Ηλεκτρικές μετρήσεις και τεχνολογίες ηλεκτρικών μετρήσεων, ο ρόλος και η σημασία των μετρήσεων
Τι είναι διάσταση
Η μέτρηση είναι μια από τις αρχαιότερες πράξεις που χρησιμοποιούσε ο άνθρωπος στην κοινωνική πρακτική και με την ανάπτυξη της κοινωνίας διεισδύει όλο και περισσότερο σε διάφορους τομείς δραστηριότητας.
Η μέτρηση είναι μια γνωστική διαδικασία: μετά τη μέτρηση μιας συγκεκριμένης ποσότητας, πάντα γνωρίζουμε κάτι περισσότερο για αυτήν την ποσότητα από ό,τι πριν από τη μέτρηση: ανακαλύπτουμε το μέγεθός της, που συχνά είναι η πηγή μιας σειράς πρόσθετων πληροφοριών για εμάς, μαθαίνουμε μια ιδέα για αυτό ποσότητα, η σχέση του με άλλες ποσότητες κ.λπ.
Η διαδικασία μέτρησης είναι ένα φυσικό πείραμα: η μέτρηση δεν μπορεί να γίνει κερδοσκοπικά, μόνο μέσω θεωρητικών υπολογισμών κ.λπ.
Η μέτρηση ενός φυσικού μεγέθους είναι μια σύγκριση με μια ορισμένη τιμή της ίδιας φυσικής ποσότητας που λαμβάνεται ως μονάδα: μπορεί κανείς να μετρήσει, για παράδειγμα, το μήκος μόνο συγκρίνοντάς το με ένα ορισμένο μήκος.
Από τον παραπάνω ορισμό προκύπτει ότι για να εκτελέσετε οποιαδήποτε μέτρηση χρειάζεστε γενικά:
-
μέτρο — μια πραγματική αναπαραγωγή μιας μονάδας μέτρησης, για παράδειγμα, κατά τη ζύγιση, απαιτείται ένα βάρος·
-
συσκευή μέτρησης — τεχνικά μέσα για τη διεξαγωγή της διαδικασίας σύγκρισης μιας μετρούμενης τιμής με ένα μέτρο.
Το να έχετε ένα μέτρο είναι απολύτως απαραίτητο για να κάνετε τη μέτρηση. Είναι αλήθεια ότι σε ορισμένες περιπτώσεις το μέτρο φαίνεται να λείπει στη μέτρηση: για παράδειγμα, κατά τη ζύγιση ενός καντράν, τα βάρη ενδέχεται να μην χρησιμοποιούνται απευθείας, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι το μέτρο δεν εμπλέκεται σε μια τέτοια μέτρηση: Η κλίμακα αυτών των βαρών είναι προ-βαθμονομημένη χρησιμοποιώντας τα κατάλληλα βάρη.
Επομένως, στην κλίμακα τέτοιων βαρών τοποθετείται, λες, ένα μέτρο μάζας, το οποίο έτσι συμμετέχει σε όλες τις ζυγίσεις.
Με τον ίδιο τρόπο, όταν μετράτε την ηλεκτρική αντίσταση με ένα ωμόμετρο nd, απαιτείται η χρήση μέτρων αντίστασης, αλλά σε αυτήν την περίπτωση μπορούν να εγκαταλειφθούν μόνο επειδή κατά την κατασκευή του ωμόμετρου, η κλίμακα του βαθμονομείται χρησιμοποιώντας μέτρα αντίστασης δείγματος, τα οποία περιλαμβάνονται έμμεσα σε κάθε χρήση της συσκευής.
Από την άλλη πλευρά, μια συσκευή μέτρησης δεν είναι πάντα απαραίτητη για να κάνετε μια μέτρηση: για τις πιο απλές μετρήσεις αρκεί να έχετε μόνο ένα μέτρο, αλλά η συσκευή μπορεί να μην κολλάει.
Δείτε επίσης: Φυσικά μεγέθη και παράμετροι, μονάδες
Άμεσες, έμμεσες και συγκεντρωτικές μετρήσεις
Σύμφωνα με τη μέθοδο απόκτησης του αποτελέσματος της μέτρησης, είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση:
-
άμεσες μετρήσεις?
-
Έμμεσες μετρήσεις?
-
αθροιστικές μετρήσεις.
Άμεσες μετρήσεις είναι εκείνες οι μετρήσεις στις οποίες μετριέται άμεσα η ίδια η ποσότητα ενδιαφέροντος: ζύγιση σε ζυγαριά για τον προσδιορισμό της μάζας ενός σώματος, μέτρηση μήκους με απευθείας σύγκριση μιας δεδομένης απόστασης με ένα αντίστοιχο μέτρο μήκους, μέτρηση ηλεκτρικής αντίστασης με ωμόμετρο, ηλεκτρικό ρεύμα με αμπερόμετρο κ.λπ.
Οι άμεσες μετρήσεις είναι ένας πολύ κοινός τύπος τεχνικής μέτρησης. Έμμεσες μετρήσεις είναι εκείνες οι μετρήσεις στις οποίες το ίδιο το ποσό των τόκων δεν μετράται άμεσα, αλλά ορισμένες άλλες ποσότητες με τις οποίες το μετρούμενο ποσό βρίσκεται σε μια ορισμένη σχέση. Μετά τον προσδιορισμό των τιμών αυτών των μεγεθών (με άμεσες μετρήσεις) και τη χρήση της γνωστής σχέσης μεταξύ αυτών των μεγεθών και της μετρούμενης ποσότητας, είναι δυνατός ο υπολογισμός της τιμής της μετρούμενης ποσότητας.
