Matavimo principas ir metodas. Bendrieji matavimo metodai. Kokie yra matavimo prietaisai

Sunku pervertinti matavimų svarbą šiuolaikinio žmogaus gyvenime. Kuriant technologijas, jų poreikis apskritai nėra vertas, tačiau iškyla principai ir metodai, leidžiantys padidinti matavimo tikslumą. Taip pat plečiasi sričių, kuriose naudojamos sistemos ir matavimo metodai, spektras. Tuo pačiu metu vystomi ne tik techniniai ir technologiniai šių operacijų įgyvendinimo būdai, bet ir jų taikymo koncepcija. Iki šiol matavimo metodas yra metodų ar metodų rinkinys, leidžiantis nustatyti vieną ar kitą norimą verti nimo principą.

Matavimo metodų principai

Kiekvieno matavimo metodo esmė yra tam tikras fizinis įstatymas, kuris savo ruožtu grindžiamas tuo ar tuo natūraliu reiškiniu. Metrologijoje fiziniai reiškiniai dažnai apibrėžiami kaip pasekmės, kurios sukelia reguliarumą. Norėdami įvertinti skirtingas vertes, taikomi specialūs įstatymai. Pavyzdžiui, srovė yra matuojama pagal Džozefsono efektą. Šis reiškinys, pagal kurį superlaidioji srovė eina per superlaidžiųjų dalelių dielektriko tarpsluoksnį. Norint nustatyti sugertosios energijos charakteristikas, jau taikomas kitas poveikis - Peltier'ui ir greičio apskaičiavimui - Doplerio aptikta radiacijos dažnio pasikeitimo teisė. Paprastesniame objekto masės nustatymo pavyzdyje naudojamas gravitacija, kuri pasireiškia svėrimo procese.

Matavimo metodų klasifikacija

Paprastai naudojamos dvi matavimo metodų atskyrimo charakteristikos: pagal kiekio pokyčius pagal laiką ir duomenų gavimo metodą. Pirmuoju atveju išskiriami statistiniai ir dinaminiai metodai. Statistiniai matavimo metodai būdingi tuo, kad gautas rezultatas nesikeičia priklausomai nuo to, kada jie yra taikomi. Tai gali būti, pavyzdžiui, pagrindiniai objekto masės ir dydžio matavimo metodai. Priešingai, dinaminiai metodai iš pradžių leidžia įvertinti rodiklių svyravimus. Šie metodai gali apimti tuos metodus, kurie leidžia jums stebėti slėgio, dujų ar temperatūros ypatybes. Pokyčiai paprastai vyksta esant aplinkos terpės įtaka. Dėl kitokių matavimų tikslumo ir operacijos sąlygų skirtumų yra kitų metodų klasifikacijos. Tačiau jie paprastai yra antrinio pobūdžio. Dabar turėtume apsvarstyti populiariausius matavimo metodus.

Palyginimo metodas su priemone

Tokiu atveju matavimas yra susijęs su prašomos vertės palyginimu su priemonėje pateiktomis vertėmis. Kaip šio metodo pavyzdį galime apskaičiuoti masę, naudojant sverto tipo svorius . Vartotojas iš pradžių dirba su įrankiu, kuriame yra nustatytos tam tikros vertės su priemonėmis. Visų pirma, naudojant balanso sistemą su svoriais, jis gali tam tikru tikslumu nustatyti objekto svorį. Klasikinis slėgio matavimo prietaisas, taip pat kai kuriuose modifikacijose, reikalauja nustatyti vertę lyginant su indikacijomis terpėje, kurioje jau veikiami pradiniai žinomi kiekiai. Kitas pavyzdys yra įtampos matavimas. Šiuo atveju, pavyzdžiui, kompensatoriaus našumas bus lyginamas su žinomais įprasto elemento elektromobilio jėga.

Komplekso matavimo metodas

Taip pat gana paplitusi technika, kuri randa pritaikymą įvairiose srityse. Komplekso vertės matavimo metodas taip pat numato norimą vertę ir tam tikrą iš anksto žinomą priemonę. Tik, skirtingai nuo ankstesnio metodo, pats matavimas atliekamas lyginant ne su apskaičiuotąja verte, bet jo papildymo sąlygomis pagal analogišką vertę. Paprastai šio principo metodai ir matavimo priemonės dažniausiai naudojami dirbant su fiziniais objekto charakteristikų rodikliais. Tam tikra prasme, naudojant šią techniką, nustatant kiekius priimant pakeitimus yra panašus. Tik šiuo atveju korekcijos koeficientas pateikiamas ne pagal reikšmę, kuri yra panaši į pageidaujamą vertę, bet pagal pamatinio objekto rodmenis.

Organoleptinis matavimo metodas

Tai gana neįprasta metrologijos kryptis, pagrįsta žmogaus jausmų naudojimu. Yra dviejų kategorijų sensoriniai matavimai. Pavyzdžiui, "elementwise" metodas leidžia įvertinti konkretų objekto parametrą, nepaaiškindamas jo charakteristikų ir galimų eksploatacinių savybių. Antroji kategorija reiškia kompleksinį požiūrį, kuriame matavimo metodas jutiklių pagalba suteikia išsamesnį vaizdą apie įvairius objekto parametrus. Svarbu suprasti, kad sudėtinga analizė dažnai yra naudinga ne tik kaip būdas atsižvelgti į visą charakteristikų grupę, bet kaip į priemonę, įvertinančią bendrą objekto tinkamumą galimo naudojimo konkrečiam tikslui požiūriu. Kalbant apie praktinį organoleptinių metodų taikymą, jų pagalba galima įvertinti, pvz., Cilindrinių dalių apdailos ovalentiškumą ar kokybę. Sudėtingu matavimu, naudojant šį metodą, galima suprasti radialinį veleno sukimą, kuris bus atskleistas atlikus tos pačios ovaliacijos analizę ir elemento išorinio paviršiaus charakteristikas.

