Трудно е да се надцени значението на измерванията в живота на съвременния човек. С развитието на технологиите въпросът за необходимостта от тях изобщо не е, но принципите и методите, които позволяват да се увеличи точността на измерванията, излизат на преден план. Разширява се и обхватът от области, в които се използват измервателни системи и методи. В същото време се разработват не само технически и технологични подходи за изпълнение на тези операции, но и концепциите за тяхното приложение. Към днешна дата методът на измерване е набор от техники или техники, които ви позволяват да приложите един или друг принцип за определяне на желаната стойност.
Принципи на методите за измерване
В основата на всеки метод за измерване е определен физически закон, който от своя страна се основава на определен природен феномен. В метрологията физическите явления често се определят като ефекти, които причиняват модел. За измерване на различни количества се прилагат специфични закони. Например измерването на тока се извършва чрез ефекта на Джоузефсън. Това явление, според което свръхпроводящият ток преминава през междинния слой на диелектриците,разделителни свръхпроводници. За определяне на характеристиките на погълнатата енергия се използва друг ефект - Пелтие, а за изчисляване на скоростта - законът за изменение на честотата на излъчване, открит от Доплер. По-прост пример за определяне на масата на обект използва гравитацията, която се проявява в процеса на претегляне.
Класификации на методите за измерване
Обикновено се използват два знака за разделяне на методите за измерване - според естеството на промяната на стойностите в зависимост от времето и според метода на получаване на данни. В първия случай се разграничават статистически и динамични методи. Статистическите методи на измерване се характеризират с това, че полученият резултат не се променя в зависимост от момента, в който са приложени. Това могат да бъдат например основните методи за измерване на масата и размера на обект. Динамичните техники, напротив, първоначално позволяват възможността за колебания в производителността. Такива методи включват онези методи, които ви позволяват да проследявате характеристиките на налягането, газа или температурата. Промените обикновено настъпват под влиянието на околната среда. Съществуват и други класификации на методите, поради разликата в точността на измерване и условията на операцията. Но те обикновено са второстепенни. Сега си струва да разгледаме най-популярните методи за измерване.
Метод за сравнение на измерване
В този случай измерването се извършва чрез сравняване на желаната стойност със стойностите, възпроизведени от мярката. Пример за този метод е изчисляването на масата сс помощта на везни от лостов тип. Потребителят първоначално работи с инструмента, който съдържа определени стойности с мерки. По-специално, използвайки системата за балансиране с тежести, той може да фиксира теглото на обект с определена степен на точност. Класическото устройство за измерване на налягането също, в някои модификации, включва определяне на стойността чрез сравнение с показанията в среда, в която първоначално известните стойности вече работят. Друг пример се отнася до измерването на тока на напрежение. В този случай, например, характеристиките на компенсатора ще бъдат сравнени с известната електродвижеща сила на нормален елемент.
Метод на измерване чрез събиране
Също доста често срещана техника, която се използва в различни области. Методът за измерване на стойността на добавката също така предвижда желаната стойност и определена мярка, която е известна предварително. Само, за разлика от предишния метод, измерването се извършва директно при сравняване не с изчислената стойност, а при условията на нейното добавяне с подобна стойност. Като правило методите и измервателните уреди според този принцип се използват по-често при работа с физически показатели на характеристиките на обект. В известен смисъл тази техника е подобна на метода за определяне на количества чрез заместване. Само в този случай корекционният фактор се осигурява не от стойност, която е подобна на желаната стойност, а от показанията на референтния обект.
Органолептичен метод на измерване
Красиво енеобичайно направление на метрологията, което се основава на използването на човешките сетива. Има две категории органолептични измервания. Например методът елемент по елемент дава възможност да се оцени конкретен параметър на обект, без да се дава пълна картина на неговите характеристики и възможни експлоатационни качества. Втората категория представлява интегриран подход, при който методът на измерване с помощта на сетивата дава по-пълна картина на различните параметри на обекта. Важно е да се разбере, че комплексният анализ често е полезен не толкова като начин да се вземе предвид цяла група характеристики, а като инструмент за оценка на цялостната пригодност на даден обект по отношение на възможното използване за конкретна цел. Що се отнася до практическото приложение на органолептичните методи, те могат да се използват за оценка, например, на овалността или качеството на рязане на цилиндрични части. При комплексно измерване по този метод можете да получите представа за радиалното биене на вала, което просто ще бъде открито след анализиране на същата овалност и характеристики на външната повърхност на елемента..
