykonaných niekoľkými
meracie prístroje s rôznou presnosťou a (alebo) za niekoľkých rôznych podmienok);

b) počtom meraní v sérii meraní - slobodný a veľa násobkov;

c) v súvislosti so zmenou nameranej hodnoty - statické(meranie fyzikálnej veličiny, ktorá sa časom nemenila, napr. meranie dĺžky súčiastky pri normálnej teplote alebo meranie veľkosti pozemku) a dynamický(meranie fyzikálnej veličiny, ktorá má rôznu veľkosť, napr.
meranie striedavého napätia elektrického prúdu, meranie
vzdialenosť k úrovni zeme od klesajúceho lietadla);

d) podľa vyjadrenia výsledku merania - absolútne(meranie založené na priamych meraniach veličín a (alebo) použití hodnôt fyzikálnych konštánt, napríklad meranie sily F je založené na meraní základnej veličiny hmotnosti m a použití fyzikálnej konštanty - gravitačné zrýchlenie g) a príbuzný(meranie pomeru veličiny k rovnomennej veličine, ktorá pôsobí ako jednotka).

Je možné merať zloženie alebo vlastnosť látok alebo merať fyzikálnu veličinu pomocou jednej alebo druhej meracej metódy.

Metóda merania- ide o techniku ​​alebo súbor techník na porovnávanie meraného zloženia alebo vlastnosti látky alebo meranej fyzikálnej veličiny so známym zložením alebo vlastnosťou látky alebo s jednotkou fyzikálnej veličiny v súlade s realizovaným princípom merania.

Princíp merania je jav alebo účinok, ktorý je základom meraní.

Pozrime sa na niektoré princípy, ktoré sú základom meraní.

Ak zahrejete spoje dvoch elektród vyrobených z rôznych materiálov, dôjde k EMF. Tento jav je základom pre meranie teploty s vysokou presnosťou (termočlánky).

Pri zahrievaní elektrických vodičov a polovodičov sa mení ich odpor. Tento jav umožňuje získať vysokú presnosť merania teploty, najmä pri použití platiny. Použitie polovodičov umožňuje merať malé teplotné rozsahy a teplotu telies s veľmi malými objemami.

Pri naťahovaní alebo stláčaní niektorých materiálov sa mení ich elektrický odpor, čo je základom pre meranie malých deformácií telies, ako aj vysokých a ultravysokých tlakov. Na rozhraní kovu a polovodiča pri osvetlení vzniká EMF, takzvaný fotoelektrický efekt. Fotočlánky sú založené na využití fotoelektrického javu, ktoré sa využívajú v mnohých meracích prístrojoch.

Jas žiary telesa závisí od teploty, ktorá zase závisí od sily prúdu žiariaceho telesom. Na tomto jave je založená bezkontaktná metóda merania teploty (optický pyrometer).

Plán prednášok:

1 Klasifikácia meraní

2 Fyzikálne veličiny. Klasifikácia fyzikálnych veličín

3 Základná rovnica merania. Meracia transformácia

4 Postuláty teórie meraní

5 Skúšanie a kontrola, limity merania

Klasifikácia meracích prístrojov môže byť vykonaná podľa nasledujúcich kritérií.

1. Podľa charakteristiky presnosti merania sa delia na rovnaké a nerovnaké.

Ekvivalentné merania fyzikálna veličina je séria meraní určitej veličiny vykonaná pomocou meracích prístrojov (SI) s rovnakou presnosťou, za rovnakých počiatočných podmienok.

Nerovnaké miery fyzikálne množstvo na volá sa séria meraní určitej veličiny vykonaná pomocou meracích prístrojov s rôznou presnosťou a (alebo) v rôznych počiatočných podmienkach.

2. Podľa počtu meraní merania sú rozdelené na jednoduché a viacnásobné.

Jednorazové meranie je jednorazovo uskutočnené meranie jednej veličiny. Jednotlivé merania majú v praxi veľkú chybu, v tomto smere sa odporúča vykonať merania tohto typu aspoň trikrát, aby sa chyba zmenšila a ako výsledok sa vzal ich aritmetický priemer.

