Thật khó để đánh giá quá cao tầm quan trọng của các phép đo trong cuộc sống của một người hiện đại. Khi công nghệ phát triển, câu hỏi về sự cần thiết của chúng không phải là tất cả, mà là các nguyên tắc và phương pháp giúp tăng độ chính xác của phép đo được đặt lên hàng đầu. Phạm vi các lĩnh vực mà các hệ thống và phương pháp đo lường được sử dụng cũng ngày càng mở rộng. Đồng thời, không chỉ các phương pháp tiếp cận kỹ thuật và công nghệ để thực hiện các hoạt động này đang được phát triển, mà còn cả các khái niệm về ứng dụng của chúng. Đến nay, phương pháp đo lường là một tập hợp các kỹ thuật hoặc kỹ thuật cho phép bạn thực hiện một hoặc một nguyên tắc khác để xác định giá trị mong muốn.
Nguyên tắc của các phương pháp đo
Cơ sở của bất kỳ phương pháp đo lường nào là một quy luật vật lý nhất định, đến lượt nó, dựa trên một hiện tượng tự nhiên cụ thể. Trong đo lường, các hiện tượng vật lý thường được định nghĩa là các tác động gây ra một kiểu mẫu. Các luật cụ thể được áp dụng để đo các đại lượng khác nhau. Ví dụ, phép đo dòng điện được thực hiện bằng hiệu ứng Josephson. Hiện tượng này, theo đó dòng điện siêu dẫn đi qua lớp xen kẽ của các chất điện môi,tách chất siêu dẫn. Để xác định các đặc tính của năng lượng hấp thụ, một hiệu ứng khác được sử dụng - Peltier, và để tính toán tốc độ - quy luật thay đổi tần số bức xạ, được phát hiện bởi Doppler. Một ví dụ đơn giản hơn về việc xác định khối lượng của một vật thể sử dụng lực hấp dẫn, lực hấp dẫn này thể hiện trong quá trình cân.
Phân loại các phương pháp đo
Thông thường, hai dấu hiệu phân tách của các phương pháp đo được sử dụng - theo bản chất của sự thay đổi giá trị tùy theo thời gian và theo phương pháp lấy dữ liệu. Trong trường hợp đầu tiên, phương pháp thống kê và phương pháp động được phân biệt. Các phương pháp đo lường thống kê có đặc điểm là kết quả thu được không thay đổi tùy thuộc vào thời điểm chúng được áp dụng. Ví dụ, đây có thể là các phương pháp chính để đo khối lượng và kích thước của một vật thể. Ngược lại, các kỹ thuật động, ban đầu cho phép khả năng xảy ra các biến động trong hiệu suất. Những phương pháp này bao gồm những phương pháp cho phép bạn theo dõi các đặc tính của áp suất, khí hoặc nhiệt độ. Các thay đổi thường xảy ra dưới ảnh hưởng của môi trường. Có các cách phân loại khác về phương pháp, do sự khác biệt về độ chính xác của phép đo và các điều kiện hoạt động. Nhưng chúng thường là thứ yếu. Bây giờ nó đáng xem xét các phương pháp đo lường phổ biến nhất.
Phương pháp so sánh đo lường
Trong trường hợp này, phép đo xảy ra bằng cách so sánh giá trị mong muốn với các giá trị được tái tạo bởi phép đo. Một ví dụ của phương pháp này là tính khối lượng vớisử dụng cân kiểu đòn bẩy. Người dùng ban đầu làm việc với công cụ, công cụ này chứa các giá trị nhất định với các thước đo. Đặc biệt, sử dụng hệ thống cân bằng trọng lượng, anh ta có thể cố định trọng lượng của một vật với độ chính xác nhất định. Trong một số sửa đổi, thiết bị đo áp suất cổ điển cũng liên quan đến việc xác định giá trị bằng cách so sánh với các giá trị đọc được trong môi trường mà các giá trị đã biết ban đầu đã hoạt động. Một ví dụ khác liên quan đến phép đo dòng điện áp. Trong trường hợp này, chẳng hạn, các đặc tính của bộ bù sẽ được so sánh với sức điện động đã biết của phần tử bình thường.