Контактни и безконтактни методи за измерване
Принципите на контактно и безконтактно измерване имат значителна разлика. В случай на контактни устройства, стойността се фиксира в непосредствена близост до обекта. Но тъй като това не винаги е възможно поради наличието на агресивни среди и труден достъп до мястото на измерване, безконтактният принцип на изчисляване на стойностите също стана широко разпространен. Използва се методът на контактно измерванепри определяне на такива количества като маса, ток, общи параметри и т.н. Въпреки това, когато се измерват изключително високи температури, това не винаги е възможно.
Може да се извършва безконтактно измерване със специални модели пирометри и термовизори. По време на работа те не са директно в целевата измервателна среда, а взаимодействат с нейното излъчване. Поради редица причини методите за безконтактно измерване на температурата не са много точни. Следователно те се използват само там, където трябва да имате представа за характеристиките на определени зони или зони.
Измервания
Обхватът от инструменти за измерване е много широк, дори ако говорим за конкретна област отделно. Например, само за измерване на температурата се използват термометри, пирометри, същите термовизори и многофункционални станции с функции на хигрометър и барометър. Напоследък в комплекса се използват дърворезби, оборудвани с чувствителни сонди за записване на показанията за влажност и температура. При оценка на атмосферните условия често се използва и манометър - това е устройство за измерване на налягане, което може да бъде допълнено със сензори за наблюдение на газообразни среди. Широка група устройства е представена и в сегмента на измервателните уреди за характеристиките на електрическите вериги. Тук можете да изберете устройства като волтметър и амперметър. Отново, както в случая с метеорологичните станции, средствата за отчитане на параметрите на електрическото поле могат да бъдат универсални - тоест да се вземат предвид няколко параметъра едновременно.
Инструментиинструменти и автоматизация
В традиционния смисъл, измервателното устройство е инструмент, който предоставя информация за определена стойност, характерна за конкретен обект в даден момент. По време на операцията потребителят регистрира показанията и впоследствие взема подходящи решения въз основа на тях. Но все по-често същите тези устройства се интегрират в комплекс от оборудване с автоматизация, което въз основа на същите записани показания самостоятелно взема решения, например за коригиране на работните параметри. По-специално автоматизацията на инструментите и оборудването се комбинира успешно в газопроводни комплекси, в отоплителни и вентилационни системи и др. газ.
Измервания и несигурности
Почти всеки процес на измерване включва известна степен на вариация в отчетените резултати спрямо действителните стойности. Грешката може да бъде 0,001% или 10% или повече. В този случай се разграничават случайни и систематични отклонения. Случайната грешка на резултата от измерването се характеризира с факта, че не се подчинява на определен модел. Обратно, систематичните отклонения от действителните стойности се различават по това, че запазват стойностите си дори след множество повтарящи се измервания.
Заключение
Производителите на измервателни уреди и високоспециализирано метрологично оборудване се стремят да разработват по-функционални и същевременно достъпни модели. И това се отнася не само за професионалното оборудване, но и за домакинските уреди. Например измерването на тока може да се извърши у дома с помощта на мултицет, който записва няколко параметъра едновременно. Същото може да се каже и за устройства, които работят с показания на налягане, влажност и температура, които са надарени с широка функционалност и модерна ергономия. Вярно е, че ако задачата е да регистрирате конкретна стойност, тогава експертите все пак препоръчват използването на специални устройства, които работят само с целевия параметър. Те са склонни да имат по-висока точност на измерване, което често е от решаващо значение при оценката на производителността на оборудването.