Viacnásobné merania je meranie jednej alebo viacerých veličín vykonaných štyrikrát alebo viackrát. Viacnásobné meranie je séria jednotlivých meraní. Minimálny počet meraní, pre ktoré možno meranie považovať za násobok, sú štyri. Výsledkom viacerých meraní je aritmetický priemer výsledkov všetkých uskutočnených meraní. Opakovaným meraním sa chyba znižuje.

3. Podľa typu zmeny hodnoty merania sa delia na statické a dynamické.

Statické merania sú merania konštantnej, nemennej fyzikálnej veličiny. Príkladom takejto časovo konštantnej fyzikálnej veličiny je dĺžka pozemku.

Dynamické merania sú merania meniacej sa, nekonštantnej fyzikálnej veličiny.

4. Podľa destinácie merania sa delia na technické a metrologické.

Technické merania- ide o merania vykonávané technickými meracími prístrojmi.

Metrologické merania sú merania vykonávané pomocou štandardov.

5. Spôsobom prezentácie výsledky meraní sa delia na absolútne a relatívne.

Absolútne miery sú merania, ktoré sa vykonávajú pomocou priameho, priameho merania základnej veličiny a/alebo aplikácie fyzikálnej konštanty.

príbuzný merania - ide o merania, pri ktorých sa vypočítava pomer homogénnych veličín, pričom v čitateli je porovnávaná hodnota a v menovateli je porovnávacia základňa (jednotka). Výsledok merania bude závisieť od toho, aká hodnota sa berie ako základ porovnania.

6. Autor: metódy prijímanie výsledky meraní sa delia na priame, nepriame, kumulatívne a spoločné.

Priame merania sú merania vykonávané pomocou mier, t.j. nameraná hodnota sa porovnáva priamo s jej mierou. Príkladom priamych meraní je meranie uhla (miera - uhlomer).

Nepriame merania sú merania, pri ktorých sa hodnota meranej veličiny vypočítava pomocou hodnôt získaných priamym meraním a niektorého známeho vzťahu medzi týmito hodnotami A meranou veličinou.

Kumulatívne merania sú merania, ktorých výsledkom je riešenie nejakej sústavy rovníc, ktoré s vľavo z rovníc získaných ako výsledok merania možných kombinácií meraných veličín.

Spoločné merania- Ide o merania, pri ktorých sa merajú minimálne dve nehomogénne fyzikálne veličiny s za účelom vytvorenia vzťahu medzi nimi.

Všetky objekty okolitého sveta sa vyznačujú svojimi vlastnosťami. Vlastnosť je filozofická kategória, ktorá vyjadruje takú stránku objektu (javu, procesu), ktorá určuje jeho odlišnosť alebo zhodu s inými objektmi (javy, procesy) a nachádza sa v jeho vzťahu k nim. Nehnuteľnosť je kategória kvality. Pre kvantitatívny popis rôznych vlastností procesov a fyzikálnych telies sa zavádza pojem kvantita. Hodnota je vlastnosť niečoho, čo sa dá odlíšiť od iných vlastností a vyhodnotiť tak či onak, vrátane kvantitatívneho. Hodnota neexistuje sama osebe, existuje len potiaľ, pokiaľ existuje objekt s vlastnosťami vyjadrenými touto hodnotou. Ideálne veličiny súvisia najmä s matematikou a sú zovšeobecnením (modelom) konkrétnych reálnych pojmov. Vypočítavajú sa tak či onak.

Mnohé vlastnosti sa okrem vzťahu ekvivalencie prejavujú aj vo vzťahu k prítomnosti kvantitatívnej ordináty vlastnosti – intenzity. Pri rozkúskovaní predmetu sa takéto vlastnosti väčšinou nemenia a nazývajú sa intenzívne veličiny. Porovnaním intenzívnych veličín možno určiť ich pomer, poradie podľa intenzity danej vlastnosti. Pri porovnávaní intenzívnych veličín sa odhalí poradový vzťah (väčší, menší alebo rovný), t.j. určí sa pomer medzi veličinami. Príkladmi intenzívnych veličín sú tvrdosť materiálu, vôňa atď. Intenzívne veličiny možno zisťovať, klasifikovať podľa intenzity, kontrolovať, kvantifikovať monotónne stúpajúcimi alebo klesajúcimi číslami. Na základe pojmu „intenzívna veličina“ sa zavádzajú pojmy fyzikálna veličina a jej veľkosť. Veľkosť fyzikálnej veličiny je kvantitatívny obsah vlastnosti zodpovedajúcej pojmu fyzikálna veličina v danom objekte.