Phương pháp đo bằng phép cộng
Cũng là một kỹ thuật khá phổ biến được sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Phương pháp đo giá trị của phép cộng cũng cung cấp giá trị mong muốn và một số đo nhất định, được biết trước. Chỉ khác, không giống như phương pháp trước, phép đo được thực hiện trực tiếp khi so sánh không phải với giá trị được tính toán, mà trong các điều kiện cộng của nó với một giá trị tương tự. Theo nguyên tắc, các phương pháp và dụng cụ đo lường theo nguyên tắc này thường được sử dụng nhiều hơn khi làm việc với các chỉ số vật lý về các đặc tính của một đối tượng. Theo một nghĩa nào đó, kỹ thuật này tương tự như phương pháp xác định đại lượng thông qua phép thay thế. Chỉ trong trường hợp này, hệ số hiệu chỉnh không được cung cấp bởi một giá trị tương tự với giá trị mong muốn mà bởi các số đọc của đối tượng tham chiếu.
Phương pháp đo cảm quan
Nó đẹpmột hướng đo lường khác thường, dựa trên việc sử dụng các giác quan của con người. Có hai loại phép đo cảm quan. Ví dụ, phương pháp từng phần tử cho phép đánh giá một thông số cụ thể của một đối tượng mà không đưa ra bức tranh toàn cảnh về các đặc điểm và phẩm chất hoạt động có thể có của nó. Loại thứ hai đại diện cho một cách tiếp cận tổng hợp, trong đó phương pháp đo lường với sự trợ giúp của các giác quan đưa ra bức tranh đầy đủ hơn về các thông số khác nhau của đối tượng. Điều quan trọng là phải hiểu rằng phân tích phức tạp thường không hữu ích nhiều như một cách để xem xét toàn bộ nhóm đặc điểm, mà là một công cụ để đánh giá mức độ phù hợp tổng thể của một đối tượng trong điều kiện có thể sử dụng cho một mục đích cụ thể. Đối với ứng dụng thực tế của các phương pháp cảm quan, chúng có thể được sử dụng để đánh giá, ví dụ, độ noãn hoặc chất lượng cắt của các bộ phận hình trụ. Trong một phép đo phức tạp bằng phương pháp này, bạn có thể biết được sự xuất hiện xuyên tâm của trục, sẽ chỉ được phát hiện sau khi phân tích cùng độ noãn và các đặc điểm của bề mặt bên ngoài của phần tử.
Phương pháp đo tiếp xúc và không tiếp xúc
Nguyên tắc đo tiếp xúc và không tiếp xúc có sự khác biệt đáng kể. Trong trường hợp thiết bị tiếp xúc, giá trị được cố định gần đối tượng. Tuy nhiên, vì điều này không phải lúc nào cũng có thể thực hiện được do sự hiện diện của các phương tiện truyền thông rầm rộ và khó tiếp cận địa điểm đo, nên nguyên tắc tính toán các giá trị không tiếp xúc cũng trở nên phổ biến. Phương pháp đo liên lạc được sử dụngtrong việc xác định các đại lượng như khối lượng, dòng điện, các thông số tổng thể, v.v. Tuy nhiên, khi đo nhiệt độ cực cao, không phải lúc nào cũng có thể thực hiện được.
Phép đo không tiếp xúc có thể được thực hiện với các kiểu máy đo nhiệt kế và máy đo nhiệt độ đặc biệt. Trong quá trình hoạt động, chúng không trực tiếp trong môi trường đo mục tiêu, nhưng tương tác với bức xạ của nó. Vì một số lý do, các phương pháp đo nhiệt độ không tiếp xúc không chính xác lắm. Do đó, chúng chỉ được sử dụng khi bạn cần biết về đặc điểm của các khu vực hoặc khu vực nhất định.
