È difficile sopravvalutare l'importanza delle misurazioni nella vita di una persona moderna. Con lo sviluppo della tecnologia, la questione della loro necessità non è affatto, ma vengono alla rib alta i principi e i metodi che consentono di aumentare l'accuratezza delle misurazioni. Anche la gamma di aree in cui vengono utilizzati sistemi e metodi di misurazione è in espansione. Allo stesso tempo, vengono sviluppati non solo approcci tecnici e tecnologici per l'attuazione di queste operazioni, ma anche i concetti della loro applicazione. Ad oggi, il metodo di misurazione è un insieme di tecniche o tecniche che consentono di implementare l'uno o l' altro principio per determinare il valore desiderato.
Principi dei metodi di misurazione
La base di qualsiasi metodo di misurazione è una certa legge fisica, che, a sua volta, si basa su un particolare fenomeno naturale. In metrologia, i fenomeni fisici sono spesso definiti come effetti che causano un pattern. Per misurare quantità diverse si applicano leggi specifiche. Ad esempio, la misurazione della corrente è effettuata dall'effetto Josephson. Questo fenomeno, secondo il quale la corrente superconduttrice passa attraverso l'intercalare dei dielettrici,separare i superconduttori. Per determinare le caratteristiche dell'energia assorbita si utilizza un altro effetto, quello di Peltier, e per calcolare la velocità, la legge di variazione della frequenza di radiazione, scoperta dal Doppler. Un esempio più semplice per determinare la massa di un oggetto utilizza la gravità, che si manifesta nel processo di pesatura.
Classificazioni dei metodi di misurazione
Di solito vengono utilizzati due segni di separazione dei metodi di misurazione, in base alla natura della variazione dei valori a seconda del tempo e in base al metodo di ottenimento dei dati. Nel primo caso si distinguono metodi statistici e dinamici. I metodi statistici di misura sono caratterizzati dal fatto che il risultato ottenuto non cambia a seconda del momento in cui vengono applicati. Questi possono essere, ad esempio, i metodi principali per misurare la massa e le dimensioni di un oggetto. Le tecniche dinamiche, al contrario, inizialmente consentono la possibilità di fluttuazioni nelle prestazioni. Tali metodi includono quei metodi che consentono di tenere traccia delle caratteristiche di pressione, gas o temperatura. I cambiamenti di solito si verificano sotto l'influenza dell'ambiente. Esistono altre classificazioni di metodi, dovute alla differenza nell'accuratezza della misurazione e alle condizioni dell'operazione. Ma di solito sono secondari. Ora vale la pena considerare i metodi di misurazione più diffusi.
Metodo di confronto delle misure
In questo caso la misura avviene confrontando il valore desiderato con i valori riprodotti dalla misura. Un esempio di questo metodo è il calcolo della massa conutilizzando scale a leva. L'utente inizialmente lavora con lo strumento, che contiene determinati valori con misure. In particolare, utilizzando il sistema di equilibratura con pesi, può fissare il peso di un oggetto con un certo grado di precisione. Il classico misuratore di pressione inoltre, in alcune modifiche, prevede la determinazione del valore per confronto con letture in un ambiente in cui operano già valori inizialmente noti. Un altro esempio riguarda la misura della corrente di tensione. In questo caso, ad esempio, le caratteristiche del compensatore verranno confrontate con la forza elettromotrice nota di un elemento normale.
Metodo di misurazione per addizione
Anche una tecnica abbastanza comune che viene utilizzata in una varietà di aree. Il metodo di misurazione del valore dell'addizione prevede anche il valore desiderato e una certa misura, che è nota in anticipo. Solo, a differenza del metodo precedente, la misurazione viene eseguita direttamente confrontando non con il valore calcolato, ma nelle condizioni della sua aggiunta con un valore simile. Di norma, i metodi e gli strumenti di misura secondo questo principio sono più spesso utilizzati nel lavorare con indicatori fisici delle caratteristiche di un oggetto. In un certo senso, questa tecnica è simile al metodo per determinare le quantità mediante sostituzione. Solo in questo caso il fattore di correzione è fornito non da un valore simile al valore desiderato, ma dalle letture dell'oggetto di riferimento.
Metodo di misurazione organolettica
È carinouna direzione insolita della metrologia, che si basa sull'uso dei sensi umani. Esistono due categorie di misurazioni organolettiche. Ad esempio, il metodo elemento per elemento consente di valutare un parametro specifico di un oggetto senza fornire un quadro completo delle sue caratteristiche e delle possibili qualità operative. La seconda categoria rappresenta un approccio integrato, in cui il metodo di misurazione con l'ausilio dei sensi fornisce un quadro più completo dei diversi parametri dell'oggetto. È importante comprendere che l'analisi complessa è spesso utile non tanto come modo per prendere in considerazione un intero gruppo di caratteristiche, ma come strumento per valutare l'idoneità complessiva di un oggetto in termini di possibile utilizzo per uno scopo specifico. Per quanto riguarda l'applicazione pratica dei metodi organolettici, essi possono essere utilizzati per valutare, ad esempio, l'ovalità o la qualità del taglio di parti cilindriche. In una misurazione complessa con questo metodo, è possibile avere un'idea dell'eccentricità radiale dell'albero, che verrà rilevata solo dopo aver analizzato la stessa ovalità e caratteristiche della superficie esterna dell'elemento.
