Электротехнический-портал.рф

...для студентов ВУЗов электротехнических специальностей и инженеров

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

1. Метрология

E-mail Печать PDF
(2 голоса, среднее 4.50 из 5)

Объекты и явления окружающего мира являются предметами познания. Познавательная деятельность имеет свои законы и особенности. Естественные науки занимаются практической познавательной деятельностью.

В ней различаются категории качества и количества. Методами количественного анализа служат теория и эксперимент. В свою очередь экспериментальные исследования могут  выполняться с применением и без применения технических средств (инструментов).

Полученная тем или иным путем количественная информация о свойствах и явлениях окружающего мира перерабатывается, транспортируется и хранится в устройствах и системах информатики, к которым, кроме технических средств, можно отнести текстовые документы или, например, мозг человека. Использование количественной информации в народном хозяйстве (включая научную сферу) служит конечной целью познавательной деятельности.

Наука о получении количественной информации опытным путем называется метрологией. Опытным путем, т.е. экспериментально, количественная информация получается посредством измерений. Таким образом, метрология – наука о получении измерительной информации. В качестве таковой метрология является важнейшей составной частью теории познания. Д.И.Менделееву принадлежат слова: "…наука начинается …с тех пор, как начинают измерять; точная наука немыслима без меры", определяющие базисное положение метрологии в естествознании. Для измерения физических величин общим является уравнение.

К = хg,

где К – измеряемая величина, х – числовое значение измеряемой величины при выбранной единице измерения; g – единица измерения.

Прежде чем приступить к изучению предмета, рассмотрим аксиомы метрологии.

Первая аксиома метрологии гласит, что без априорной, т.е. до опытной информации, измерение невозможно. Эта аксиома относится к ситуации перед измерением и говорит о том, что если об интересующем нас свойстве мы ничего не знаем, то ничего и не узнаем. С другой стороны, если о нем известно все, то измерение не нужно. Таким образом, измерение обусловлено дефицитом количественной информации о том или ином свойстве объекта или явления и направлено на его уменьшение.

Вторая аксиома метрологии заключается в том, что измерение есть не что иное, как сравнение. Она относится к процедуре измерения и говорит о том, что нет иного экспериментального способа получения информации о каких бы то ни было размерах, кроме как путем сравнения их между собой. Народная мудрость, говорящая о том, что "все познается в сравнении", перекликается здесь с трактовкой измерения, данной Л.Эйлером свыше 200 лет тому назад: "Невозможно определить или измерить одну величину, иначе как приняв в качестве известной другую величину этого же рода и указав соотношение, в котором она находится с ней".

Третья аксиома метрологии гласит, что результат измерения без округления является случайным. Она относится к ситуации после измерения и отражает тот факт, что на результат реальной измерительной процедуры всегда оказывает влияние множество разнообразных, в том числе случайных факторов, точный учет которых в принципе невозможен, а окончательный итог непредсказуем. Вследствие этого, как показывает практика, при повторных измерениях одного и того же постоянного размера либо при одновременном измерении его разными лицами, разными методами и средствами получаются неодинаковые результаты, если только не производить их округления (огрубления). Это отдельные значения случайного по своей природе результата измерения.

Классификация измерений. По способу получения результатов различаются измерения прямые, косвенные, совокупные, или совместные.

Прямое измерение – искомое значение находят непосредственно из опытных данных. Например, измерение амперметром тока.

Косвенное измерение – искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прмым измерениям. Например, сопротивление резистора R находят по уравнение. R = U/I, в которое подставляют измеренные значения падения напряжения U на резисторе и тока I через него.

Совместные измерения – одновременные измерения нескольких неодноименных величин для нахождения зависимости между ними. Например – определяют зависимость сопротивления резистора от температуры: Rx = R0 (1+Аt+Вt2); измеряя сопротивление резистора при трех различных температурах, составляют систему из трех уравнений, из которых находят параметры R0, А, В данной зависимости.

Совокупные измерения – одновременное измерение нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин находят решением системы уравнений, составленных по результатам прямых измерений различных сочетаний этих величин.

Методы измерений – это совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Все методы измерений так же, как и их виды, исходя из второй аксиомы метрологии, являются разновидностями одного методологического подхода – метода сравнения с мерой и прямого измерения.

Различают следующие виды методов:

  • непосредственной оценки по отчетному устройству;
  • противопоставления – измеряемая величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействует на прибор сравнения;
  • дифференциальный (на прибор сравнения воздействует  разность изменяемой величины и величины, воспроизводимой мерой);
  • нулевой, при котором результирующий эффект воздействия величины на прибор сравнения равен нулю;
  • замещения (измеряемую величину замещают величиной, воспроизводимой мерой).

Существуют и другие методы.


Обновлено 15.08.2013 20:32  
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Основное меню

Авторизация


© 2016 Электротехнический портал. Все права защищены.

Яндекс.Метрика