Kontaktiniai ir nekontaktiniai matavimo metodai

Kontaktų ir be kontaktinių matavimų principai turi didelių skirtumų. Kontaktinių įtaisų atveju vertė nustatoma arti objekto. Tačiau, kadangi tai ne visada įmanoma dėl agresyvios terpės buvimo ir sunkios galimybės patekti į matavimo vietą, plačiai paplitęs nekontaktinis vertybių skaičiavimo principas. Matavimo kontakto metodas naudojamas nustatant tokius kiekius kaip masė, srovės stiprumas, matmenų parametrai ir tt Tačiau, kai matuojamos itin aukštos temperatūros, ne visada įmanoma.

Nekontaktinį matavimą galima atlikti specialiais pirometrų ir termofikacinių matavimų modeliais. Darbo metu jie tiesiogiai nėra tikslinėje matavimo terpėje, bet sąveikauja su jo spinduliuote. Dėl įvairių priežasčių, nekontaktinio principo temperatūros matavimo metodai nėra labai tikslūs. Todėl jie naudojami tik tada, kai reikia suprasti tam tikrų zonų ar zonų ypatybes.

Matavimo prietaisai

Matavimo prietaisų asortimentas yra labai platus, net jei kalbame apie konkrečią vietovę atskirai. Pavyzdžiui, termometrai, pirometrai, tie patys termofikaciniai imtuvai ir daugiafunkcinės stotys su higrometru ir barometru funkcijomis naudojamos tik temperatūrai matuoti. Kad būtų atsižvelgta į drėgmės ir temperatūros rodiklius komplekse, pastaruoju metu buvo naudojami medžio drožlių su medziagomis davikliai. Vertinant atmosferos sąlygas dažnai naudojamas manometras, tai yra prietaisas slėgiui matuoti, kurį galima papildyti dujinės terpės stebėjimo jutikliais. Elektrinių grandinių charakteristikų matavimo priemonių segmentas taip pat yra platus prietaisų grupė. Čia galite identifikuoti tokius prietaisus kaip voltmetras ir ampermetras. Vėlgi, kaip ir meteorologinių stočių atveju, priemonės, reikalingos atsižvelgti į elektrinio lauko parametrus, gali būti universalios, tai yra, atsižvelgiant į kelis parametrus vienu metu.

Įranga ir automatika

Tradiciniu požiūriu matavimo prietaisas yra įrankis, kuris tam tikru momentu suteikia informacijos apie konkretaus konkretaus objekto kiekio charakteristiką. Operacijos metu vartotojas užfiksuoja rodmenis ir priima atitinkamus sprendimus pagal juos. Tačiau vis dažniau tie patys įrenginiai integruojami į automatizuotą įrangą, kuri, remiantis tais pačiais užregistruotomis nuorodomis, savarankiškai priima sprendimus, pavyzdžiui, dėl eksploatacinių parametrų koregavimo. Visų pirma prietaisų prietaisai ir automatika sėkmingai derinami į dujotiekio sistemas, šildymo ir vėdinimo sistemas ir tt Pavyzdžiui, atsižvelgiant į slėgį dujotiekio vamzdyne, signalizuos automatinę sistemą apie didėjantį ar padidintą darbo aplinkos tiekimo vandens kiekį arba tą patį Dujos

Matavimai ir klaidos

Beveik bet koks matavimo procesas tam tikru mastu reiškia prielaidą apie pateiktų rezultatų nukrypimą nuo faktinių verčių. Tikslumas gali būti ir 0,001%, ir 10%, ir daugiau. Šiuo atveju nustatomi atsitiktiniai ir sistemingi nukrypimai. Matavimo rezultato atsitiktinė paklaida būdinga tai, kad ji neatitinka tam tikro reguliavimo. Priešingai, sisteminiai nukrypimai nuo faktinių verčių skiriasi tuo, kad jie išsaugo savo vertes net ir daugybe pakartotinių matavimų.

Išvada

Matavimo priemonių gamintojai ir labai specializuotos metrologijos įrangos gamintojai siekia sukurti vis labiau funkcionalius ir tuo pat metu prieinamus modelius. Ir tai susiję ne tik su profesine įranga, bet ir su buitiniais produktais. Pavyzdžiui, dabartinis matavimas gali būti atliekamas namuose naudojant multimetrą, kuris vienu metu užfiksuoja kelis parametrus. Tas pats pasakytina apie prietaisus, kurie dirba su slėgio, drėgmės ir temperatūros matavimais, kurie aprūpinti įvairia funkcija ir modernia ergonomika. Tačiau, jei yra užduotis užregistruoti konkrečią vertę, ekspertai vis dar rekomenduoja pasiekti specialius įrenginius, kurie dirba tik su tiksliniu parametru. Paprastai jie turi didesnį matavimo tikslumą, kuris dažnai yra lemiamos reikšmės vertinant įrangos našumą.