Měření

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 26. června 2022; kontroly vyžadují 3 úpravy .

Jednotky.

Charakteristickým znakem přesnosti měření je její chyba nebo nejistota . Příklady měření:

  1. V nejjednodušším případě použitím pravítka s dělením na jakoukoli část se ve skutečnosti její velikost porovná s jednotkou uloženou pravítkem a po započítání hodnota hodnoty (délka, výška, tloušťka a další parametry část) se získá.
  2. Pomocí měřicího zařízení se porovnává velikost hodnoty převedené na pohyb ukazatele s jednotkou uloženou na stupnici tohoto zařízení a provede se odečet.

V případech, kdy nelze provést měření (veličina není rozlišena jako fyzikální, nebo není definována měrná jednotka této veličiny), se praktikuje vyhodnocování takových veličin podle podmíněných měřítek, např . Richterova stupnice intenzity zemětřesení , Mohsova stupnice  - stupnice tvrdosti minerálů .

Speciálním případem měření je porovnávání bez uvedení kvantitativních charakteristik.

Věda, jejímž předmětem jsou všechny aspekty měření, se nazývá metrologie .

Klasifikace měření

Podle typů měření

Podle RMG 29-99 „Metrologie. Základní pojmy a definice“ rozlišuje následující typy měření:

Za zmínku také stojí, že v různých zdrojích jsou navíc rozlišovány následující typy měření: metrologická a technická, nezbytná a nadbytečná atd.

Metodami měření

Podle podmínek, které určují přesnost výsledku

V souvislosti se změnou měřené hodnoty

dynamické a statické.

Podle výsledků měření

Klasifikace sérií měření

Přesnost

Podle počtu rozměrů

Klasifikace měřených veličin

Přesnost

Podle výsledků měření

Historie

Standardizace měření

Počátkem roku 1840 byl ve Francii zaveden metrický systém měr .

V roce 1867 vydal D. I. Mendělejev výzvu k pomoci při přípravě metrické reformy v Rusku. Petrohradská akademie věd z jeho iniciativy navrhla zřízení mezinárodní organizace, která by zajistila jednotnost měřicích přístrojů v mezinárodním měřítku. V roce 1875 byla přijata Metrická konvence . Přijetí úmluvy znamenalo počátek mezinárodní normalizace .

Jednotky a systémy měření

Ve fyzice a strojírenství se pro standardizaci prezentace výsledků měření používají jednotky měření ( jednotky fyzikálních veličin , jednotky veličin [2] ). Použití termínu měrná jednotka je v rozporu s normativními dokumenty [3] a doporučeními metrologických publikací [4] , ve vědecké literatuře je však široce používán [5] . Číselná hodnota fyzikální veličiny je reprezentována jako poměr naměřené hodnoty k nějaké standardní hodnotě, která je měrnou jednotkou. Číslo s uvedením měrné jednotky se nazývá pojmenované . Rozlišujte základní a odvozené jednotky. Základní jednotky v této soustavě jednotek jsou stanoveny pro ty fyzikální veličiny, které jsou v odpovídající soustavě fyzikálních veličin zvoleny jako hlavní . Mezinárodní soustava jednotek (SI) je tedy založena na Mezinárodní soustavě veličin ( anglicky  International System of Quantities , ISQ), ve které je hlavními sedm veličin: délka , hmotnost , čas , elektrický proud , termodynamická teplota , množství . hmotou a svítivostí . Podle toho jsou v SI základními jednotkami jednotky indikovaných veličin. Velikosti základních jednotek jsou stanoveny dohodou v rámci odpovídajícího systému jednotek a jsou stanoveny buď pomocí norem (prototypů) nebo stanovením číselných hodnot základních fyzikálních konstant .

Mezinárodní soustava jednotek

Soustava jednotek fyzikálních veličin, moderní verze metrické soustavy . SI je nejrozšířenější systém jednotek na světě, a to jak v každodenním životě, tak ve vědě a technice. V současné době je SI přijat jako hlavní systém jednotek ve většině zemí světa a téměř vždy se používá v oblasti techniky, a to i v těch zemích, kde se tradiční jednotky používají v každodenním životě. V těchto několika zemích (například ve Spojených státech amerických ) byly definice tradičních jednotek změněny takovým způsobem, aby je pomocí pevných koeficientů spojily s odpovídajícími jednotkami SI. Oficiálním mezinárodním dokumentem o systému SI je brožura SI ( francouzsky  brožura SI , anglicky  brožura SI ), vydávaná od roku 1970. Od roku 1985 vychází ve francouzštině a angličtině a byla také přeložena do několika dalších jazyků. V roce 2006 vyšlo 8. vydání.

