Fyzikální veličiny. Měření fyzikálních veličin.
Cíl hodiny: Seznámit studenty s pojmem „fyzikální veličina“, základními jednotkami fyzikálních veličin v SI, naučit měřit fyzikální veličiny jednoduchými měřicími přístroji a určit chybu měření.
úkoly:
Vzdělávací: seznámit studenty s pojmem fyzikální veličina, podstatou definice fyzikální veličiny, pojmem chyba měření, základními jednotkami fyzikálních veličin v SI; naučit, jak určit dělicí cenu měřicího zařízení, určit chybu měření, převést veličiny ze základních hodnot na dílčí a násobky
Rozvojové: rozšiřovat obzory studentů, rozvíjet jejich tvůrčí schopnosti, vzbudit zájem o studium fyziky s přihlédnutím k jejich psychologickým charakteristikám. Rozvíjet logické myšlení utvářením pojmů: dělení cena (způsoby a způsoby její aplikace), měřítko měřícího zařízení.
Vzdělávací: formovat kognitivní zájem studentů prostřednictvím historických a moderních informací o měření fyzikálních veličin; naučit studenty kultuře komunikace, partnerství a skupinové práce.
Vybavení: počítač, projektor, laboratorní, demonstrační a domácí měřicí přístroje (teploměr, pravítko, svinovací metr, váhy, hodiny, stopky, kádinka, další měřicí přístroje).
Průběh lekce:
Co mají všechna zařízení společného? Odpověď: stupnice Charakteristika libovolné stupnice: meze měření a hodnoty dělení. Pojďme zjistit, co to je. Meze měření jsou určeny čísly na prvním a posledním dílku stupnice. Nepoužívejte přístroj, když se pokoušíte změřit hodnotu přesahující jeho mez měření! Hodnota dílku je číselná hodnota naměřené hodnoty, která odpovídá jednomu (nejmenšímu) dílku stupnice
5. Praktický úkol II (snímek 14) Určete cenu dělení vašeho pravítka a nástrojů na předváděcím stole a obrazovce.
Zpět Vpřed
Pozor! Náhledy snímků mají pouze informativní charakter a nemusí představovat všechny funkce prezentace. Pokud vás tato práce zaujala, stáhněte si prosím plnou verzi.
„Věda začíná, jakmile začnou měřit. Přesná věda je nemyslitelná bez měření.
V přírodě jsou míra a váha hlavními nástroji poznání.“
/D.I.Mendělejev/
a) vzdělávací
student se musí naučit:
Pojem fyzikální veličiny a jednotky měření;
Metody měření fyzikálních veličin;
Algoritmus pro stanovení ceny dělení a chyby.
b) rozvoj
student musí být schopen:
Určete cenu divize a odečty měřicích přístrojů;
Zaznamenejte výsledky měření s přihlédnutím k chybám.
c) vzdělávací:
výchova k vlastenectví a občanství při studiu historických aspektů tématu; rozvoj komunikace v procesu společných aktivit.
Struktura lekce:
| № | Fáze lekce | Forma činnosti | Čas |
| 1 | Organizační moment | Vytváření pracovního prostředí | 1-2 min. |
| 2 | Kontrola domácích úkolů | Test | 5 min. |
| 3 | Aktualizace znalostí | Experimentovat | 5 min |
| 4 | Zkoumání nového masného materiálu | Heuristická konverzace, sledování filmového fragmentu, práce s fyzickými nástroji a kartičkami | 20 min. |
| 5 | Konsolidace | Samostatné plnění úkolů k tématu | 10 min. |
| 6 | Odraz | Odpovědi na otázky | 2-3 min. |
Zařízení:
Postup lekce
1) Organizační moment.
2) Kontrola domácího úkolu:
Kontrolní test na základě materiálů z předchozí lekce (viz Příloha č. 1).
3) Aktualizace znalostí.
Udělejme experiment. Tři sklenice obsahují horkou, teplou a studenou vodu. Ponořte jeden prst levé ruky do horké vody, trochu ho podržte a ponořte do teplé vody. Teplá voda se vám bude zdát...(studená). Nyní ponořte prst své pravé ruky do studené vody a poté do teplé vody. Jak se bude voda zdát?... (horká). Ale voda se nezměnila, že? Co je potřeba udělat, aby se naprosto přesně určilo, jaký druh vody je ve sklenici? (během rozhovoru dojdeme k závěru):
Závěr: Někdy nás naše pocity mohou klamat, a proto je prostě nutné provést měření některých veličin v procesu pozorování a experimentů.
4) Studium nového materiálu.
Tyto veličiny se nazývají fyzikální a mnohé už znáte z matematiky a přírodních věd (například: délka, hmotnost, plocha, rychlost atd.). Měření jsou nesmírně důležitá jak ve vědě, tak v životě kolem nás.
Velký ruský vědec D.I. Mendělejev řekl toto: (Snímek 1) „Věda začíná, jakmile začnou měřit. Přesná věda je nemyslitelná bez měření. V přírodě jsou míra a váha hlavními nástroji poznání.“
A proto téma dnešní lekce zní: „Měření fyzikálních veličin“
(Snímek 3). Dnes si musíme odpovědět na následující otázky:
Na první otázku jsme již odpověděli v procesu diskuse o experimentu, takže přejděme k druhé otázce:
Co je fyzikální veličina?
Vraťme se ještě jednou ke zkušenosti. Vezměte do rukou teploměr, ponořte ho do první sklenice vody, chvíli počkejte a sdělte teplotu vody. ( v této fázi lekce nemusí být toto měření přesné, ale umožní nám představit pojem fyzikální veličiny jako kvantitativní charakteristiku objektu)
Nyní stejným způsobem změřte teplotu ve zbývajících sklenicích. Výsledky si zapište do sešitu ve vzestupném pořadí.
/ Například: 20°, 40°, 60°/
Nyní můžeme snadno určit, která voda je která. Teplota je určena číslem a čím vyšší číslo, tím je voda teplejší. A obecnou definici si můžeme zapsat do sešitu: (Snímek 4)
Fyzikální veličina je kvantitativní (číselná) charakteristika těla nebo látky. Označuje se písmeny latinské abecedy, například:
m – hmotnost, t – čas, l – délka.
Jakákoli fyzikální veličina, kromě číselné hodnoty, má jednotky měření.
Například: Na obalu čokoládové tyčinky je napsáno: „Hmotnost 100 g“.
Hmotnost je.. (fyzická veličina)
100 je... (číselná hodnota)
g - gram je... (měrná jednotka).
Nyní to zkuste sami:
Moje výška je 164 cm.
Výška (délka) je... (fyzická veličina)
164 je.., (číselná hodnota)
cm je..(měrná jednotka)
Když tedy měříme nějakou veličinu, porovnáváme ji s určitými jednotkami měření. Zapišme si definici: (Snímek 5)
Měřit fyzikální veličinu znamená porovnávat ji s homogenní hodnotou branou jako měrná jednotka. Nyní nám zbývá hlavní otázka: Jak měřit fyzikální veličinu? Podívejme se, jak se kreslené postavičky naučily měřit. Budete muset odpovědět na otázky: (Snímek 6).
Snímek 7 (prohlížení kresleného fragmentu). Diskuse odpovědí /návrat na snímek 6/.