Intenzívne hodnoty sú zobrazované kvantitatívnym, hlavne expertným hodnotením, pri ktorom sú vlastnosti s veľkou veľkosťou zobrazené vo väčšom počte ako vlastnosti s menšou veľkosťou. Intenzívne množstvá sa vyhodnocujú pomocou stupníc poradia a intervalov uvedených nižšie.

Objekty charakterizované intenzívnymi hodnotami môžu byť podrobené kontrole. Kontrola je postup na stanovenie súladu medzi stavom objektu a normou. Na implementáciu postupu najjednoduchšieho jednoparametrového riadenia vlastnosti X sú potrebné vzorové objekty, ktoré charakterizujú parametre rovné dolnému X n, respektíve hornému X v medziach normy, a porovnávacie zariadenie. Výsledok kontroly Q je určený nasledujúcou rovnicou: pod normou (X<Х н); норма (X>Xn a X<Х в); выше нормы (X>X c).

Ak sa fyzikálna veličina prejavuje vo vzťahoch ekvivalencie, poriadku a aditívnosti, potom ju možno: zisťovať, klasifikovať, kontrolovať a merať. Tieto veličiny, nazývané extenzívne, zvyčajne charakterizujú fyzikálne materiálové alebo energetické vlastnosti objektu, napríklad hmotnosť telesa, elektrický odpor vodiča atď. mapované na spočítateľnú podmnožinu vo forme množiny čísel Q, ktorá musí spĺňať aj vzťahy ekvivalencie, poradie a aditívnosť. Čísla Q sú výsledky meraní a možno ich použiť na akúkoľvek matematickú operáciu. Množina takýchto čísel Q musí mať nasledujúce vlastnosti:

Pre prejav vo vzťahu k ekvivalencii musí byť množina čísel Q, reprezentujúcich homogénne množstvá rôznych veľkostí, množinou identicky pomenovaných čísel. Tento názov je jednotkou fyzikálnej veličiny alebo jej zlomku. Jednotka fyzikálnej veličiny [Q] je fyzikálna veličina pevnej veľkosti, ktorej je podmienene priradená číselná hodnota rovnajúca sa jednej. Používa sa na kvantifikáciu homogénnych fyzikálnych veličín.

Pre vyjadrenie vo vzťahoch ekvivalencie a poriadku je číslo q 1 reprezentujúce väčšiu hodnotu Q 1 >Q 2 zvolené tak, aby bolo väčšie ako číslo q 2 reprezentujúce menšiu hodnotu Q 2 . V oboch prípadoch sa používa jedna jednotka fyzikálnej veličiny. Na splnenie tejto podmienky sa ako požadovaná množina q 1 ,…, q n zvolí usporiadaná množina reálnych čísel s reláciou prirodzeného poriadku.

Pre prejav vo vzťahoch ekvivalencie, poriadku a aditivity sa abstraktné číslo rovnajúce sa odhadu celkovej nameranej hodnoty Q, vyplývajúcej zo súčtu zložiek homogénnych veličín Q i, musí rovnať súčtu numerických odhadov qi týchto zložiek. . Súčet pomenovaných čísel Q i, odrážajúcich zložky, sa musí rovnať pomenovanému číslu Q, ktoré odráža celkovú hodnotu:

Ak je implementovaná podmienka [Q] =, t.j. existuje rovnosť vo veľkostiach jednotiek pre všetky pomenované čísla, ktoré odrážajú celkovú hodnotu Q a jej zložky Q i , potom sa v tomto prípade zavedú nasledujúce pojmy:

Hodnota fyzikálnej veličiny Q je odhad jej veľkosti vo forme určitého počtu jednotiek akceptovaných pre ňu;

Číselná hodnota fyzikálnej veličiny, q je abstraktné číslo vyjadrujúce pomer hodnoty veličiny k zodpovedajúcej jednotke danej fyzikálnej veličiny.