Hodnota Jednotka
název Dimenze název Označení
ruština francouzsky/anglicky ruština mezinárodní
Délka L Metr metr/metr m m
Hmotnost M kilogram [6] kilogram/kilogram kg kg
Čas T druhý sekunda/sekunda S s
Síla elektrického proudu já ampér ampér/ampér ALE A
Termodynamická teplota Θ kelvin kelvin Na K
Množství látky N krtek krtek krtek mol
Síla světla J kandela kandela CD CD

Metrický systém měr

Obecný název pro mezinárodní desítkovou soustavu jednotek založených na použití metru a kilogramu . Během posledních dvou století existovaly různé verze metrického systému, které se lišily výběrem základních jednotek . V současné době je systém SI mezinárodně uznávaný . Hlavním rozdílem mezi metrickým systémem a tradičními systémy používanými dříve je použití uspořádané sady měrných jednotek. Pro libovolnou fyzikální veličinu existuje pouze jedna hlavní jednotka a množina dílčích násobků a násobků, tvořených standardním způsobem pomocí desetinných předpon . To eliminuje nepříjemnosti spojené s používáním velkého množství různých jednotek (jako jsou palce , stopy , fadeny , míle atd.) se složitými pravidly převodu mezi nimi. V metrické soustavě je převod redukován na násobení nebo dělení mocninou 10, tedy na jednoduchou permutaci desetinné čárky v desetinném .

Systém ČGS

Systém jednotek měření , který byl běžně používán před přijetím Mezinárodního systému jednotek ( SI ). Jiný název je absolutní [7] fyzikální systém jednotek . V rámci ČGS existují tři nezávislé dimenze (délka, hmotnost a čas), všechny ostatní jsou na ně redukovány násobením, dělením a umocňováním (případně zlomkem). Kromě tří základních měrných jednotek - centimetr , gram a sekunda , existuje v ČGS řada dalších měrných jednotek, které jsou odvozeny od těch hlavních. Některé fyzikální konstanty se ukážou jako bezrozměrné. Existuje několik variant ČGS, které se liší volbou elektrických a magnetických jednotek měření a velikostí konstant v různých zákonech elektromagnetismu (CGSE, CGSM, Gaussova soustava jednotek). GHS se od SI liší nejen volbou konkrétních jednotek měření. Vzhledem k tomu, že do SI byly dodatečně zavedeny základní jednotky pro elektromagnetické fyzikální veličiny, které v ČGS nebyly, mají některé jednotky jiné rozměry. Z tohoto důvodu jsou některé fyzikální zákony v těchto systémech zapsány odlišně (např. Coulombův zákon ). Rozdíl spočívá v koeficientech, z nichž většina je rozměrových. Pokud tedy jednoduše dosadíte jednotky SI ve vzorcích zapsaných v CGS, získáte nesprávné výsledky. Totéž platí pro různé varianty ČGS - v CGSE, CGSM a Gaussově soustavě jednotek mohou být stejné vzorce zapsány různými způsoby.

anglický systém opatření

Používá se ve Velké Británii , USA a dalších zemích. Některé z těchto měr se v řadě zemí poněkud liší velikostí, takže následující jsou převážně zaokrouhlené metrické ekvivalenty anglických měr, vhodné pro praktické výpočty.

Měřicí přístroj

Technický nástroj určený k měření, který má normalizované metrologické charakteristiky, reprodukuje a (nebo) uchovává jednotku fyzikální veličiny , jejíž velikost se bere nezměněná (v rámci stanovené chyby ) po známý časový interval. Zákon Ruské federace „ O zajištění jednotnosti měření “ definuje měřicí přístroj jako technický přístroj určený k měření. Formální rozhodnutí o klasifikaci technického nástroje jako měřicího přístroje činí Spolková agentura pro technickou regulaci a metrologii . Klasifikace:

Přesnost

  1. Přesnost měřicího přístroje je míra shody mezi údaji měřicího zařízení a skutečnou hodnotou měřené veličiny. Čím menší je rozdíl, tím větší je přesnost přístroje. Přesnost normy nebo míry je charakterizována chybou nebo stupněm reprodukovatelnosti . Přesnost měřidla kalibrovaného podle etalonu je vždy horší nebo rovna přesnosti etalonu.
  2. Přesnost výsledku měření je jednou z charakteristik kvality měření, která odráží blízkost nuly chyby výsledku měření . Je třeba poznamenat, že zlepšení kvality měření je vždy označováno pojmem "zvýšení přesnosti" - navíc by se v tomto případě měla snížit hodnota charakterizující přesnost.