Nebyl to jen Boa Constrictor a jeho přátelé, kdo se setkal s takovými potížemi. Od starověku měl Rus své vlastní měrné jednotky pro vzdálenosti, hmotnost a objem (snímek 8). A přestože je nyní téměř nepoužíváme, zachovaly se v příslovích a rčeních, pohádkách a básních. Vysvětlete význam těchto výroků. Aby nedošlo k záměně v měření. V Rusku byl již v 16. a 17. století vytvořen jednotný systém opatření pro celou zemi. V roce 1736 se Senát rozhodl vytvořit Komisi pro míry a váhy. Komise vytvořila vzorová opatření – normy. Do roku 1807 byly vyrobeny tři standardy arshin (uložené v Petrohradě): křišťál, ocel a měď. Byly již uvedeny do souladu s anglickými délkovými mírami - stopami a palci. Vyžadovala si to potřeba rozvoje obchodních vztahů s jinými zeměmi – vždyť již na počátku 18. století bylo v různých zemích 400 jednotek různých velikostí! Aby si navzájem dobře rozuměli, vznikla Mezinárodní soustava jednotek (SI), kde každé veličině bylo přiděleno vlastní označení a měrná jednotka. (stánek „Mezinárodní soustava jednotek“) Zde jsou uvedeny všechny fyzikální veličiny, které se budeme v kurzu fyziky zabývat. Dnes věnujme pozornost tomu nejdůležitějšímu: Veličiny jsou základní a odvozené. Zapište si jednotky měření základních fyzikálních veličin do sešitu:
Hmotnost – kg (kilogram), délka – m (metr), čas – s (sekunda)
Ale hmotnost lze také měřit... (in gramy, miligramy, tuny). Už jste to studovali ve svém kurzu matematiky. V jakých jednotkách se délka měří? Čas? Soustava SI se nazývá desítková soustava. Všechny homogenní veličiny jsou vzájemně propojeny.
1 kilo gram = 1000 (103) g 1 kilo metr = 1000 (103) m
1 Milli gram = 0,001 g 1 Milli metr = 0,001 m
Existuje speciální tabulka, která se používá pro převod jednotek měření: (viz Příloha 2)
Dnes se musíme naučit, jak správně používat měřicí přístroje.
Dnes jste již změřili teplotu vody. Co tedy potřebujete měřit? Za prvé musíte mít zařízení a za druhé jej musíte umět používat. Známé pravítko je zařízení na měření délky. Teplota se měří dalším přístrojem – teploměrem.
Měřicí zařízení je zařízení pro měření libovolné fyzikální veličiny.
(Snímek 9.) Zde vidíte různé měřicí přístroje: teploměr, rychloměr, vodoměr, manometr.
Všechny jsou velmi odlišné, ale mají podobnosti. Každé zařízení musí mít stupnici s dílky a čísly.
Největší hodnota na stupnici se nazývá horní mez, nejmenší se nazývá dolní mez. Pojmenujte limity zařízení, která máte na stole.
Dnes jsme vám již změřili teplotu. Nyní se pokusíme určit objem vody pomocí speciálního zařízení - kádinky. Objem se měří v ml nebo cm krychlových. Kolik vody je v této kádince? / 200 ml/. A teď do kádinky spustili kámen a bylo tam víc vody. Kolik? / Odpovědi se budou pravděpodobně lišit, což nám umožní zavést pojem divizní cena/
Chcete-li správně odpovědět na tuto otázku, musíte určit divizní cena, tj. hodnota nejmenší mezery na stupnici.
K tomu potřebujete: (snímek 11)
Zapišme si vzorec pro určení divizní ceny zařízení:
c = 400 - 200/10 = 20 ml
Nyní to zkuste sami: (Snímek 12)
Znáte-li hodnotu dělení, můžete určit hodnoty zařízení. Pokud teploměr ukazuje 5 dílků nad 25° a jeden dílek 1°, pak konečný výsledek bude ... (25°). Lékařský teploměr ukazuje o jeden dílek méně než 37°, jeho hodnota dílku je 0,1°, což znamená teplotu 36,9°.
Pomocí karty můžete nezávisle určit cenu divize teploměru ( pro ty, kteří úkol dobře zvládli a úkol rychle dokončili, můžete nabízet úkoly s kádinkou pomocí stejných karet)
Chyba měření.
Nyní prosím určete šířku učebnice „Fyzika 7“ a zapište si výsledek do sešitu. Porovnejme vaše míry.
Proč je učebnice stejná, ale hodnoty délky se liší?
/Během diskuse docházíme k závěru:/
Bohužel jakákoliv měření mají chyba, tj. chyba (snímek 13). Chyba závisí jak na samotném zařízení (chyba přístroje), tak na tom, jak měříme (chyba měření). Je indikována chyba měření? (delta) a rovná se polovině ceny divize:
Chyba ukazuje, jak moc jsme udělali chybu (nahoru nebo dolů). Proto je konečný výsledek měření obvykle zapsán takto:
t = 25°± 0,5° (pro první teploměr)
t = 36,9° ± 0,05° (pro druhý teploměr)
To znamená, že skutečná teplota se u prvního teploměru pohybuje od 24,5° do 25,5° a u druhého od 36,85° do 36,95°.
Teď mi řekněte: který teploměr bude měřit teplotu přesněji?
Závěr si zapišme do sešitu:
Čím nižší je hodnota dělení, tím přesněji přístroj měří.
Měření, která jsme dnes provedli ve třídě, se nazývají přímá. Jsou vyrobeny pomocí zařízení. Některá množství nelze určit okamžitě. Například: Jak určíte plochu stolu? Přesně tak, je potřeba změřit délku a šířku. Taková měření se nazývají nepřímá.
5. Konsolidace.
Dnes jste se ve třídě naučili spoustu nových věcí. Připomeňme si znovu to nejdůležitější:
Co je to? Možné odpovědi:
Minuta – ... 1. jednotka měření
Váhy –... 2. fyzikální veličina
Čas – ... 3. měřící přístroj
Balancování –... 4. fyzikální jev
Hmotnost -...
Nyní dokončíme následující úkoly: (Snímek 14–15)
6. Reflexe:
Pokračuj ve větě:
Teď už vím...
A taky můžu...
Bylo by zajímavé vědět víc...
7. Domácí úkol: (Snímek 16). § 4.5 (učebnice „Fyzika 7“ Peryshkin A.V.)
Literatura
1. Peryshkin A.V. Fyzika 7, Vzdělávání, 2008
2. Krb A.L. Fyzika. Rozvojový trénink. Sedmá třída, Phoenix, 2003
3. Gendenshtein L.E., Kirik L.A., Gelfgat I.M. Fyzikální úlohy pro základní školu s příklady řešení, Ilexa, 2005.
4. Khannanov N.K., Khannanova T.A. Fyzika. Testy. 7, Drop, 2005
Měření fyzikálních veličin spočívá v porovnání veličiny s homogenní veličinou branou jako jednotka. V metrologii se používá pojem „měření“, což znamená zjištění hodnoty fyzikální veličiny experimentálně pomocí speciálních technických prostředků.
Měření prováděná pomocí speciálních technických prostředků se nazývají přístrojová. Nejjednodušším příkladem takového měření je určení velikosti součásti pomocí pravítka s dílky, to znamená porovnání velikosti součásti s jednotkou délky uloženou pravítkem.
Odvozením termínu „měření“ je v praxi široce používaný termín „na míru“. Existují pojmy „měřit“, „měřit“, „měřit“, ale jejich použití v metrologii je nepřijatelné.
Pro zefektivnění činností měření jsou měření klasifikována podle následujících kritérií:
Obecné metody získávání výsledků - přímé, nepřímé, kompatibilní, kumulativní;
Počet měření v sérii – jednoduché a vícenásobné;
Metrologické účely – technické, metrologické;
Charakteristika přesnosti - stejná a nerovná;
Vztah ke změnám měřené hodnoty – statistický a dynamický;
Vyjádření výsledků měření – absolutní a relativní;
Přímá měření jsou měření, při kterých se požadovaná hodnota veličiny zjistí přímo z experimentálních dat (měření hmotnosti na vahách, teploty teploměrů, délky pomocí lineárních měr). Při přímých měřeních je předmět zkoumání uveden do interakce s měřicími přístroji a podle jejich odečtů se měří hodnota měřené veličiny. Někdy se údaje přístroje násobí koeficientem, zavádějí se příslušné korekce atd. Tato měření lze zapsat ve formě rovnice: X = C X P,
kde X je hodnota měřené veličiny v jednotkách přijatých pro ni;
C – cena dílku stupnice nebo jednorázového přečtení digitálního čtecího zařízení v jednotkách naměřené hodnoty;
Х П – počítání podle indikačního zařízení v dílcích stupnice.