Για παράδειγμα, για τον προσδιορισμό της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης ενός συγκεκριμένου υλικού, μετράται το μήκος ενός σύρματος από αυτό το υλικό, το εμβαδόν της διατομής του και η ηλεκτρική του αντίσταση. Από τα αποτελέσματα αυτών των μετρήσεων μπορεί να υπολογιστεί η επιθυμητή αντίσταση.
Οι έμμεσες μετρήσεις είναι πιο περίπλοκες από τις άμεσες μετρήσεις, αλλά χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία και την επιστημονική έρευνα αρκετά συχνά, ειδικά επειδή σε πολλές περιπτώσεις οι άμεσες μετρήσεις ορισμένων ποσοτήτων αποδεικνύονται πρακτικά αδύνατες.
Οι αθροιστικές μετρήσεις είναι εκείνες οι μετρήσεις στις οποίες το επιθυμητό αποτέλεσμα μέτρησης προκύπτει από τα αποτελέσματα πολλών ομάδων άμεσων ή έμμεσων μετρήσεων μεμονωμένων μεγεθών, η λειτουργική σχέση με την οποία τα μεγέθη που μας ενδιαφέρουν εκφράζονται με τη μορφή άρρητων συναρτήσεων.
Με βάση τα αποτελέσματα ομάδων άμεσων ή έμμεσων μετρήσεων ενός αριθμού ποσοτήτων, συντάσσεται ένα σύστημα εξισώσεων, η λύση του οποίου δίνει τις τιμές των ποσοτήτων ενδιαφέροντος.
Ο ρόλος των μετρήσεων και η σημασία της μετρολογίας στη σύγχρονη κοινωνία
Η ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την ανάπτυξη και τη βελτίωση των οργάνων μέτρησης. Η δήλωση κάθε νέου επιστημονικού ή τεχνικού προβλήματος μας αναγκάζει να αναζητήσουμε νέα όργανα μέτρησης και η βελτίωση των οργάνων μέτρησης συμβάλλει στην ανάπτυξη νέων κλάδων της επιστήμης και της τεχνολογίας.
Η συσσώρευση επιστημονικής και εφαρμοσμένης γνώσης στον τομέα του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού εμπλούτισε σημαντικά τη θεωρία και την τεχνική των μετρήσεων και οδήγησε στο σχηματισμό ενός ανεξάρτητου και εκτεταμένου κλάδου - της τεχνολογίας ηλεκτρικών μετρήσεων.
Η τεχνολογία ηλεκτρικών μετρήσεων καλύπτει τις μεθόδους ηλεκτρικών μετρήσεων, το σχεδιασμό και την παραγωγή των απαραίτητων τεχνικών μέσων (συσκευές μέτρησης), καθώς και ερωτήσεις σχετικά με την πρακτική χρήση τους.
Επί του παρόντος, τα αντικείμενα των ηλεκτρικών μετρήσεων είναι κυρίως όλα τα ηλεκτρικά και μαγνητικά μεγέθη (ρεύμα, τάση, ισχύς, ηλεκτρική ενέργεια, ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, συχνότητα ρεύματος, μαγνητικές ιδιότητες υλικών κ.λπ.).
Ωστόσο, λόγω της υψηλής ακρίβειας, της ευαισθησίας και της μεγάλης πειραματικής ευκολίας των μεθόδων ηλεκτρικών μετρήσεων, οι τεχνικές μέτρησης γίνονται όλο και πιο διαδεδομένες, οι οποίες περιορίζονται σε μια προκαταρκτική μετατροπή των προς μέτρηση ποσοτήτων σε ηλεκτρική ποσότητα ανάλογη με αυτές. στη συνέχεια μετρήθηκε απευθείας.
Τέτοιες μέθοδοι μέτρησης, οι λεγόμενες «μη ηλεκτρικές μετρήσεις μη ηλεκτρικών μεγεθών» (θερμοκρασία, πίεση, υγρασία, ταχύτητα, επιτάχυνση, κραδασμοί, ελαστικές παραμορφώσεις κ.λπ. Σε απόσταση, εκτέλεση μαθηματικών πράξεων στην κόλαση με μετρήσιμα μεγέθη και μεγαλύτερη ευκολία για να τα καταγράψετε εγκαίρως.
Ο ηλεκτρικός εξοπλισμός μέτρησης παίζει σημαντικό ρόλο για την επιστημονική και τεχνική πρόοδο στη λειτουργία των ενεργειακών συστημάτων και η μέτρηση των ηλεκτρικών παραμέτρων των σταθμών παραγωγής ενέργειας αποτελεί κίνητρο για τον εξορθολογισμό της εξοικονόμησης ενέργειας.
Οι τεχνολογίες ηλεκτρικής μέτρησης είναι επίσης εξαιρετικά σημαντικές στον έλεγχο των διαδικασιών παραγωγής σε διάφορες βιομηχανίες, στον έλεγχο της ποιότητας των υλικών, των ημικατεργασμένων προϊόντων και πολλών προϊόντων, στις γεωλογικές έρευνες και σε μια μεγάλη ποικιλία επιστημονικών ερευνών, όπου ηλεκτρικές και μαγνητικές Οι μέθοδοι μέτρησης χρησιμοποιούνται για την επίτευξη των πιο ακριβών αποτελεσμάτων σε ένα πολύ ευρύ φάσμα τιμών μέτρησης.
Επιλογή ειδών για διάφορες ηλεκτρικές συσκευές μέτρησης και πρακτική χρήση τους:
Ταξινόμηση ηλεκτρικών οργάνων μέτρησης, σύμβολα κλίμακας συσκευών
Κλίμακα μετρητή, διαίρεση ζυγαριάς
Πρότυπα για ηλεκτρικές μονάδες και υποδειγματικά μέτρα