Rovnica Q = q[Q] sa nazýva základná rovnica merania. Podstatou najjednoduchšieho merania je porovnanie veľkosti fyzikálnej veličiny Q s veľkosťou výstupnej veličiny nastaviteľnej viachodnotovej miery q[Q]. Výsledkom porovnania je, že q[Q]

Podmienkou implementácie základného postupu priameho merania sú tieto operácie:

Reprodukcia fyzikálnej veličiny danej veľkosti q[Q];

Porovnanie meranej fyzikálnej veličiny Q s reprodukovateľnou mierou q[Q].

Na základe použitia všeobecných postulátov ekvivalencie, rádu a aditívnosti bol teda získaný koncept priameho merania, ktorý možno formulovať nasledovne: meranie je kognitívny proces, ktorý spočíva v porovnávaní danej fyzikálnej veličiny pomocou fyzikálnej veličiny. experiment so známou fyzikálnou veličinou branou ako merná jednotka.

Ako každá iná veda, aj teória merania je postavená na niekoľkých základných postulátoch, ktoré popisujú jej počiatočné axiómy. Konštrukcii a štúdiu týchto axióm-postulátov sa venovalo veľké množstvo vedeckých štúdií.

Treba poznamenať, že akýkoľvek pokus o formuláciu počiatočných ustanovení (postulátov) teórie merania naráža na zásadné ťažkosti. Je to spôsobené tým, že na jednej strane by postuláty mali byť objektívnymi tvrdeniami a na druhej strane merania sú predmetom metrológie, t.j. druh činnosti, ktorú ľudia vykonávajú, aby dosiahli subjektívne ciele. Preto je potrebné formulovať objektívne tvrdenia, ktoré by slúžili ako základ vednej disciplíny, ktorá má podstatný subjektívny prvok. Prvý postulát metrológie je postulát a: v rámci akceptovaného modelu predmetu skúmania existuje určitá merateľná fyzikálna veličina a jej skutočná hodnota. Ak napríklad predpokladáme, že súčasťou je valec (model je valec), potom má priemer, ktorý je možné zmerať. Ak časť nemožno považovať napríklad za valcovú, jej prierez je elipsa, potom je zbytočné merať jej priemer, pretože nameraná hodnota nenesie užitočné informácie o časti. A preto v rámci nového modelu priemer neexistuje. Nameraná hodnota existuje len v rámci akceptovaného modelu, t.j. dáva zmysel len vtedy, ak je model uznaný ako adekvátny objektu. Keďže k danému objektu možno na rôzne účely výskumu porovnávať rôzne modely, z postulátu a vyplýva dôsledok a 1: pre danú fyzikálnu veličinu meraného objektu existuje veľa meraných veličín a podľa toho aj ich skutočných hodnôt.

Z prvého postulátu metrológie teda vyplýva, že meraná vlastnosť meraného objektu musí zodpovedať nejakému parametru jeho modelu. Tento model počas doby potrebnej na meranie by mal umožniť, aby sa tento parameter považoval za nezmenený. V opačnom prípade nie je možné vykonať merania. Túto skutočnosť popisuje postulát b: skutočná hodnota meranej veličiny je konštantná.

Po vybratí konštantného parametra modelu môžeme pristúpiť k meraniu zodpovedajúcej hodnoty. Pre premenlivú fyzikálnu veličinu je potrebné zvoliť alebo zvoliť nejaký konštantný parameter a zmerať ho. Vo všeobecnom prípade sa takýto konštantný parameter zavádza pomocou nejakého funkcionálu. Príkladom takýchto konštantných parametrov časovo premenných signálov zavedených pomocou funkcionalít sú rektifikované stredné hodnoty alebo odmocniny. Tento aspekt sa prejavuje v dôsledku b1: na meranie premennej fyzikálnej veličiny je potrebné určiť jej konštantný parameter - meranú veličinu.

