من الصعب المبالغة في تقدير أهمية القياسات في حياة الإنسان الحديث. مع تطور التكنولوجيا ، فإن مسألة الحاجة إليها ليست على الإطلاق ، ولكن تأتي المبادئ والطرق التي تجعل من الممكن زيادة دقة القياسات في المقدمة. كما يتسع نطاق المناطق التي تُستخدم فيها أنظمة وطرق القياس. في الوقت نفسه ، لا يتم تطوير الأساليب التقنية والتكنولوجية لتنفيذ هذه العمليات فحسب ، بل يتم أيضًا تطوير مفاهيم تطبيقها. حتى الآن ، طريقة القياس عبارة عن مجموعة من التقنيات أو التقنيات التي تسمح لك بتنفيذ مبدأ أو آخر لتحديد القيمة المطلوبة.
مبادئ طرق القياس
أساس أي طريقة قياس هو قانون فيزيائي معين ، والذي يعتمد بدوره على ظاهرة طبيعية معينة. في علم القياس ، غالبًا ما يتم تعريف الظواهر الفيزيائية على أنها تأثيرات تسبب نمطًا. تطبق قوانين محددة لقياس الكميات المختلفة. على سبيل المثال ، يتم قياس التيار بواسطة تأثير جوزيفسون. هذه الظاهرة ، والتي بموجبها يمر التيار الفائق الموصلية عبر الطبقة البينية للعوازل ،فصل الموصلات الفائقة. لتحديد خصائص الطاقة الممتصة ، يتم استخدام تأثير آخر - بلتيير ، ولحساب السرعة - قانون التغيير في تردد الإشعاع الذي اكتشفه دوبلر. مثال أبسط لتحديد كتلة جسم ما يستخدم الجاذبية ، والتي تتجلى في عملية الوزن.
تصنيفات طرق القياس
عادة ، يتم استخدام علامتي فصل لطرق القياس - وفقًا لطبيعة التغيير في القيم اعتمادًا على الوقت ووفقًا لطريقة الحصول على البيانات. في الحالة الأولى ، يتم تمييز الأساليب الإحصائية والديناميكية. تتميز الأساليب الإحصائية للقياس بحقيقة أن النتيجة التي تم الحصول عليها لا تتغير اعتمادًا على اللحظة التي يتم تطبيقها فيها. يمكن أن تكون هذه ، على سبيل المثال ، الطرق الرئيسية لقياس كتلة وحجم الجسم. على العكس من ذلك ، تسمح التقنيات الديناميكية مبدئيًا بإمكانية حدوث تقلبات في الأداء. تتضمن هذه الطرق تلك الطرق التي تسمح لك بتتبع خصائص الضغط أو الغاز أو درجة الحرارة. تحدث التغييرات عادة تحت تأثير البيئات. هناك تصنيفات أخرى للطرق ، بسبب الاختلاف في دقة القياس وظروف العملية. لكنها عادة ما تكون ثانوية. الآن يجدر النظر في طرق القياس الأكثر شيوعًا.
طريقة مقارنة القياس
في هذه الحالة ، يتم القياس عن طريق مقارنة القيمة المرغوبة مع القيم التي ينتجها القياس. مثال على هذه الطريقة هو حساب الكتلة بـباستخدام موازين من نوع الرافعة. يعمل المستخدم في البداية مع الأداة ، والتي تحتوي على قيم معينة مع القياسات. على وجه الخصوص ، باستخدام نظام الموازنة مع الأوزان ، يمكنه تثبيت وزن الجسم بدرجة معينة من الدقة. يتضمن جهاز قياس الضغط الكلاسيكي أيضًا ، في بعض التعديلات ، تحديد القيمة عن طريق المقارنة مع القراءات في بيئة تعمل فيها القيم المعروفة في البداية بالفعل. مثال آخر يتعلق بقياس الجهد الحالي. في هذه الحالة ، على سبيل المثال ، ستتم مقارنة خصائص المعوض بالقوة الدافعة الكهربائية المعروفة لعنصر عادي.
طريقة القياس بإضافة
أيضًا تقنية شائعة إلى حد ما تُستخدم في مجموعة متنوعة من المجالات. توفر طريقة قياس قيمة الإضافة أيضًا القيمة المرغوبة وقياسًا معينًا معروفًا مسبقًا. فقط ، على عكس الطريقة السابقة ، يتم إجراء القياس مباشرة عند المقارنة ليس بالقيمة المحسوبة ، ولكن في ظل ظروف إضافتها بقيمة مماثلة. كقاعدة عامة ، غالبًا ما تستخدم الأساليب وأدوات القياس وفقًا لهذا المبدأ في العمل مع المؤشرات المادية لخصائص الكائن. تشبه هذه التقنية إلى حد ما طريقة تحديد الكميات من خلال الاستبدال. فقط في هذه الحالة ، لا يتم توفير عامل التصحيح بقيمة مماثلة للقيمة المطلوبة ، ولكن من خلال قراءات الكائن المرجعي.
طريقة القياس الحسية
انها جميلةاتجاه غير عادي للقياس ، والذي يعتمد على استخدام حواس الإنسان. هناك فئتان من القياسات الحسية. على سبيل المثال ، تتيح طريقة عنصر تلو الآخر تقييم معلمة محددة لكائن دون إعطاء صورة كاملة لخصائصه وصفاته التشغيلية المحتملة. الفئة الثانية تمثل نهجا متكاملا ، حيث تعطي طريقة القياس بمساعدة الحواس صورة أكثر اكتمالا للمعلمات المختلفة للكائن. من المهم أن نفهم أن التحليل المعقد غالبًا ما يكون مفيدًا ليس بقدر كونه وسيلة لأخذ مجموعة كاملة من الخصائص في الاعتبار ، ولكن كأداة لتقييم الملاءمة الكلية للعنصر من حيث الاستخدام المحتمل لغرض معين. فيما يتعلق بالتطبيق العملي للطرق الحسية ، يمكن استخدامها لتقييم ، على سبيل المثال ، البيضاوية أو جودة قطع الأجزاء الأسطوانية. في القياس المعقد بهذه الطريقة ، يمكنك الحصول على فكرة عن الجريان الشعاعي للعمود ، والذي سيتم اكتشافه للتو بعد تحليل نفس الشكل البيضاوي وخصائص السطح الخارجي للعنصر.
طرق قياس الاتصال وعدم الاتصال
مبادئ قياس الاتصال وعدم الاتصال لها اختلاف كبير. في حالة أجهزة التلامس ، يتم إصلاح القيمة بالقرب من الكائن. ولكن نظرًا لأن هذا ليس ممكنًا دائمًا بسبب وجود وسائط عدوانية وصعوبة الوصول إلى موقع القياس ، فقد أصبح مبدأ عدم الاتصال لحساب القيم واسع الانتشار أيضًا. يتم استخدام طريقة قياس الاتصالفي تحديد الكميات مثل الكتلة والتيار والمعلمات الإجمالية وما إلى ذلك ، ومع ذلك ، عند قياس درجات حرارة عالية للغاية ، لا يكون ذلك ممكنًا دائمًا.
يمكن إجراء قياس عدم التلامس باستخدام نماذج خاصة من البيرومترات وأجهزة التصوير الحراري. أثناء التشغيل ، لا يتواجدون مباشرة في بيئة القياس المستهدفة ، لكنهم يتفاعلون مع إشعاعها. لعدد من الأسباب ، طرق قياس درجة الحرارة غير التلامسية ليست دقيقة للغاية. لذلك ، يتم استخدامها فقط عندما تحتاج إلى الحصول على فكرة عن خصائص مناطق أو مناطق معينة.
