Mērījumu nozīmi mūsdienu cilvēka dzīvē ir grūti pārvērtēt. Tehnoloģijām attīstoties, jautājums par to nepieciešamību vispār nav, bet gan principi un metodes, kas ļauj palielināt mērījumu precizitāti. Paplašina arī mērīšanas sistēmu un metožu izmantošanas jomu klāsts. Vienlaikus tiek izstrādātas ne tikai tehniskās un tehnoloģiskās pieejas šo operāciju īstenošanai, bet arī to pielietošanas koncepcijas. Līdz šim mērīšanas metode ir paņēmienu vai paņēmienu kopums, kas ļauj īstenot vienu vai otru principu vēlamās vērtības noteikšanai.
Mērīšanas metožu principi
Jebkuras mērīšanas metodes pamatā ir noteikts fizikāls likums, kas, savukārt, balstās uz noteiktu dabas parādību. Metroloģijā fizikālās parādības bieži tiek definētas kā sekas, kas izraisa modeli. Dažādu daudzumu mērīšanai tiek piemēroti īpaši likumi. Piemēram, strāvas mērīšanu veic Džozefsona efekts. Šī parādība, saskaņā ar kuru supravadošā strāva iet caur dielektriķu starpslāni,supravadītāju atdalīšana. Lai noteiktu absorbētās enerģijas raksturlielumus, tiek izmantots cits efekts - Peltjē, bet ātruma aprēķināšanai - Doplera atklātais starojuma frekvences izmaiņu likums. Vienkāršāks piemērs objekta masas noteikšanai izmanto gravitāciju, kas izpaužas svēršanas procesā.
Mērīšanas metožu klasifikācijas
Parasti tiek izmantotas divas mērīšanas metožu atdalīšanas pazīmes - pēc vērtību izmaiņu rakstura atkarībā no laika un pēc datu iegūšanas metodes. Pirmajā gadījumā izšķir statistiskās un dinamiskās metodes. Statistiskās mērīšanas metodes raksturo tas, ka iegūtais rezultāts nemainās atkarībā no to pielietošanas brīža. Tās var būt, piemēram, galvenās metodes objekta masas un izmēra mērīšanai. Gluži pretēji, dinamiskie paņēmieni sākotnēji pieļauj veiktspējas svārstības. Šādas metodes ietver tās metodes, kas ļauj izsekot spiediena, gāzes vai temperatūras īpašībām. Izmaiņas parasti notiek vides ietekmē. Ir arī citas metožu klasifikācijas, kas saistītas ar mērījumu precizitātes un darbības apstākļu atšķirību. Bet tie parasti ir sekundāri. Tagad ir vērts apsvērt populārākās mērīšanas metodes.
Mērījumu salīdzināšanas metode
Šajā gadījumā mērījums tiek veikts, salīdzinot vēlamo vērtību ar mērījuma reproducētajām vērtībām. Šīs metodes piemērs ir masas aprēķins arizmantojot sviras tipa svarus. Lietotājs sākotnēji strādā ar rīku, kurā ir noteiktas vērtības ar mēriem. Jo īpaši, izmantojot balansēšanas sistēmu ar atsvariem, viņš var noteikt objekta svaru ar noteiktu precizitāti. Klasiskā spiediena mērīšanas ierīce dažās modifikācijās ietver arī vērtības noteikšanu, salīdzinot ar rādījumiem vidē, kurā jau darbojas sākotnēji zināmās vērtības. Vēl viens piemērs attiecas uz sprieguma strāvas mērīšanu. Šajā gadījumā, piemēram, kompensatora raksturlielumi tiks salīdzināti ar zināmo normāla elementa elektromotora spēku.
Mērīšanas metode ar pievienošanu
Arī diezgan izplatīta tehnika, ko izmanto dažādās jomās. Papildinājuma vērtības mērīšanas metode paredz arī vēlamo vērtību un noteiktu mēru, kas ir zināms iepriekš. Tikai atšķirībā no iepriekšējās metodes mērījums tiek veikts tieši, salīdzinot nevis ar aprēķināto vērtību, bet tā pievienošanas apstākļos ar līdzīgu vērtību. Parasti metodes un mērinstrumentus saskaņā ar šo principu biežāk izmanto darbā ar objekta īpašību fiziskajiem rādītājiem. Savā ziņā šī metode ir līdzīga daudzuma noteikšanas metodei, izmantojot aizstāšanu. Tikai šajā gadījumā korekcijas koeficientu nodrošina nevis vērtība, kas ir līdzīga vēlamajai vērtībai, bet gan atsauces objekta rādījumi.
Organoleptiskā mērīšanas metode
Tas ir skaistineparasts metroloģijas virziens, kura pamatā ir cilvēka maņu izmantošana. Ir divas organoleptisko mērījumu kategorijas. Piemēram, metode pa elementiem ļauj novērtēt konkrētu objekta parametru, nesniedzot pilnīgu priekšstatu par tā īpašībām un iespējamām darbības īpašībām. Otrā kategorija ir integrēta pieeja, kurā mērīšanas metode ar maņu palīdzību sniedz pilnīgāku priekšstatu par dažādiem objekta parametriem. Ir svarīgi saprast, ka kompleksā analīze bieži vien ir noderīga ne tik daudz kā veids, kā ņemt vērā veselu īpašību grupu, bet gan kā instruments, lai novērtētu objekta kopējo piemērotību attiecībā uz iespējamo izmantošanu konkrētam mērķim. Runājot par organoleptisko metožu praktisko pielietojumu, tās var izmantot, lai novērtētu, piemēram, cilindrisku daļu ovālumu vai griezuma kvalitāti. Veicot kompleksu mērījumu ar šo metodi, jūs varat iegūt priekšstatu par vārpstas radiālo noplūdi, kas tiks atklāta, analizējot to pašu elementa ārējās virsmas ovālu un raksturlielumus.