Nepřímá měření jsou měření, při kterých je požadovaná hodnota nalezena na základě známého vztahu mezi touto hodnotou a hodnotami získanými přímým měřením (určení hustoty homogenního tělesa jeho hmotností a geometrickými rozměry, elektrický odpor vodiče svou odolností, délkou a plochou průřezu). Obecně lze tuto závislost znázornit jako funkci X = (X1,X2,....,Xn), ve které je hodnota argumentů X1, X2, ....,Xn nalezena jako výsledek přímého a někdy nepřímá, společná nebo kumulativní měření.
Například hustotu homogenního pevného tělesa ρ zjistíme jako poměr hmotnosti m k jeho objemu V a hmotnost a objem tělesa se měří přímo: ρ=m/V.
Pro zvýšení přesnosti měření hustoty ρ se měření hmotnosti m a objemu V provádějí opakovaně. V tomto případě hustota těla
ρ = m/V, m je výsledek měření tělesné hmotnosti, m = 1/n Σ m i;
V=ΣVi/n - výsledek měření objemu tělesa Π.
Kumulativní měření - měření více homogenních veličin, při kterých se požadovaná hodnota veličin zjistí řešením soustavy rovnic získaných přímým měřením různých kombinací těchto veličin (měření, při kterých se zjišťuje hmotnost jednotlivých závaží sady známé hmotnosti jednoho z nich a z výsledků přímých porovnání hmotností různých kombinací hmotností ).
Společná měření jsou simultánní měření dvou nebo více opačných veličin za účelem nalezení vztahu mezi nimi (současné měření přírůstku délky vzorku v závislosti na změnách jeho teploty a stanovení koeficientu lineární roztažnosti).
Společná a kumulativní měření jsou si velmi blízká svými metodami zjišťování požadovaných hodnot měřených veličin. Rozdíl je v tom, že při kumulativních měřeních se současně měří několik veličin stejného jména a při společných měřeních měří různé veličiny. Hodnoty měřených veličin x1, ..., xn jsou určeny na základě kumulativních rovnic;
Fl (Xl, ..., Xm, Xll, ..., Xln);
F2 (Xi, ..., Xm, X21, ..., Xln);
Fn (X1, ..., Xm, Xk1, ... , Xkn),
kde X11, X21, …………………..Xk n jsou veličiny měřené přímými metodami.
Společná měření jsou založena na známých rovnicích, které odrážejí vztahy existující v přírodě mezi vlastnostmi objektů, tzn. mezi množstvími.
Absolutní měření jsou měření založená na přímých měřeních jedné nebo více základních veličin a využití fyzikálních konstant.
Relativní měření - získání poměru veličiny ke stejnojmenné veličině, která hraje roli jednotky, nebo změna veličiny ve vztahu ke stejnojmenné veličině, brané jako výchozí.
Jednorázová měření - jednorázové měření (měření konkrétního času pomocí hodin).
Vícenásobná měření jsou měření stejné fyzikální veličiny, jejichž výsledek je získán z několika po sobě jdoucích měření. Typicky jsou vícenásobná měření ta, která jsou provedena více než třikrát.
Technická měření - měření prováděná pomocí pracovních měřicích přístrojů za účelem sledování a řízení vědeckých experimentů, sledování parametrů výrobků apod. (měření tlaku vzduchu v komoře vozu).
Metrologická měření jsou měření pomocí etalonů a referenčních měřidel za účelem inovace jednotek fyzikálních veličin nebo přenosu jejich velikostí na pracovní měřidla.
Měření se stejnou přesností je série měření jakékoli veličiny prováděná měřicími přístroji stejné přesnosti za stejných podmínek.
Neekvivalentní měření jsou série měření libovolné veličiny, prováděná s různou přesností měřicími přístroji a za různých podmínek.
Statická měření jsou měření fyzikální veličiny, která je v souladu s konkrétním měřicím úkolem akceptována jako nezměněná po celou dobu měření (měření velikosti součásti při normální teplotě).
Dynamická měření jsou měření fyzikální veličiny, jejíž velikost se v čase mění (měření vzdálenosti k úrovni země od klesajícího letadla).
Měřicí přístroje
Měřidla jsou technické prostředky používané při měření a mající normalizované metrologické vlastnosti. Správné určení hodnoty měřené veličiny při jejím měření závisí na měřicích přístrojích. Mezi měřicí přístroje patří: opatření: měřicí přístroje, měřicí zařízení, měřicí systémy.
Míra je měřící přístroj určený k reprodukci fyzikální veličiny dané velikosti (závaží je mírou hmotnosti, generátor je mírou frekvence elektrických oscilací). Opatření se zase dělí na jednohodnotová a vícehodnotová.
Jednoznačná míra, která reprodukuje fyzikální veličinu jedné velikosti (rovinně paralelní kalibrační blok, normální prvek, kondenzátor s konstantní kapacitou),
vícehodnotová míra, která reprodukuje řadu stejnojmenných fyzikálních veličin různých velikostí (pravítko: v milimetrových dílcích, proměnný kondenzátor).
Soubor měr je speciálně vybraný soubor měr používaných nejen jednotlivě, ale i v různých kombinacích za účelem reprodukce řady stejnojmenných veličin různých velikostí (soubor závaží, sada planparalelního měřidla bloky).
Měřicí zařízení je měřící přístroj určený ke generování signálu měřicí informace ve formě přístupné přímému vnímání pozorovatelem. Výsledky měření jsou vytvářeny čtecími zařízeními přístrojů, která mohou být stupnicová, digitální a záznamová.
Čtecí zařízení stupnice se skládají ze stupnice, což je soubor značek a čísel znázorňujících řadu po sobě jdoucích hodnot měřené veličiny, a ukazatel (šipka, elektronový paprsek atd.) spojený s pohyblivým systémem zařízení.
Značky stupnice se znázorněnými číselnými hodnotami se nazývají číselné značky stupnice. Hlavními charakteristikami stupnice jsou délka dílku stupnice, vyjádřená vzdáleností os dvou sousedních rysek stupnice, a hodnota dílku stupnice, představující hodnotu měřené veličiny, způsobující posun ukazatele o jeden dílek. .
Je také obvyklé rozlišovat následující pojmy: rozsah měření a rozsah indikace.
Rozsah měření je součástí rozsahu odečítání, pro který jsou normalizovány meze dovolených chyb měřicích přístrojů. Nejmenší a největší hodnoty rozsahu měření se nazývají dolní a horní hranice měření.
Hodnota veličiny, určená odečítacím zařízením měřicího přístroje a vyjádřená v přijatých jednotkách této veličiny, se nazývá odečet měřicího přístroje.
Naměřená hodnota se určí buď vynásobením počtu dílků stupnice hodnotou dílku stupnice nebo vynásobením číselné hodnoty načtené na stupnici konstantou stupnice.
V současné době jsou široce používána buď mechanická nebo světelná digitální čtecí zařízení.
Záznamová a čtecí zařízení se skládají z zapisovacího nebo tiskového mechanismu a pásky. Nejjednodušším psacím zařízením je pero naplněné inkoustem, zaznamenávající výsledek měření na papírovou pásku. U složitějších zařízení lze výsledek měření zaznamenat světelným nebo elektronovým paprskem, jehož pohyb závisí na hodnotách měřených veličin.
Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu ve svém studiu a práci, vám budou velmi vděční.
1. Základní pojmy a definice v informačních a měřicích procesech
Co je měření, kontrola, testování, čím se od sebe obsahově liší a co mají společného?
Měřením se nazývá experimentální zjištění hodnoty fyzikální veličiny (PV) pomocí speciálních technických prostředků. Účelem měření je získat informace o vstupní (měřené) veličině z výstupního signálu měřicího přístroje (MI) s přihlédnutím k jeho vlastnostem a charakteristikám.
Diagram toku informací je znázorněn na obrázku 1.
Obrázek 1
Testy podle GOST 16504-81 experimentální stanovení kvantitativních a/nebo kvalitativních charakteristik vlastností zkoušeného objektu v důsledku dopadu na něj během jeho provozu, při modelování objektu a/nebo nárazů. Během testování. Zpravidla se používají měřicí přístroje, jiná technická zařízení, látky a/nebo materiály.
Řízení je ověření shody výrobku, procesu nebo služby se stanovenými požadavky. Kontrola se obvykle provádí ve dvou fázích. V první fázi se stanoví hodnota řízené charakteristiky (kvantitativně - měřením), ve druhé fázi se získaná hodnota porovnává s normou. Někdy se obě fáze kombinují v jedné akci. Například při kontrole rozměrů dílů pomocí měřidel. Kontrola je tedy kontrolou dodržování normy. Norma je stanovena předem a ověření jejího dodržování končí rozhodnutím: „vyhovuje, nevyhovuje“; „vadný výrobek“ atd.
Přítomnost normy předpokládá gradaci kvantitativních charakteristik jakékoli vlastnosti a určuje možnost rozhodování.
Analýzou postupů a úkolů „měření“, „kontroly“ a „testování“ je možné stanovit jejich vztah, který je znázorněn na obrázku 2.
Obrázek 2. Vztah mezi pojmy „měření“, „kontrola“ a „testování“
Měření může být buď součástí přechodné transformace v procesu řízení, nebo konečnou fází získávání informací během testování. Testování je fází získávání primárních informací v procesu řízení pomocí měřicích operací.
Co je to „jednota měření“?
Téměř ve všech oblastech lidské činnosti se musíme zabývat měřením fyzikálních veličin a zajištěním jejich jednoty. Význam jednotnosti měření je tak vysoký, že v Rusku byl vydán zvláštní zákon „O zajištění jednotnosti měření“ /1/.
Jednota měření- jde o stav měření, ve kterém jsou jejich výsledky vyjádřeny v zákonných jednotkách a chyby měření jsou známy s danou pravděpodobností.
Jednota měření je nezbytná k tomu, aby bylo možné porovnávat výsledky měření provedených na různých místech, v různých časech pomocí různých měřicích přístrojů. Je to důležité jak v rámci země, tak v interakcích mezi zeměmi. Příkladem toho je, že kvalitativní ukazatele dováženého zboží jsou kontrolovány v zemích, kde se prodává.
Jaké veličiny se mají měřit?
Veličiny, které člověk ve skutečnosti provozuje, lze rozdělit do dvou typů, jak ukazuje obrázek 3.
Obrázek 3. Klasifikace veličin
V probíraném předmětu „Metody a prostředky měření, zkoušení a řízení“ se zabýváme fyzikálními veličinami vlastními konkrétním objektům, jevům, procesům, tedy veličinám, které jsou omezené velikosti a jsou měřitelné. Měřitelná fyzikální veličina je veličina, pro kterou lze zvolit měrnou jednotku a tuto jednotku vtělit do měřicího přístroje.
Co je to "fyzická veličina" a "fyzický parametr"?
Podle RMG 29-99 /2/ fyzikální veličina (FV) jedna z vlastností fyzického objektu (fyzického systému, jevu nebo procesu), společná z kvalitativního hlediska pro mnoho fyzických objektů, ale z kvantitativního hlediska individuální pro každý z nich.
Velikost PV - kvantitativní obsah vlastnosti v daném objektu odpovídající pojmu „fyzikální veličina“. Pokud vezmeme v úvahu objekty A a B, které se liší v jedné ze svých fyzikálních vlastností (například hmotnost), můžeme o nich říci, že mají různé velikosti (hmotnosti) a liší se od sebe (A>B nebo A<Б).
hodnota PV - vyjádření velikosti PV ve formě určitého počtu jednotek pro něj přijatých. Hodnota PV se získá jako výsledek jejího měření nebo výpočtu v souladu se základní rovnicí měření.
Q přeměna = AU,
Kde Qpřeměna- hodnota PV;
A- číselná hodnota měřené fyzikální veličiny vyjádřená v akceptovaných jednotkách;
U- zvolená FV jednotka.
Číselná hodnota PV je abstraktní číslo zahrnuté v hodnotě hodnoty PV. Například: L=20 mm, kde 20 je číselná hodnota.
V praxi měření se velmi často neměří FV, ale fyzikální parametry.
Fyzikální parametr (stručně - parametr) - PV, uvažovaná při měření jiné fyzikální veličiny jako pomocná. Fyzikální parametr charakterizuje určitou vlastnost měřené fyzikální veličiny. Například, při měření střídavého napětí se za parametry napětí považuje amplituda a frekvence tohoto proudu.
Co se nazývá „skutečné“ a „skutečné“ hodnoty fyzikální veličiny?
Skutečná hodnota PV - Hodnota PV, která by v ideálním případě odrážela stávající PV z kvalitativního a kvantitativního hlediska. Tento koncept je v korelaci s konceptem „absolutní pravdy“, což je ve skutečnosti nemožné.
Skutečná hodnota PV - experimentálně zjištěná hodnota PV a tak blízká skutečné hodnotě, že ji pro danou úlohu měření může nahradit. V případě opakovaných měření se jako skutečná hodnota bere aritmetický průměr z řady naměřených hodnot veličiny. Pro jednotlivá měření - hodnota veličiny získaná jako výsledek měření s nejpřesnějším SI.
Jaký je rozměr fyzikální veličiny a jak se určuje?
Dimenze - formalizovaným odrazem kvalitativního rozdílu fyzikálních veličin je jejich . Rozměr je označen symbolem ztlumit, pocházející ze slova rozměr, které lze v závislosti na kontextu přeložit jako velikost i rozměr.
Rozměry základních fyzikálních veličin jsou označeny odpovídajícími velkými písmeny. Pro délku, hmotnost a čas, např.
ztlumit l = L; matná m = M; matné t = T.
Při určování rozměru deriváty množství se řídí následujícími pravidly:
1. Rozměry pravé a levé strany rovnice se nemohou jinak než shodovat, protože Mezi sebou lze porovnávat pouze identické vlastnosti. Algebraicky lze tedy sčítat pouze veličiny se stejnými rozměry.
2. Algebra dimenzí je multiplikativní, tzn. sestává z jediné akce násobení.
2.1. Rozměr součinu několika veličin se rovná součinu jejich rozměrů. Pokud tedy vztah mezi hodnotami veličin Q, A, B, C má tvar Q = ABC, pak
dim Q = dim AChdim HFdim C.
2.2. Rozměr kvocientu při dělení jedné veličiny druhou je roven poměru jejich rozměrů, tzn. pokud Q=A/B pak
dim Q = dim A / dim B.
2.3. Dimenze jakékoli veličiny umocněné na určitou mocninu se rovná jejímu rozměru na stejnou mocninu. Takže, pokud Q=A n , pak
dim Q = dim A = dim n A.
Pokud je například rychlost určena vzorcem V = S/t, pak
dim V = dim S/dim t = L/T=LT-1.
Je-li síla podle druhého Newtonova zákona F = ma, kde a = V/t je zrychlení tělesa, pak
dim F = dim m dim a = ML/T 2 = MLT -2.
Vždy je tedy možné vyjádřit rozměr derivační fyzikální veličiny pomocí rozměrů základních fyzikálních veličin pomocí mocninného monomiálu:
kde L, M, T, jsou rozměry odpovídajících základních fyzikálních veličin; ,- exponenty dimenze. Každý z exponentů stupňů rozměru může být kladný nebo záporný, celé číslo nebo zlomkové číslo nebo nula.
Pokud jsou všechny ukazatele rozměrů rovny nule, pak se takové množství nazývá bezrozměrný. Mohla by být relativní, definován jako poměr stejnojmenných veličin (například relativní dielektrická konstanta), a logaritmický definován jako logaritmus relativní veličiny (například logaritmus poměru výkonu nebo napětí).
Teorie rozměrů je široce používána pro rychlou kontrolu správnosti vzorců (podle pravidla 1). Formální aplikace rozměrové algebry někdy umožňuje určit neznámý vztah mezi fyzikálními veličinami.
Co je to měrná jednotka fyzikální veličiny?
Jednotka měření fyzikální veličiny fyzikální veličina pevné velikosti, které se konvenčně přiřazuje číselná hodnota rovna jedné a používá se pro kvantitativní vyjádření jí podobných fyzikálních veličin. Jednotky měření určité veličiny se mohou lišit velikostí, například metr, stopa a palec, které jsou jednotkami délky, mají různé velikosti: 1 stopa = 0,3048 m, 1 palec = 0,254 m.
Co je to soustava jednotek fyzikálních veličin?
Pro zajištění jednotnosti měření byl v naší zemi od 1. ledna 1982 zaveden GOST 8.417-81 GSI „Jednotky fyzikálních veličin“. Norma splňuje požadavky Mezinárodní soustavy jednotek (SI) a obsahuje:
jednotky SI (základní, vedlejší, odvozené);
Nesystémové jednotky povolené na stejné úrovni jako jednotky SI a v kombinaci s nimi;
Pravidlo pro tvorbu násobků a dílčích násobků;
Název jednotek, jejich označení a další ustanovení.
Norma se nevztahuje na jednotky používané ve vědeckovýzkumných pracích a v publikacích jejich výsledků, jakož i na jednotky veličin posuzované na konvenčních stupnicích (stupnice tvrdosti kovů, zemětřesení, mořské vlny, fotosenzitivita atd.).
Tedy, Ssoustava jednotek fyzikálních veličin soubor základních a odvozených jednotek fyzikálních veličin, utvořených v souladu se zásadami pro danou soustavu fyzikálních veličin. Například Mezinárodní systém jednotek (SI), přijatý v roce 1960.
Jaké jsou základní jednotky SI?
Základní jednotka soustavy jednotek fyzikálních veličin jednotka základní fyzikální veličiny v dané soustavě jednotek.
Hlavní jednotky mezinárodní soustavy SI jsou: metr, kilogram, sekunda, ampér, stupeň Kelvina, candella, krtek. Při výběru těchto jednotek jsme se řídili pouze praktickou účelností, tzn. snadnost použití jednotek v lidských činnostech.
Metr je jednotka délky rovnající se dráze, kterou světlo urazí ve vakuu za 1/299792458 sekundy. Metr byl původně definován jako délka 1/40 000 000 délky pařížského poledníku a byl reprodukován jako vzdálenost mezi značkami vyznačenými na platinové a později platino-iridiové tyči průřezu ve tvaru X. Tato hodnota se však ukázala jako nestabilní, takže metr se začal vyjadřovat pomocí vlnové délky červené čáry kadmia a v současné době - oranžové čáry atomu kryptonu-86. 1 metr odpovídá 1650763,73 vlnovým délkám záření ve vakuu, což odpovídá přechodu mezi hladinami 2p 10 a 5d 5 atomu Kr-86.
Měřič se stanovuje nepřímými metodami na radiometrických můstcích. Skládají se z řady rádiových generátorů a laserů uspořádaných v sérii s frekvenčním násobením mezi nimi. Referenční frekvence 5 MHz je přiváděna na vstup z generátoru synchronizovaného systémem frekvenčních násobičů s vodíkovými časovými a frekvenčními referenčními generátory, kalibrovanými podle cesiové reference frekvence. Můstek znásobí tuto frekvenci na hodnotu asi 1*10 14 Hz. Jeho úkolem je měřit frekvence stabilizovaných laserů. Na základě jejich znalosti se vypočítají vlnové délky jejich záření a pomocí optických interferometrů se certifikují a ověřují různé délkové míry.
Kilogram je jednotka hmotnosti rovnající se hmotnosti 1,000028 dm 3 vody o teplotě její nejvyšší hustoty 4 °C.
Standardní kilogram v Rusku je válec o výšce a průměru 39 mm se zaoblenými žebry. Pracuje se na určení kilogramu ve voltech a ohmech pomocí převrácených ampérových vah.
Sekunda je jednotka času rovna 9192631770 periodám záření, které odpovídají přechodu mezi dvěma hyperjemnými úrovněmi základního stavu atomu cesia-133. Standardní sekunda byla založena v roce 1967. Je založena na schopnosti atomů emitovat a absorbovat energii při přechodu mezi dvěma energetickými stavy v oblasti radiofrekvenční frekvence. Referenční bod neboli kvantový frekvenční standard je zařízení pro přesnou reprodukci frekvence elektromagnetických oscilací v ultravysokofrekvenčních a optických spektrech na základě měření frekvence kvantových přechodů atomů, iontů nebo molekul. Pasivní kvantové standardy využívají frekvence spektrálních absorpčních čar, zatímco aktivní využívají stimulovanou emisi fotonů částicemi. Aktivní kvantové frekvenční standardy se používají na svazku molekul amoniaku (tzv. molekulární generátory) a atomů vodíku (generátory vodíku). Pasivní frekvenční standardy - na paprsku atomů cesia (referenční hodnoty frekvence cesia)
K reprodukci druhého se používají cesiové frekvenční generátory (normy) - jedná se o vysoce stabilní generátory monochromatického záření (signálu) o frekvenci 9192631770 Hz; chyba frekvence nepřesahuje 1,5*10 -13. Ruský státní standard používá vodíkové generátory periodicky ve srovnání s cesiovými generátory, jejich dlouhodobá frekvence není postulována, ale nestabilita je menší než 3*10 -14. Kromě toho standard obsahuje zařízení pro generování a ukládání časových měřítek. Hlavní stupnicí TA je jednotný atomový čas s pevnou nulou, nesouvisející s rotací a polohou v prostoru Země. Další stupnice: UT0 - univerzální čas (střední sluneční „s“); UT1 korigováno na kolísání pólů; UT2 - upraveno o sezónní nerovnoměrnosti rotace Země. Jedná se o celosvětová měřítka, postupně se odchylující od TA v důsledku zpomalující rychlosti rotace Země. Pro jejich harmonizaci byla zavedena stupnice UTC, ve které 1s utc = 1s ta, a začátek počítání se může od 1. dne každého měsíce změnit na 1s (1.01 nebo 1.06 V Rusku jsou přenášeny časové signály v TV resp rádio pomocí stupnice UTC.
Ampér je jednotka elektrického proudu. Ampér se rovná síle konstantního proudu, který by při průchodu dvěma rovnoběžnými přímými vodiči nekonečné délky a zanedbatelně malým kruhovým průřezem, umístěnými ve vakuu ve vzdálenosti 1 m od sebe, způsobil na každý úsek vodiče o délce 1 m interakční síla rovna 2 10 -7 N.
Jako ampérové etalony se používají ampérové stupnice, které realizují A měřením síly, případně měřením momentu síly působícího na cívku s proudem umístěným v magnetickém poli jiné cívky. Jedná se o přesnou rovnoramennou váhu vyrobenou z nemagnetických materiálů. Na jednom konci kolébky je zavěšena miska pro uložení stálých a přídavných vyvažovacích závaží. Pohyblivá cívka je zavěšena na druhém konci vahadla a vstupuje koaxiálně do stacionární cívky o větším průměru. Vinutí cívky (v nejjednodušším případě) jsou zapojena do série. V režimu bez napětí jsou váhy vyváženy. Když elektrický proud prochází cívkami, pohyblivá cívka je vtažena do stacionární cívky (nebo vytlačena z ní). K obnovení rovnováhy se používá přídavné vyvažovací závaží. Na základě výsledků metrologické studie je vypočtena hodnota hmotnosti této zátěže odpovídající např. elektrickému proudu 1A. Připojením referenčního rezistoru k obvodu cívky můžete kalibrovat referenční míry EMF (aktuální standardy se zatím nepoužívají).
Přesnější etalony založené na měření magnetické indukce pomocí nukleární magnetické rezonance se v současnosti používají pouze jako sekundární etalony. V roce 1992 Rusko schválilo národní standard A, jehož velikost je reprodukována pomocí prvků Volt a Ohm. Standardní odchylka (RMSD) není větší než 1·10 -8, systematické chyby (NSE) nelze vyloučit větší než 1·10 -7 (pro ampérové stupnice CKO? 4·10 -6, NSP? 8·10 -6 ).
Kelvin je jednotka termodynamické teploty rovna 1/273,16 termodynamické teploty trojného bodu vody. Trojný bod vody je stav vody v uzavřené skleněné nádobě, ve které jsou led, voda a její pára v rovnováze: voda nemrzne, nevypařuje se, led netaje a pára nekondenzuje.
Státní primární standardy Ruska reprodukují mezinárodní stupňovou stupnici MGSh-90 ve dvou podrozsahech: 0,8...273,16 K a 373,16...2773 K. Nízkoteplotní standard zahrnuje dvě skupiny odporových teploměrů železo-rhodium a platinu jako hlavní díl , jehož kalibrační závislosti byly stanoveny na základě výsledků srovnání výsledků získaných v laboratořích v Rusku, Anglii, USA, Austrálii a Holandsku. Každá skupina obsahuje dva platinové a dva železo-rhodiové teploměry, trvale umístěné ve srovnávacím bloku - masivním válci se čtyřmi podélnými kanály pro teploměry. Přenos stupnice na teploměry - sekundární a pracovní etalony - se provádí jejich přivedením do tepelného kontaktu s referenční srovnávací jednotkou a porovnáním v kryostatu. Sada standardního regulačního vybavení obsahuje kromě přístrojů pro přesná měření odporu sadu instalací pro realizaci teplot referenčních bodů, plynový interpolační teploměr s unikátním rtuťovým manometrem a srovnávací kryostat. Směrodatná odchylka standardu je 0,3…1,0 mK, NSP 0,4…1,5 mK, nejnižší hodnota reprodukovatelné teploty je 0,8 K.
Druhá norma zahrnuje platinové odporové teploměry, teplotní lampy, zařízení pro reprodukci referenčních bodů v rozsahu 273,16...1355,77 K, (RMS?5·10 -5 ...1·10 -2; NSP?1·10 - 45 ...10-3). Pro různé teplotní stupnice byly stanoveny následující vztahy:
Stupnice Celsia: C=K=t C +273,16
Reaumurova stupnice: 1R=1,25 C; tc = 1,25 tR; T = 1,25 t R +273,16
Fahrenheitova stupnice: 1F=5/9C=5/9K; tc=5/9(tF-32); T=5/9(tF-32)+273,16
Candella je jednotka svítivosti, která se rovná svítivosti v daném směru zdroje vyzařujícího monochromatické záření o frekvenci 540·10 12 Hz, jehož energetická svítivost je v tomto směru 1/683 W/sr. Iniciátory zavedení této jednotky byli astronomové. Ve státní normě je světlo za určitých vnějších podmínek vyzařováno z určitého povrchu tuhnoucí platiny a je vnímáno primárním fotometrem vytvořeným na bázi neselektivního radiometru, jehož spektrální citlivost je korelována na speciálním filtru pro funkční závislost na vlnové délce. Norma reprodukuje jednotku svítivosti v rozsahu 30...110 cd se směrodatnou odchylkou 0,1·10 -2 a NSP 0,25·10 -2.
Mol je jednotka množství látky, která se rovná množství látky obsahující stejný počet strukturních prvků (atomů, molekul), jaký je obsažen v 0,012 kg uhlíku-12. Mole standardy nebyly nikdy vytvořeny, protože hmotnost jednoho molu různých látek nebo struktur je číselně rovna Avogadrovu číslu - 6,025·10 23 částic; Měřicí přístroje kalibrované v molech nejsou k dispozici. Existují rozumné návrhy vyloučit mol ze základních jednotek SI a umožnit jeho použití na stejné úrovni jako jednotky SI jako speciální jednotku hmotnosti vhodnou pro chemické výpočty.
Ruská standardní základna má 114 státních norem a více než 250 sekundárních norem FV jednotek. Z nich 52 se nachází na VNIIM pojmenovaném po. D.I. Mendělejev (S.-Pb.), vč. normy m, kg, A, K, rad; 25 - ve VNIIFTRI (fyzikálně-technická a radiotechnická měření, Moskva, včetně etalonů jednotek času a frekvence; 13 - ve VNIIFTRI opticko-fyzikálních měření, včetně kandel; respektive 5 a 6 - ve Výzkumném ústavu Uralu a Sibiře metrologie.
Co jsou odvozené jednotky SI?
Odvozená jednotka soustavy jednotek fyzikálních veličin - jednotka derivace fyzikální veličiny soustavy jednotek, vytvořená podle rovnice spojující ji se základními jednotkami nebo se základními a již definovanými derivacemi.
Odvozené jednotky SI jsou tvořeny ze základních, přídavných a dříve vytvořených odvozených jednotek SI pomocí rovnic spojení mezi fyzikálními veličinami, ve kterých jsou číselné koeficienty rovny jednotě. K tomu jsou veličiny na pravé a levé straně vazebné rovnice považovány za rovné jednotkám SI. Například pro derivační jednotku rychlosti, určenou z rovnice v = L/T, napište rovnici jednotek [v] = [L] / [T] a místo symbolů L a T dosaďte jejich jednotky ( 1 ma 1 s) a dostaneme [V ] = 1 m/1 s = 1 m/s. To znamená, že jednotkou rychlosti SI jsou metry za sekundu. Odvozené jednotky mohou být pojmenovány po slavných vědcích. Tedy rovnice pro vztah mezi veličinami pro určení jednotky tlaku je p=F/S, rovnice pro vztah mezi jednotkami tlaku, síly a plochy je [p]= [F]/[S]. Nahrazuje místo toho F a S jednotek těchto veličin v SI (1 N a 1 m 2), získáme [p] = 1 N/ 1 m 2 = 1 N/m 2. Tato jednotka dostala jméno pascal (Pa) podle francouzského matematika a fyzika Blaise Pascala.
Co jsou násobky a podnásobky? a jaká jsou pravidla pro jejich tvorbu?
Na XI Generální konferenci pro váhy a míry bylo spolu s přijetím SI přijato 12 násobných a subnásobných prefixů, ke kterým byly na následujících konferencích přidány nové. Předpony umožnily tvořit desetinné násobky a podnásobky jednotek SI.
Více jednotek fyzikální veličiny jednotka fyzikální veličiny, která je celočíselný početkrát větší než systémová nebo nesystémová jednotka. Například jednotka délky 1 km (kilometr) = 10 3 m, tedy násobek metru; frekvenční jednotka 1 MHz (megahertz) = 10 6 Hz, násobek hertzů; jednotka aktivity radionuklidu 1 MBq (megabecquerel) = 10 6 Vk, násobek becquerel.
Dílčí jednotka fyzikální veličiny - jednotka fyzikální veličiny, která je celé číslo mnohokrát menší než systémová nebo nesystémová jednotka.
Názvy vícenásobných a vícenásobných jednotek se tvoří pomocí předpon uvedených v tabulce 3.
Tabulka 3 - Faktory a předpony jednotek SI
Co je to „nesystémová jednotka fyzikální veličiny“?
Nesystémová jednotka fyzikální veličiny - jednotka pohybové aktivity, která není zahrnuta v žádném z přijatých systémů jednotek. Nesystémové jednotky fyzikálních veličin se ve vztahu k jednotkám SI dělí na čtyři typy: přijatelné na stejné úrovni jako základní jednotky; schváleno pro použití ve speciálních oblastech; zastaralý (neplatný); dočasně povoleno.
K nesystémovým jednotkám povoleným na úrovni jednotek SI , odkazovat: tuna - jednotka hmotnosti; stupeň, minuta, sekunda - jednotka rovinného úhlu; litr - jednotka kapacity; minuta, den, týden, měsíc, rok, století - jednotky času.
Nesystémové jednotky povolené pro použití ve speciálních oborech zahrnují: ve fyzice - elektronvolt; v zemědělství - hektar; v astronomii - světelný rok; v optice - dioptr.
Nesystémové jednotky, dočasně používané spolu s jednotkami SI, zahrnují: v námořní navigaci: - námořní míli - jednotku délky; uzel - jednotka rychlosti; u drahých kamenů je jednotkou hmotnosti karát; v ostatních oblastech: otáčky za minutu (ot/min) - jednotka rychlosti otáčení; bar (bar) je jednotka tlaku.
Dočasně používané jednotky musí být (a jsou) vyřazeny z používání v souladu s mezinárodními dohodami.
Mezi nesystémové jednotky stažené z používání patří: kilogram-síla - jednotka síly, hmotnost; centner - jednotka hmotnosti; koňská síla - jednotka výkonu atd.
co je měření?
Měření fyzikální veličiny je soubor operací pro použití technického prostředku, který uchovává jednotku fyzikální veličiny, zajišťující nalezení vztahu (explicitního i implicitního) měřené veličiny s její jednotkou a získání hodnoty této veličiny.
Výsledek měření je zapsán ve formě obecné rovnice měření:
Q meas = n [Q],
kde Q meas - měřená fyzikální veličina; p - počet jednotek; [Q] - jednotka fyzikální veličiny.
Poznámka. Protože se neměří pouze fyzikální veličiny, existuje další výklad pojmu „měření“. Měření je soubor operací prováděných za účelem určení hodnoty veličiny. Zde se definice pojmu „měření“ neomezuje na zjištění hodnoty fyzikální veličiny, není zde zmínka o technických prostředcích. Tento výklad pojmu je vhodný pro fyzikální i nefyzikální veličiny. V důsledku toho mohou být různé typy kvantitativního hodnocení veličin klasifikovány jako měření.
Jak jsou měření klasifikována?
Se vší rozmanitostí měření je lze klasifikovat podle šesti kritérií.
Na základě 1. kritéria závislosti měřené hodnoty na čase se měření dělí na statická a dynamická.
Statické měření měření PV, které se provádí v souladu s konkrétním měřicím úkolem, aby bylo konstantní po celou dobu měření. Například měření stejnosměrného napětí elektrického proudu. Měření velikosti pozemku.
Dynamické měření - měření fyzikální veličiny, která se liší velikostí. Například měření výšky klesajícího letadla, tedy s plynulou změnou velikosti měřené hodnoty; měření střídavého napětí elektrického proudu.
Na základě kritéria 2 - přesnosti výsledků měření se měření dělí na stejně přesná a nestejně přesná.
Stejná přesnost měření - měření veličin prováděná měřícími přístroji stejné přesnosti, za stejných podmínek, stejným operátorem, se stejnou pečlivostí a stejným počtem měření.
Nestejné míry - měření veličiny prováděná měřícími přístroji, které se liší přesností, za různých podmínek, různými operátory, s různým počtem měření. K tomu, aby byly výsledky měření nestejné, často stačí přítomnost některého z uvedených faktorů.
Na základě 3 podmínek, které určují přesnost výsledku, se měření dělí na technická a metrologická.
Technická měření měření pomocí pracovních měřicích přístrojů. Technická měření se provádějí za účelem sledování a řízení technologických procesů, vědeckých experimentů, diagnostiky nemocí a podobně. Příkladem technických měření je měření rychlosti autobusu, letadla, tedy jakéhokoli pohybujícího se tělesa.
Metrologická měření Jedná se o měření prováděná pomocí etalonů a standardních měřicích přístrojů za účelem reprodukce jednotek fyzikálních veličin nebo přenosu jejich velikosti na pracovní měřicí přístroje. Například ověřování nebo kalibrace pracovních závaží 2. třídy přesnosti podle ověřovacího schématu se provádí etalonovými závažími 1. kategorie na vahách 1. kategorie. Taková měření se provádějí za účelem stanovení přesnosti etalonů a pracovních měřicích přístrojů, to znamená, že jsou metrologická. Metrologická měření se dělí na měření nejvyšší možné přesnosti a kontrolní a ověřovací měření.
Na základě kritéria 4, počtu měření provedených k získání výsledku, se měření dělí na jednoduchá (běžná) a vícenásobná (statistická).
Jedno měření Jedná se o jednorázové měření. Například, měření určitého okamžiku v čase pomocí hodin.
Vícenásobná měření Jedná se o měření stejné fyzikální veličiny konstantní velikosti, jehož výsledek je získán z několika po sobě jdoucích měření, tedy měření sestávající z řady jednotlivých měření. Výsledek více měření se obvykle bere jako aritmetický průměr výsledků jednotlivých měření zahrnutých v sérii. Měření se považuje za vícenásobné, pokud je počet jednotlivých měření n > 4.
Na základě 5. kritéria - způsobu získání výsledku (podle typu) se měření dělí na přímá, nepřímá, kumulativní a společná.
Přímé měření Jedná se o měření, při kterém se požadovaná hodnota fyzikální veličiny získává přímo z experimentálních dat. Například měření rychlosti aut rychloměrem, měření úhlu úhloměrem, měření proudu ampérmetrem.
Nepřímé měření je stanovení fyzikální veličiny na základě výsledků přímých měření jiných fyzikálních veličin, které funkčně souvisejí s požadovanou veličinou. Například délku přepony pravoúhlého trojúhelníku (c) lze určit přímým měřením dvou větví (a a b), které jsou matematicky vztaženy k přeponě podle vzorce:
Souhrnná měření Jedná se o měření několika stejnojmenných veličin prováděných současně. V tomto případě jsou požadované hodnoty veličin určeny řešením soustavy rovnic získaných měřením těchto veličin v různých stavech.
Společná měření Jedná se o měření dvou nebo více neidentických veličin prováděných současně za účelem určení vztahu mezi nimi.
Základní rovnice pro kumulativní a společná měření mají tvar:
Kde na 1 ...y n- požadovaná množství;
x 1 ...X m- parametry nebo veličiny stanovené na základě přímého nebo nepřímého měření;
F 1 ... F n- známé komunikační funkce.
je znám funkční vztah formy:
to znamená, že vztah mezi odporem R t při jakékoli teplotě, složkami R 0 při t = 0 a konstantními koeficienty a je znám.
Se třemi známými hodnotami t1, t2, t3 měřeno R tl , R t 2 , R t 3 .