القياسات
نطاق أدوات القياس واسع جدًا ، حتى لو تحدثنا عن منطقة معينة بشكل منفصل. على سبيل المثال ، لقياس درجة الحرارة وحدها ، يتم استخدام موازين الحرارة ومقاييس البيرومتر ونفس أجهزة التصوير الحراري والمحطات متعددة الوظائف بوظائف مقياس الرطوبة ومقياس الضغط الجوي. في الآونة الأخيرة ، تم استخدام قطع الأشجار المزودة بمجسات حساسة في المجمع لتسجيل قراءات الرطوبة ودرجة الحرارة. عند تقييم الظروف الجوية ، غالبًا ما يتم استخدام مقياس ضغط - وهو جهاز لقياس الضغط ، ويمكن استكماله بأجهزة استشعار لمراقبة الوسائط الغازية. يتم تمثيل مجموعة واسعة من الأجهزة أيضًا في مقطع أدوات القياس لخصائص الدوائر الكهربائية. هنا يمكنك تحديد أجهزة مثل الفولتميتر ومقياس التيار الكهربائي. مرة أخرى ، كما في حالة محطات الطقس ، يمكن أن تكون وسائل مراعاة معلمات المجال الكهربائي عالمية - أي مع مراعاة العديد من المعلمات في نفس الوقت.
الأجهزةالآلات والأتمتة
بالمعنى التقليدي ، جهاز القياس هو أداة توفر معلومات حول خاصية قيمة معينة لكائن معين في لحظة معينة. أثناء العملية ، يسجل المستخدم القراءات ثم يتخذ القرارات المناسبة بناءً عليها. ولكن في كثير من الأحيان ، يتم دمج هذه الأجهزة نفسها في مجموعة معقدة من المعدات مع التشغيل الآلي ، والتي ، بناءً على نفس القراءات المسجلة ، تتخذ قرارات بشكل مستقل ، على سبيل المثال ، بشأن تصحيح معلمات التشغيل. على وجه الخصوص ، يتم الجمع بين أتمتة الأجهزة والمعدات بنجاح في مجمعات خطوط أنابيب الغاز ، وأنظمة التدفئة والتهوية ، وما إلى ذلك. الغاز.
القياسات والشكوك
تتضمن كل عملية قياس تقريبًا درجة معينة من التباين في النتائج المبلغ عنها بالنسبة إلى القيم الفعلية. يمكن أن يكون الخطأ 0.001٪ أو 10٪ أو أكثر. في هذه الحالة ، يتم تمييز الانحرافات العشوائية والمنهجية. يتميز الخطأ العشوائي لنتيجة القياس بحقيقة أنه لا يخضع لنمط معين. على العكس من ذلك ، تختلف الانحرافات المنهجية عن القيم الفعلية من حيث أنها تحتفظ بقيمها حتى بعد تكرار القياسات.
الخلاصة
يسعى مصنعو أدوات القياس ومعدات القياس عالية التخصص إلى تطوير نماذج أكثر وظيفية وفي نفس الوقت بأسعار معقولة. وهذا لا ينطبق فقط على المعدات المهنية ، ولكن أيضًا على الأجهزة المنزلية. على سبيل المثال ، يمكن إجراء القياس الحالي في المنزل باستخدام مقياس متعدد يسجل العديد من المعلمات في نفس الوقت. يمكن قول الشيء نفسه عن الأجهزة التي تعمل بقراءات الضغط والرطوبة ودرجة الحرارة ، والتي تتمتع بوظائف واسعة وبيئة عمل حديثة. صحيح ، إذا كانت المهمة هي تسجيل قيمة معينة ، فلا يزال الخبراء يوصون باستخدام أجهزة خاصة تعمل فقط مع المعلمة الهدف. تميل إلى الحصول على دقة قياس أعلى ، والتي غالبًا ما تكون حاسمة في تقييم أداء المعدات.