Merania založené na použití ľudských zmyslov (hmat, čuch, zrak, sluch a chuť) sa nazývajú organoleptické. Napríklad meranie času alebo gravitácie (astronautmi) sú založené na pocitoch. Aj menej dokonalé miery na stupnici objednávky vychádzajú z dojmov.

Merania založené na intuícii sa nazývajú heuristické.

Merania vykonávané pomocou špeciálnych technických prostriedkov sa nazývajú inštrumentálne. Medzi nimi môžu byť automatické a automatické. Pri automatizovaných meraniach nie je úplne vylúčená úloha osoby (vykonať odstraňovanie údajov z oznamovacieho zariadenia meracieho zariadenia alebo digitálneho displeja). Automatické merania sa vykonávajú bez ľudského zásahu. Ich výsledok je prezentovaný vo forme dokumentu a je úplne objektívny.

Indikátory sú technické zariadenia určené na zisťovanie fyzikálnych vlastností.

Meradlá sa nazývajú všetky technické prostriedky používané pri meraniach, ktoré majú normalizované metrologické vlastnosti.

Reálne miery sú navrhnuté tak, aby reprodukovali fyzikálnu veličinu danej veľkosti, ktorá je charakterizovaná takzvanou nominálnou veľkosťou.

Meracie prevodníky sú meracie prístroje, ktoré generujú meracie informačné signály vo forme vhodnej na ďalšiu konverziu, prenos, ukladanie, spracovanie, ale spravidla neprístupné pre priame vnímanie pozorovateľom.

Jednotou meraní sa rozumie taký stav, v ktorom sú výsledky vyjadrené v zákonných jednotkách a presnosť meraní je zdokumentovaná.

Metrologické charakteristiky meradiel sú ich technické vlastnosti, ktoré ovplyvňujú výsledky a presnosť meraní.

Stupnica merania kvantitatívnej vlastnosti je stupnicou fyzikálnej veličiny. Stupnica fyzikálnej veličiny je usporiadaná postupnosť hodnôt fyzikálnej veličiny, prijatá dohodou na základe výsledkov presných meraní.

V súlade s logickou štruktúrou prejavu vlastností sa rozlišuje päť hlavných typov meracích stupníc.

Menná stupnica (klasifikačná stupnica). Takéto škály sa používajú na klasifikáciu empirických objektov, ktorých vlastnosti sa objavujú len vo vzťahu k ekvivalencii.Tieto vlastnosti nemožno považovať za fyzikálne veličiny, preto škály tohto typu nie sú škálami fyzikálnej veličiny. Ide o najjednoduchší typ stupnice, ktorý je založený na priraďovaní čísel kvalitatívnym vlastnostiam predmetov, ktoré zohrávajú úlohu mien. Príkladom pomenovacích stupníc sú široko používané atlasy farieb určené na identifikáciu farieb.

Stupnica poradia (stupnica hodností). Ak sa vlastnosť daného empirického objektu prejaví v zmysle ekvivalencie a poradia vo vzostupnom alebo zostupnom kvantitatívnom prejave vlastnosti, potom sa pre ňu dá zostrojiť rádová stupnica. Monotónne sa zvyšuje alebo znižuje a umožňuje vám určiť pomer viac / menej medzi hodnotami, ktoré charakterizujú špecifikovanú vlastnosť. V radových škálach nula existuje alebo neexistuje, ale v zásade nie je možné zaviesť merné jednotky, pretože pre ne nie je stanovený vzťah proporcionality, a preto nie je možné posúdiť, koľkokrát viac alebo menej konkrétne prejavmi vlastnosti sú. Široko používané sú rádové váhy s vyznačenými referenčnými bodmi. Medzi takéto stupnice patrí napríklad Mohsova stupnica na určenie tvrdosti minerálov, ktorá obsahuje 10 referenčných (referenčných) minerálov s rôznymi číslami podmienenej tvrdosti: mastenec - 1; sadra - 2; vápnik - 3; fluorit - 4; apatit - 5; ortoklas - 6; kremeň - 7; topaz - 8; korund - 9; diamant - 10. Priradenie minerálu k jednému alebo druhému stupňovaniu tvrdosti sa uskutočňuje na základe experimentu, ktorý spočíva v tom, že skúšobný materiál je poškriabaný referenciou. Ak po zoškrabaní skúšaného minerálu kremeňom (7) na ňom stopa zostane a po ortoklase (6) nie, potom je tvrdosť skúšaného materiálu viac ako 6, ale menej ako 7. Hodnotenie na objednávku stupnice je nejednoznačná a veľmi podmienená, o čom svedčí uvažovaný príklad.

Intervalová stupnica (rozdielová stupnica). Tieto stupnice sú ďalším vývojom mierok poriadku a používajú sa pre objekty, ktorých vlastnosti spĺňajú vzťahy ekvivalencie, poriadku a aditivity. Intervalová stupnica pozostáva z rovnakých intervalov, má mernú jednotku a ľubovoľne zvolený začiatok - nulový bod. Medzi takéto stupnice patrí chronológia podľa rôznych kalendárov, v ktorých sa za východisko berie buď stvorenie sveta, alebo narodenie Krista atď. Teplotné stupnice Celsia, Fahrenheita a Réaumur sú tiež intervalové stupnice. Sú prakticky dva spôsoby nastavenia mierky. V prvom z nich sú zvolené dve hodnoty Q 0 a Q 1, ktoré sú relatívne jednoducho fyzicky implementovateľné. Tieto hodnoty sa nazývajú referenčné body alebo základné referenčné hodnoty a interval sa nazýva hlavný interval (Q 1 - Q 0).

Vzťahová škála. Tieto škály opisujú vlastnosti empirických objektov, ktoré spĺňajú vzťahy ekvivalencie, poriadku a aditivity (škály druhého druhu sú aditívne) a v niektorých prípadoch proporcionality (škály prvého druhu sú proporcionálne). Ich príklady sú miera hmotnosti (druhého druhu), termodynamická teplota (prvého druhu). Vo vzťahových mierkach existuje jednoznačné prirodzené kritérium pre nulový kvantitatívny prejav vlastnosti a merná jednotka stanovená dohodou. Z formálneho hľadiska je stupnica pomerov stupnicou intervalov s prirodzeným referenčným bodom. Všetky aritmetické operácie sú použiteľné pre hodnoty získané na tejto stupnici, čo je dôležité pri meraní fyzikálnych veličín. Vzťahové váhy sú najdokonalejšie.

Absolútne váhy. Niektorí autori používajú pojem absolútnych mierok, pod ktorými sa rozumejú váhy, ktoré majú všetky znaky pomerových mierok, no navyše majú prirodzenú jednoznačnú definíciu mernej jednotky a nezávisia od akceptovaného systému meracích jednotiek. Takéto stupnice zodpovedajú relatívnym hodnotám: zosilnenie, útlm atď. Na vytvorenie mnohých odvodených jednotiek v sústave SI sa používajú bezrozmerné a počítacie jednotky absolútnych mierok.

Všimnite si, že škály mien a poradia sa nazývajú nemetrické (pojmové) a škály intervalov a pomerov sa nazývajú metrické (hmotné). Absolútne a metrické stupnice sú klasifikované ako lineárne. Praktická realizácia meracích stupníc sa uskutočňuje štandardizáciou ako samotných mierok, tak meracích jednotiek, prípadne spôsobov a podmienok ich jednoznačnej reprodukcie.

Testovacie otázky:

1 Definujte fyzikálnu veličinu. Uveďte príklady veličín patriacich do rôznych skupín fyzikálnych procesov.

2 Čo sú extenzívne a intenzívne fyzikálne veličiny? Aké sú ich podobnosti a rozdiely? Uveďte príklady fyzikálnych veličín každého typu.

3 Aká je mierka fyzikálnej veličiny? Uveďte príklady rôznych mierok fyzikálnych veličín.

4 Pomenujte hlavné operácie postupu merania. Povedzte nám, ako sa implementujú pri meraní veľkosti dielu pomocou posuvného meradla.

5 Uveďte príklady meracích prevodníkov, viachodnotových meraní a porovnávacích zariadení používaných v meracích prístrojoch, ktoré poznáte.

6 Čo je to merací prístroj? Uveďte príklady meracích prístrojov pre rôzne fyzikálne veličiny.