Električne meritve in električne merilne tehnologije, vloga in pomen meritev
Kaj je dimenzija
Merjenje je ena najstarejših operacij, ki jih človek uporablja v družbeni praksi, z razvojem družbe pa vse bolj prodira v različna področja delovanja.
Merjenje je kognitivni proces: po merjenju določene količine vedno izvemo nekaj več o tej količini kot pred meritvijo: odkrijemo njeno velikost, ki je za nas pogosto vir številnih dodatnih informacij, izvemo predstavo o tem. količina, njeno razmerje z drugimi količinami itd.
Merilni proces je fizikalni eksperiment: meritve ni mogoče izvajati špekulativno, temveč le s teoretičnimi izračuni itd.
Merjenje fizikalne količine je primerjava z določeno vrednostjo iste fizikalne količine, ki je vzeta kot enota: dolžino lahko na primer merimo samo tako, da jo primerjamo z določeno dolžino.
Iz zgornje definicije sledi, da za izvedbo katere koli meritve na splošno potrebujete:
-
mera — prava reprodukcija merske enote, na primer pri tehtanju je potrebna utež;
-
merilna naprava — tehnično sredstvo za izvajanje postopka primerjave izmerjene vrednosti z merilom.
Imeti merilo je nujno potrebno za izvedbo meritve. Res je, da se v nekaterih primerih zdi, da mera manjka pri meritvi: na primer, ko tehtate številčnico, uteži morda ne uporabite neposredno, vendar to ne pomeni, da mera ni vključena v takšno meritev: lestvica teh uteži je predhodno kalibrirana z uporabo ustreznih uteži.
Zato je v tehtnici takšnih uteži tako rekoč postavljena mera za maso, ki tako sodeluje pri vsem tehtanju.
Na enak način, ko merite električni upor z ohmmetrom nd, je potrebna uporaba upornostnih mer, vendar jih v tem primeru lahko opustite le zato, ker se med izdelavo ohmmetra njegova lestvica kalibrira z vzorčnimi upornostnimi merami, ki so posredno vključeni v vsako uporabo naprave.
Po drugi strani pa za meritev ni vedno potrebna merilna naprava: za najenostavnejše meritve je dovolj, da imamo samo merilo, pa se lahko zgodi, da naprava ne drži.
Poglej tudi: Fizikalne količine in parametri, enote
Neposredne, posredne in agregatne meritve
Glede na način pridobivanja merilnega rezultata je treba razlikovati:
-
neposredne meritve;
-
posredne meritve;
-
kumulativne meritve.
Neposredne meritve so tiste meritve, pri katerih se sama količina, ki nas zanima, meri neposredno: tehtanje na tehtnici za določitev mase telesa, merjenje dolžine z neposredno primerjavo dane razdalje z ustrezno dolžinsko mero, merjenje električnega upora z uporabo ohmmetra, električni tok z ampermetrom itd.
Neposredne meritve so zelo pogosta vrsta tehničnih meritev. Posredne meritve so tiste meritve, pri katerih se neposredno ne meri sam znesek obresti, temveč nekatere druge količine, s katerimi je merjeni znesek v določenem razmerju; Po določitvi vrednosti teh veličin (z neposrednimi meritvami) in z uporabo znanega odnosa med temi količinami in merjeno veličino je možno izračunati vrednost merjene količine.
Na primer, za določitev specifičnega električnega upora določenega materiala se izmerijo dolžina žice iz tega materiala, površina njenega preseka in njen električni upor. Iz rezultatov teh meritev je mogoče izračunati želeni upor.
Posredne meritve so bolj zapletene od neposrednih meritev, vendar se v tehniki in znanstvenih raziskavah uporabljajo precej pogosto, še posebej, ker se v mnogih primerih neposredne meritve nekaterih količin izkažejo za praktično nemogoče.
Kumulativne meritve so tiste meritve, pri katerih želeni merilni rezultat izhaja iz rezultatov več skupin neposrednih ali posrednih meritev posameznih veličin, funkcionalna razmerja s katerimi so količine, ki nas zanimajo, izražene v obliki implicitnih funkcij.
Na podlagi rezultatov skupin neposrednih ali posrednih meritev številnih količin se sestavi sistem enačb, katerih rešitev daje vrednosti želenih količin.
Vloga meritev in pomen meroslovja v sodobni družbi
Razvoj znanosti in tehnologije je neločljivo povezan z razvojem in izpopolnjevanjem merilnih instrumentov. Postavitev vsakega novega znanstvenega ali tehničnega problema nas sili k iskanju novih merilnih instrumentov, izboljšanje merilnih instrumentov pa prispeva k razvoju novih vej znanosti in tehnologije.
Kopičenje znanstvenih in uporabnih spoznanj na področju elektrike in magnetizma je bistveno obogatilo teorijo in tehniko meritev ter pripeljalo do oblikovanja samostojne in obsežne veje - električne merilne tehnike.
Električna merilna tehnika zajema metode električnih meritev, načrtovanje in izdelavo potrebnih tehničnih sredstev (merilnih naprav) ter vprašanja njihove praktične uporabe.
Trenutno so predmeti električnih meritev predvsem vse električne in magnetne količine (tok, napetost, moč, električna energija, količina električne energije, tokovna frekvenca, magnetne lastnosti materialov itd.).
Zaradi visoke natančnosti, občutljivosti in velike eksperimentalne priročnosti električnih merilnih metod pa postajajo vse bolj razširjene merilne tehnike, ki se zreducirajo na predhodno pretvorbo merskih veličin v z njimi sorazmerno električno količino. nato izmeri neposredno.
Takšne merilne metode, tako imenovane "neelektrične meritve neelektričnih količin" (temperatura, tlak, vlažnost, hitrost, pospešek, vibracije, elastične deformacije itd. Na daljavo, izvajanje matematičnih operacij z merljivimi količinami in večje udobje, da jih posnamete pravočasno.
Električna merilna oprema ima vlogo pomembnega dejavnika znanstvenega in tehničnega napredka pri delovanju energetskih sistemov, merjenje električnih parametrov elektrarn pa je spodbuda za racionalizacijo varčevanja z energijo.
Električne merilne tehnologije so izjemnega pomena tudi pri nadzoru proizvodnih procesov v različnih panogah, pri nadzoru kakovosti materialov, polizdelkov in številnih izdelkov, pri geoloških raziskavah in v najrazličnejših znanstvenih raziskavah, kjer električni in magnetni merilne metode se uporabljajo za pridobitev najbolj natančnih rezultatov v zelo širokem območju izmerjenih vrednosti.
Izbor člankov o različnih električnih merilnih napravah in njihovi praktični uporabi:
Razvrstitev električnih merilnih instrumentov, skalni simboli naprav
Merilna lestvica, delitev lestvice
Standardi za električne enote in vzorčne mere