Kontakti un bezkontakta mērīšanas metodes
Kontakta un bezkontakta mērīšanas principiem ir būtiska atšķirība. Kontaktierīču gadījumā vērtība tiek fiksēta objekta tiešā tuvumā. Bet, tā kā tas ne vienmēr ir iespējams agresīvu mediju klātbūtnes un apgrūtinātas piekļuves mērījumu vietai dēļ, plaši izplatīts ir kļuvis arī bezkontakta vērtību aprēķināšanas princips. Tiek izmantota kontaktu mērīšanas metodenosakot tādus lielumus kā masa, strāva, kopējie parametri utt. Tomēr, mērot ārkārtīgi augstu temperatūru, tas ne vienmēr ir iespējams.
Bezkontakta mērījumus var veikt ar īpašiem pirometru un termovizoru modeļiem. Darbības laikā tie neatrodas tieši mērķa mērīšanas vidē, bet mijiedarbojas ar tā starojumu. Vairāku iemeslu dēļ bezkontakta temperatūras mērīšanas metodes nav ļoti precīzas. Tāpēc tos izmanto tikai tur, kur jums ir nepieciešams priekšstats par noteiktu zonu vai apgabalu īpašībām.
Mērījumi
Mērīšanas rīku klāsts ir ļoti plašs, pat ja runājam par konkrētu jomu atsevišķi. Piemēram, temperatūras mērīšanai vien tiek izmantoti termometri, pirometri, tie paši termovizori un daudzfunkcionālas stacijas ar higrometra un barometra funkcijām. Pēdējā laikā mitruma un temperatūras rādījumu fiksēšanai kompleksā tiek izmantoti mežizstrādātāji, kas aprīkoti ar jutīgām zondēm. Novērtējot atmosfēras apstākļus, bieži tiek izmantots arī manometrs - tā ir spiediena mērīšanas ierīce, ko var papildināt ar sensoriem gāzveida vides uzraudzībai. Plaša ierīču grupa ir pārstāvēta arī elektrisko ķēžu raksturlielumu mērinstrumentu segmentā. Šeit varat izvēlēties tādas ierīces kā voltmetrs un ampērmetrs. Atkal, tāpat kā laika staciju gadījumā, līdzekļi elektriskā lauka parametru ņemšanai vērā var būt universāli - tas ir, ņemot vērā vairākus parametrus vienlaikus.
Instrumentiinstrumenti un automatizācija
Tradicionālā izpratnē mērierīce ir instruments, kas sniedz informāciju par konkrētu vērtību, kas raksturīgs konkrētam objektam dotajā brīdī. Darbības laikā lietotājs reģistrē rādījumus un pēc tam, pamatojoties uz tiem, pieņem atbilstošus lēmumus. Taču arvien biežāk šīs pašas ierīces tiek integrētas iekārtu kompleksā ar automatizāciju, kas, pamatojoties uz tiem pašiem reģistrētajiem rādījumiem, patstāvīgi pieņem lēmumus, piemēram, par darbības parametru labošanu. Jo īpaši mērinstrumentu un iekārtu automatizācija ir veiksmīgi apvienota gāzes cauruļvadu kompleksos, apkures un ventilācijas sistēmās utt. gāze.
Mērījumi un nenoteiktības
Gandrīz katrs mērījumu process ietver zināmas izmaiņas ziņotajos rezultātos attiecībā pret faktiskajām vērtībām. Kļūda var būt 0,001% vai 10% vai vairāk. Šajā gadījumā izšķir nejaušas un sistemātiskas novirzes. Mērījumu rezultāta nejaušo kļūdu raksturo fakts, ka tas nepakļaujas noteiktam modelim. Un otrādi, sistemātiskas novirzes no faktiskajām vērtībām atšķiras ar to, ka tās saglabā savas vērtības pat pēc vairākiem atkārtotiem mērījumiem.
Secinājums
Mērinstrumentu un augsti specializētu metroloģisko iekārtu ražotāji cenšas izstrādāt funkcionālākus un vienlaikus pieejamākus modeļus. Un tas attiecas ne tikai uz profesionālo aprīkojumu, bet arī uz sadzīves tehniku. Piemēram, strāvas mērīšanu var veikt mājās, izmantojot multimetru, kas vienlaikus reģistrē vairākus parametrus. To pašu var teikt par ierīcēm, kas strādā ar spiediena, mitruma un temperatūras rādījumiem, kas ir apveltītas ar plašu funkcionalitāti un mūsdienīgu ergonomiku. Tiesa, ja uzdevums ir reģistrēt konkrētu vērtību, tad eksperti tomēr iesaka izmantot īpašas ierīces, kas darbojas tikai ar mērķa parametru. Tām mēdz būt augstāka mērījumu precizitāte, kas bieži vien ir izšķiroša, lai novērtētu iekārtu veiktspēju.