Metodi di misurazione a contatto e senza contatto
I principi della misurazione a contatto e senza contatto hanno una differenza significativa. Nel caso di dispositivi a contatto, il valore viene fissato in prossimità dell'oggetto. Ma, poiché ciò non è sempre possibile a causa della presenza di mezzi aggressivi e del difficile accesso al sito di misurazione, si è diffuso anche il principio del calcolo dei valori senza contatto. Viene utilizzato il metodo di misurazione del contattonel determinare quantità come massa, corrente, parametri complessivi, ecc. Tuttavia, quando si misurano temperature estremamente elevate, non è sempre possibile.
La misurazione senza contatto può essere eseguita con modelli speciali di pirometri e termocamere. Durante il funzionamento, non si trovano direttamente nell'ambiente di misurazione del target, ma interagiscono con la sua radiazione. Per una serie di motivi, i metodi di misurazione della temperatura senza contatto non sono molto accurati. Pertanto, vengono utilizzati solo dove è necessario avere un'idea delle caratteristiche di determinate zone o aree.
Misure
La gamma di strumenti di misurazione è molto ampia, anche se parliamo di un'area specifica separatamente. Ad esempio, per misurare la sola temperatura vengono utilizzati termometri, pirometri, le stesse termocamere e stazioni multifunzionali con le funzioni di igrometro e barometro. Recentemente, nel complesso sono stati utilizzati logger dotati di sonde sensibili per registrare letture di umidità e temperatura. Quando si valutano le condizioni atmosferiche, viene spesso utilizzato anche un manometro: si tratta di un dispositivo per misurare la pressione, che può essere integrato con sensori per il monitoraggio dei fluidi gassosi. Un ampio gruppo di dispositivi è rappresentato anche nel segmento degli strumenti di misura per le caratteristiche dei circuiti elettrici. Qui puoi selezionare dispositivi come un voltmetro e un amperometro. Anche in questo caso, come nel caso delle stazioni meteorologiche, i mezzi per tenere conto dei parametri del campo elettrico possono essere universali, ovvero tenendo conto di più parametri contemporaneamente.
Strumentazionestrumenti e automazione
Nel senso tradizionale, un dispositivo di misurazione è uno strumento che fornisce informazioni su un particolare valore caratteristico di un particolare oggetto in un dato momento. Durante l'operazione, l'utente registra le letture e successivamente prende le decisioni appropriate sulla base di esse. Ma sempre più spesso, questi stessi dispositivi sono integrati in un complesso di apparecchiature con automazione, che, sulla base delle stesse letture registrate, prende autonomamente decisioni, ad esempio, sulla correzione dei parametri operativi. In particolare, la strumentazione e l'automazione delle apparecchiature sono combinate con successo nei complessi di gasdotti, negli impianti di riscaldamento e ventilazione, ecc. gas.
Misure e incertezze
Quasi ogni processo di misurazione comporta un certo grado di variazione nei risultati riportati rispetto ai valori effettivi. L'errore può essere 0,001% o 10% o più. In questo caso si distinguono deviazioni casuali e sistematiche. L'errore casuale del risultato della misurazione è caratterizzato dal fatto che non obbedisce a un determinato schema. Al contrario, le deviazioni sistematiche dai valori effettivi differiscono in quanto mantengono i loro valori anche dopo numerose misurazioni ripetute.
Conclusione
I produttori di strumenti di misura e apparecchiature metrologiche altamente specializzate si stanno impegnando per sviluppare modelli più funzionali e allo stesso tempo convenienti. E questo vale non solo per le apparecchiature professionali, ma anche per gli elettrodomestici. Ad esempio, la misurazione della corrente può essere eseguita a casa utilizzando un multimetro che registra più parametri contemporaneamente. Lo stesso si può dire dei dispositivi che funzionano con letture di pressione, umidità e temperatura, che sono dotati di ampia funzionalità e moderna ergonomia. È vero, se l'attività consiste nel registrare un valore specifico, gli esperti consigliano comunque di utilizzare dispositivi speciali che funzionano solo con il parametro di destinazione. Tendono ad avere una maggiore precisione di misura, che è spesso cruciale nella valutazione delle prestazioni delle apparecchiature.