Phép đo
Phạm vi của các công cụ đo lường rất rộng rãi, ngay cả khi chúng ta nói riêng về một khu vực cụ thể. Ví dụ, để đo nhiệt độ một mình, nhiệt kế, hỏa kế, cùng một máy ảnh nhiệt và các trạm đa chức năng có chức năng của ẩm kế và phong vũ biểu được sử dụng. Gần đây, các máy ghi gỗ được trang bị các đầu dò nhạy cảm đã được sử dụng trong khu phức hợp để ghi lại các kết quả đo độ ẩm và nhiệt độ. Khi đánh giá các điều kiện khí quyển, áp kế cũng thường được sử dụng - đây là một thiết bị để đo áp suất, có thể được bổ sung với các cảm biến để theo dõi môi trường khí. Một nhóm rộng rãi các thiết bị cũng được đại diện trong phân khúc dụng cụ đo lường các đặc tính của mạch điện. Ở đây bạn có thể chọn các thiết bị như vôn kế và ampe kế. Một lần nữa, như trong trường hợp của các trạm thời tiết, các phương tiện để tính đến các thông số của điện trường có thể phổ biến - nghĩa là tính đến nhiều thông số cùng một lúc.
Dụng cụdụng cụ và tự động hóa
Theo nghĩa truyền thống, thiết bị đo lường là một công cụ cung cấp thông tin về một đặc tính giá trị cụ thể của một đối tượng cụ thể tại một thời điểm nhất định. Trong quá trình hoạt động, người dùng đăng ký các bài đọc và sau đó đưa ra các quyết định phù hợp dựa trên chúng. Nhưng ngày càng thường xuyên hơn, những thiết bị tương tự này được tích hợp vào một tổ hợp thiết bị có tính năng tự động hóa, dựa trên cùng các kết quả được ghi lại, chúng đưa ra quyết định một cách độc lập, chẳng hạn như điều chỉnh các thông số vận hành. Đặc biệt, thiết bị và tự động hóa thiết bị được kết hợp thành công trong các tổ hợp đường ống dẫn khí, trong hệ thống sưởi và thông gió, v.v. khí.
Phép đo và sự không chắc chắn
Hầu hết mọi quá trình đo lường đều có sự thay đổi ở một số mức độ trong kết quả được báo cáo so với giá trị thực tế. Sai số có thể là 0,001% hoặc 10% trở lên. Trong trường hợp này, sai lệch ngẫu nhiên và sai lệch hệ thống được phân biệt. Sai số ngẫu nhiên của kết quả đo được đặc trưng bởi thực tế là nó không tuân theo một mẫu nhất định. Ngược lại, độ lệch hệ thống so với giá trị thực tế khác ở chỗ chúng vẫn giữ nguyên giá trị của mình ngay cả sau nhiều lần đo lặp lại.
Kết
Các nhà sản xuất dụng cụ đo lường và thiết bị đo lường chuyên dụng cao đang nỗ lực phát triển các mẫu mã đa chức năng hơn và đồng thời giá cả phải chăng. Và điều này không chỉ áp dụng cho các thiết bị chuyên nghiệp, mà còn cho các thiết bị gia dụng. Ví dụ, có thể thực hiện đo dòng điện tại nhà bằng đồng hồ vạn năng ghi nhiều thông số cùng một lúc. Điều tương tự cũng có thể nói về các thiết bị hoạt động với các chỉ số về áp suất, độ ẩm và nhiệt độ, được ưu đãi với chức năng rộng rãi và công thái học hiện đại. Đúng, nếu nhiệm vụ là đăng ký một giá trị cụ thể, thì các chuyên gia vẫn khuyên bạn nên sử dụng các thiết bị đặc biệt chỉ hoạt động với tham số đích. Chúng có xu hướng có độ chính xác đo lường cao hơn, điều này thường rất quan trọng trong việc đánh giá hiệu suất của thiết bị.