Chyba měření

Vyhodnocení odchylky naměřené hodnoty veličiny od její skutečné hodnoty. Chyba měření je charakteristikou (mírou) přesnosti měření . Vzhledem k tomu, že nelze s absolutní přesností zjistit skutečnou hodnotu jakékoli veličiny, nelze také uvést velikost odchylky naměřené hodnoty od skutečné hodnoty. (Tato odchylka se obvykle nazývá chyba měření. V řadě zdrojů, např. ve Velké sovětské encyklopedii , jsou termíny chyba měření a chyba měření používány jako synonyma, ale podle RMG 29-99 [8] termín chyba měření se nedoporučuje jako méně úspěšné). Velikost této odchylky je možné pouze odhadnout např. pomocí statistických metod . V praxi se místo skutečné hodnoty používá skutečná hodnota veličiny x d , tedy hodnota fyzikální veličiny získaná experimentálně a natolik blízká skutečné hodnotě, že ji lze místo ní použít v nastaveném měření. úkol [8] . Taková hodnota se obvykle vypočítá jako průměrná hodnota získaná statistickým zpracováním výsledků série měření. Tato získaná hodnota není přesná, ale pouze nejpravděpodobnější. Proto je nutné v měřeních uvést, jaká je jejich přesnost . Za tímto účelem se spolu se získaným výsledkem zobrazí chyba měření. Například zaznamenejte T=2,8±0,1  s. znamená, že skutečná hodnota T leží v rozmezí od 2,7 s. až 2,9 s. s nějakou specifikovanou pravděpodobností (viz interval spolehlivosti , pravděpodobnost spolehlivosti , standardní chyba ).

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 Metrologie a technická měření. Zdroj Kolchkov V.I. "PŘESNOST-KVALITA"]
  2. ↑ Oficiální název podle GOST 8.417-2002 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Jednotky množství.
  3. ↑ Nařízení vlády Ruské federace ze dne 31. října 2009 N 879 O schválení nařízení o jednotkách množství povolených pro použití v Ruské federaci (nedostupný odkaz) . Získáno 1. června 2013. Archivováno z originálu 2. listopadu 2013. 
  4. ↑ „Není dovoleno používat termín jednotka měření fyzikální veličiny nebo měrná jednotka místo standardizovaného termínu jednotka fyzikální veličiny nebo jednotky , protože pojem měření je definován prostřednictvím konceptu jednotky . Je nutné napsat: ampér je jednotka síly proudu, metr čtvereční je jednotka plochy a nemůžete psát: ampér je jednotka měření síly proudu, metr čtvereční je jednotka měření plochy "( Autorův slovník-referenční kniha / Sestavili L.A. Gilberg a L.I. Frid. - M. : Kniha, 1979. - S. 98–99. - 304 s. ).
  5. ↑ Podobná variabilita je i v zahraniční terminologii. V angličtině se tedy spolu s pojmem unit , unit of measurement(ment) používá : Are, metrická jednotka měření, rovna 100 čtverečních metrů (Concise Oxford English Dictionary, 11th edition, 2004).
  6. ↑ Název „kilogram“ již z historických důvodů obsahuje desetinnou předponu „kilo“, takže násobky a podnásobky se tvoří přidáním standardních předpon SI k názvu nebo symbolu pro jednotku „ gram “ (která je sama o sobě podnásobkem v SI systém: 1g = 10 −3 kg).
  7. ↑ Absolutní soustavy se nazývají soustavy, ve kterých jsou jednotky délky, hmotnosti a času brány jako základní jednotky pro mechanické veličiny.
  8. ↑ 1 2 RMG 29-99 Doporučení pro mezistátní certifikaci. Základní pojmy a definice.

Literatura a dokumentace

Literatura

Normativní technická dokumentace

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích