Mittausten merkitystä nykyajan ihmisen elämässä on vaikea yliarvioida. Teknologian kehittyessä kysymys niiden tarpeesta ei ole ollenkaan, vaan etusijalle tulevat periaatteet ja menetelmät, jotka mahdollistavat mittausten tarkkuuden lisäämisen. Myös mittausjärjestelmien ja -menetelmien käyttöalueet laajenevat. Samaan aikaan ei kehitetä vain teknisiä ja teknologisia lähestymistapoja näiden toimintojen toteuttamiseen, vaan myös niiden soveltamiskonsepteja. Tähän mennessä mittausmenetelmä on joukko tekniikoita tai tekniikoita, joiden avulla voit toteuttaa yhden tai toisen periaatteen halutun arvon määrittämiseksi.
Mittausmenetelmien periaatteet
Kaiken mittausmenetelmän perustana on tietty fysikaalinen laki, joka puolestaan perustuu tiettyyn luonnonilmiöön. Metrologiassa fysikaaliset ilmiöt määritellään usein vaikutuksiksi, jotka aiheuttavat kuvion. Erilaisten määrien mittaamiseen sovelletaan erityisiä lakeja. Esimerkiksi virran mittaus tehdään Josephson-ilmiöllä. Tämä ilmiö, jonka mukaan suprajohtava virta kulkee eristeiden välikerroksen läpi,suprajohteiden erottamiseen. Absorboituneen energian ominaisuuksien määrittämiseen käytetään toista vaikutusta - Peltieriä ja nopeuden laskemiseen - Dopplerin löytämää säteilytaajuuden muutoslakia. Yksinkertaisempi esimerkki kohteen massan määrittämisestä käyttää painovoimaa, joka ilmenee punnitusprosessissa.
Mittausmenetelmien luokitukset
Yleensä käytetään kahta mittausmenetelmien erottelumerkkiä - arvojen muutoksen luonteen mukaan ajasta riippuen ja tiedonhankintatavan mukaan. Ensimmäisessä tapauksessa erotetaan tilastolliset ja dynaamiset menetelmät. Tilastollisille mittausmenetelmille on ominaista se, että saatu tulos ei muutu riippuen hetkestä, jolloin niitä sovelletaan. Näitä voivat olla esimerkiksi päämenetelmät kohteen massan ja koon mittaamiseen. Dynaamiset tekniikat päinvastoin sallivat aluksi suorituskyvyn vaihtelut. Tällaisia menetelmiä ovat menetelmät, joiden avulla voit seurata paineen, kaasun tai lämpötilan ominaisuuksia. Muutokset tapahtuvat yleensä ympäristön vaikutuksesta. Menetelmille on muitakin luokituksia mittaustarkkuuden ja toiminnan olosuhteiden eroista johtuen. Mutta ne ovat yleensä toissijaisia. Nyt kannattaa pohtia suosituimpia mittausmenetelmiä.
Mittaa vertailumenetelmä
Tässä tapauksessa mittaus tapahtuu vertaamalla haluttua arvoa mittauksen toistamiin arvoihin. Esimerkki tästä menetelmästä on massan laskeminenkäyttämällä viputyyppisiä vaakoja. Käyttäjä työskentelee aluksi työkalun kanssa, joka sisältää tietyt arvot mitoilla. Erityisesti painojen tasapainotusjärjestelmän avulla hän voi kiinnittää esineen painon tietyllä tarkkuudella. Klassisessa paineenmittauslaitteessa, joissain muunnelmissa, myös arvon määrittäminen vertaamalla lukemia ympäristössä, jossa alun perin tunnetut arvot jo toimivat. Toinen esimerkki koskee jännitevirran mittaamista. Tässä tapauksessa esimerkiksi kompensaattorin ominaisuuksia verrataan normaalielementin tunnettuun sähkömoottorivoimaan.
Mittausmenetelmä lisäämällä
Myös melko yleinen tekniikka, jota käytetään useilla alueilla. Lisäyksen arvon mittausmenetelmä tarjoaa myös halutun arvon ja tietyn enn alta tiedossa olevan mittasuhteen. Vain toisin kuin edellinen menetelmä, mittaus tehdään suoraan, kun sitä ei verrata laskettuun arvoon, vaan olosuhteissa, joissa se lisätään samanlaiseen arvoon. Tämän periaatteen mukaisia menetelmiä ja mittauslaitteita käytetään pääsääntöisesti useammin työskenneltäessä kohteen ominaisuuksien fyysisten indikaattoreiden kanssa. Tietyssä mielessä tämä tekniikka on samanlainen kuin menetelmä määrien määrittämiseksi korvaamalla. Vain tässä tapauksessa korjauskerrointa ei anna haluttua arvoa vastaava arvo, vaan vertailukohteen lukemat.
Organoleptinen mittausmenetelmä
Se on nättiepätavallinen metrologian suunta, joka perustuu ihmisen aistien käyttöön. Aistinvaraisia mittauksia on kaksi luokkaa. Esimerkiksi elementtikohtaisella menetelmällä voidaan arvioida objektin tietty parametri antamatta täydellistä kuvaa sen ominaisuuksista ja mahdollisista toimintaominaisuuksista. Toinen kategoria edustaa integroitua lähestymistapaa, jossa mittausmenetelmä aistien avulla antaa täydellisemmän kuvan kohteen eri parametreista. On tärkeää ymmärtää, että monimutkainen analyysi on usein hyödyllinen ei niinkään tapana ottaa huomioon kokonaiset ominaisuudet, vaan työkaluna arvioida kohteen yleistä soveltuvuutta mahdolliseen käyttöön tiettyyn tarkoitukseen. Mitä tulee organoleptisten menetelmien käytännön soveltamiseen, niillä voidaan arvioida esimerkiksi lieriömäisten osien soikeutta tai leikkauslaatua. Tällä menetelmällä tehdyssä monimutkaisessa mittauksessa saat käsityksen akselin säteittäisestä ulosajosta, joka havaitaan vasta, kun analysoidaan elementin ulkopinnan samat soikeat ja ominaisuudet.
Kosketus- ja kosketuksettomat mittausmenetelmät
Kosketuksen ja kosketuksettoman mittauksen periaatteissa on merkittävä ero. Koskettimien tapauksessa arvo on kiinteä kohteen välittömässä läheisyydessä. Mutta koska tämä ei aina ole mahdollista aggressiivisten välineiden ja vaikean pääsyn vuoksi mittauspaikalle, kosketukseton periaate arvojen laskennassa on myös yleistynyt. Käytetään kosketusmittausmenetelmäämääritettäessä sellaisia määriä kuin massa, virta, kokonaisparametrit jne. Erittäin korkeita lämpötiloja mitattaessa se ei kuitenkaan aina ole mahdollista.
Kosketukseton mittaus voidaan suorittaa erityisillä pyrometreillä ja lämpökameroilla. Käytön aikana ne eivät ole suoraan kohteen mittausympäristössä, vaan ovat vuorovaikutuksessa sen säteilyn kanssa. Useista syistä kosketuksettomat lämpötilan mittausmenetelmät eivät ole kovin tarkkoja. Siksi niitä käytetään vain silloin, kun sinulla on oltava käsitys tiettyjen vyöhykkeiden tai alueiden ominaisuuksista.
Mittaukset
Mittaustyökalujen valikoima on erittäin laaja, vaikka puhummekin tietystä alueesta erikseen. Esimerkiksi pelkästään lämpötilan mittaamiseen käytetään lämpömittareita, pyrometrejä, samoja lämpökameroita ja monitoimiasemia, joissa on kosteusmittarin ja ilmanpainemittarin toiminnot. Viime aikoina kompleksissa on käytetty herkillä antureilla varustettuja loggereita kosteus- ja lämpötilalukemien tallentamiseen. Ilmakehän olosuhteita arvioitaessa käytetään usein myös manometriä - tämä on paineen mittauslaite, jota voidaan täydentää kaasumaisten väliaineiden tarkkailua varten olevilla antureilla. Laaja joukko laitteita on edustettuna myös sähköpiirien ominaisuuksien mittauslaitteiden segmentissä. Täältä voit valita laitteita, kuten volttimittarin ja ampeerimittarin. Jälleen, kuten sääasemien tapauksessa, keinot sähkökentän parametrien huomioon ottamiseksi voivat olla universaaleja - eli ottaa huomioon useita parametreja samanaikaisesti.
Soittimetinstrumentit ja automaatio
Perinteisessä mielessä mittauslaite on työkalu, joka antaa tietoa tietyn kohteen tietystä arvosta, joka on ominaista tietyllä hetkellä. Toimenpiteen aikana käyttäjä rekisteröi lukemia ja tekee niiden perusteella asianmukaiset päätökset. Mutta yhä useammin nämä samat laitteet integroidaan automaatiolaitteistoon, joka samojen tallennettujen lukemien perusteella tekee itsenäisesti päätöksiä esimerkiksi toimintaparametrien korjaamisesta. Erityisesti instrumentointi ja laiteautomaatio yhdistetään onnistuneesti kaasuputkikomplekseissa, lämmitys- ja ilmanvaihtojärjestelmissä jne. kaasu.
Mittaukset ja epävarmuustekijät
Melkein jokaiseen mittausprosessiin liittyy jonkin verran vaihtelua raportoiduissa tuloksissa suhteessa todellisiin arvoihin. Virhe voi olla 0,001 % tai 10 % tai enemmän. Tässä tapauksessa erotetaan satunnaiset ja systemaattiset poikkeamat. Mittaustuloksen satunnaisvirheelle on ominaista se, että se ei noudata tiettyä kaavaa. Sitä vastoin systemaattiset poikkeamat todellisista arvoista eroavat toisistaan siten, että ne säilyttävät arvonsa useiden toistuvien mittausten jälkeen.
Johtopäätös
Mittauslaitteiden ja pitkälle erikoistuneiden metrologisten laitteiden valmistajat pyrkivät kehittämään toimivampia ja samalla edullisempia malleja. Ja tämä ei koske vain ammattilaitteita, vaan myös kodinkoneita. Esimerkiksi virranmittaus voidaan suorittaa kotona yleismittarilla, joka tallentaa useita parametreja samanaikaisesti. Samaa voidaan sanoa paineen, kosteuden ja lämpötilan lukemilla toimivista laitteista, joilla on laaja toiminnallisuus ja moderni ergonomia. Totta, jos tehtävänä on rekisteröidä tietty arvo, asiantuntijat suosittelevat silti erityisten laitteiden käyttöä, jotka toimivat vain kohdeparametrin kanssa. Niillä on yleensä korkeampi mittaustarkkuus, mikä on usein ratkaisevan tärkeää laitteiden suorituskyvyn arvioinnissa.