Sestavme rovnice:
Výsledný systém rovnic je vyřešen, protože počet rovnic je roven počtu neznámých.
Podle charakteristiky 6, způsobu vyjadřování výsledků měření, se měření dělí na absolutní a relativní.
Absolutní měření je měření založené na přímém měření jedné nebo více veličin ve svých jednotkách.
Pojem absolutní měření se používá jako opak pojmu relativní měření.
Relativní rozměr měření poměru veličiny ke stejnojmenné veličině, která hraje roli jednotky, nebo měření změny veličiny ve vztahu ke stejnojmenné veličině, brané jako výchozí.
Například měření síly elektrického proudu ampérmetrem, kdy je výsledek měření vyjádřen v jednotce naměřené hodnoty (v ampérech), je přímé měření.
Měření hmotnosti na dvoumiskové váze, jejíž hodnota je větší než mez měření na váze, je relativní. Na váze se zobrazí údaj odpovídající rozdílu mezi naměřenou hmotností a hmotností původní hmotnosti, která je menší než vážená hmotnost, nainstalované na závaží.
Jaký je vztah mezi pojmy „technika“, „metoda“ a „princip“ měření?
Každý měřicí proces, bez ohledu na účel jeho realizace a konečný výsledek, se skládá z těchto hlavních etap: příprava na měření, provedení měření, zpracování výsledků měření. Aby byla zajištěna správná kvalita měření, musí být každá etapa procesu měření provedena v souladu se stanovenými pravidly, která jsou stanovena metodikou měření.
Postup měření jedná se o stanovený soubor operací a pravidel při měření, jejichž realizace zajišťuje získání potřebných výsledků měření v souladu s danou metodou.
Technika měření zahrnuje: analýzu úlohy měření; volba principu, metody a měřicího přístroje; příprava měřicího přístroje k provozu; požadavky na podmínky měření; provádění měření s uvedením jejich počtu; zpracování výsledků měření včetně výpočtu, zavedení korekcí a způsobů vyjádření chyb.
Obvykle je technika měření regulována nějakým regulačním a technickým dokumentem. Mnoho měřicích technik je sjednoceno, protože jejich sjednocení je důležité pro zajištění jednotnosti měření.
Volba principu a způsobu měření se provádí na základě rozboru měřicí úlohy, ve kterém jsou řešeny následující otázky: jaké fyzikální veličiny a parametry objektu se mají měřit; jakou přesnost by měl mít výsledek měření; v jaké formě má být prezentován, aby odpovídal účelu měřícího úkolu.
Princip měření Jedná se o fyzikální jev nebo efekt, který tvoří základ pro měření pomocí jednoho nebo druhého typu měřicího přístroje.
Například podle Seebeckova jevu vzniká termoemf v uzavřeném elektrickém obvodu tvořeném dvěma odlišnými vodiči. stejnosměrný proud, úměrný rozdílu teplot mezi konci pájených vodičů. Velikost tohoto termoemf. může být reprezentováno funkcí E ab= F(t A- t b) , Kde t A A t b teplota konců pájených vodičů A A V. Tento fyzikální jev je základem pro měření teploty termočlánky.
Metoda měření čt technika nebo soubor technik pro porovnávání měřené fyzikální veličiny s její jednotkou v souladu s implementovaným principem měření. Měřicí metody jsou metody řešení problémů měření, vyznačující se svým teoretickým zdůvodněním a vývojem základních technik používání měřicích přístrojů. Metody měření jsou velmi rozmanité. Jejich vzhled je způsoben vědeckým a technologickým pokrokem.
Klasifikace hlavních metod měření je znázorněna na obrázku 5. Klasifikačním znakem v tomto rozdělení metod měření je přítomnost nebo nepřítomnost míry během měření. V tomto ohledu se metody měření dělí na metodu přímého hodnocení a metodu porovnání s mírou.
Metoda přímého hodnocení (počítání) metoda měření, při které se hodnota PV zjišťuje přímo ze čtecího zařízení měřicího přístroje (obrázek 6).
Srovnávací metoda s mírou metoda měření, při které se naměřená hodnota porovnává s hodnotou reprodukovanou měřením.
Srovnávací metoda v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti při porovnávání rozdílu mezi naměřenou hodnotou a hodnotou reprodukovanou měřením se dělí na nulovou a diferenciální metodu.
Metoda nulového měření metoda porovnání s mírou, při které je výsledný vliv vlivu měřené veličiny a míry na srovnávací zařízení vynulován (obrázek 7).
Metoda diferenciálního měření způsob měření, při kterém se měřená veličina porovnává s homogenní veličinou se známou hodnotou, která se zpočátku liší od měřené veličiny, a při níž se měří rozdíl mezi těmito dvěma veličinami.
Měření pomocí nulových a diferenciálních metod lze provádět pomocí metod opozice, substituce a koincidence.
Metoda opozice metoda porovnávání s mírou, ve které naměřená hodnota a hodnota reprodukovaná mírou současně ovlivňují srovnávací prostředky, pomocí kterých je stanoven vztah mezi těmito hodnotami (obrázek 8, a).
Substituční metoda - metoda porovnávání s mírou, při které je měřená veličina nahrazena mírou známé veličiny (obrázky 7, b a 8, b).
Koincidenční metoda (vernierova metoda) - metoda porovnávání s mírou, při které se rozdíl mezi naměřenou hodnotou a hodnotou reprodukované míry měří pomocí shody značek stupnice nebo periodických signálů.
Metoda přímého hodnocení.
Hmotnost zatížení X je určena na základě transformace měření na základě hodnoty - deformace pružiny.
Obrázek 6. Schéma měření přímého posouzení.
Metody srovnání s mírou.
Zátěž X je vyvážena závažím.
Obrázek 7. Schémata měření nulové metody:
a) způsob opozice; b) substituční metoda.
Obrázek 8. Schémata diferenciálního měření:
Z diagramů na obrázcích 7 a 8 vyplývá, že charakteristickým rysem těchto metod je současné ovlivnění měřené veličiny a míry. U substituční metody působí na měřicí přístroj střídavě měřená veličina (předmět měření) a míra.
2 . Podmínky měření
Za jakým účelem a jak jsou podmínky měření standardizovány?
Při měření se spolu s měřenou fyzikální veličinou podílejí i další fyzikální faktory, jejichž působení může zkreslit výsledek měření. Tyto doprovodné veličiny se nazývají ovlivňující veličiny a patří mezi ně především: okolní teplota, atmosférický tlak, vlhkost, amplituda a frekvence kmitů při vibraci, napětí a frekvence střídavého proudu, magnetická indukce atd. Během procesu měření je změna hodnot ovlivňujících veličin krajně nežádoucí, protože to vede ke snížení přesnosti měření.
Pro zvýšení přesnosti měření jsou hodnoty ovlivňujících veličin normalizovány. V tomto případě je pro každý typ měření stanoven soubor ovlivňujících veličin a jejich hodnot.
Následující jsou akceptovány jako normální hodnoty některých ovlivňujících veličin:
teplota okolního vzduchu (20±2) °C;
barometrický tlak (101,325+3,3) kPa;
Napájecí napětí (22010) V,
Frekvence střídavého proudu (505) Hz atd.
Základní (mezní) chyba měřicích přístrojů se obvykle počítá pro normální hodnoty ovlivňujících veličin, jsou jim uvedeny výsledky měření prováděných za různých podmínek.
Hranice normálních hodnot ovlivňujících veličin jsou určeny GOST 8.395-80 „Normální podmínky pro ověřování“.
Běžné podmínky pro použití měřicích přístrojů nejsou provozními podmínkami. Pro každý typ měřidla stanovují normy nebo technické specifikace rozšířený (pracovní) rozsah hodnot ovlivňujících veličin, v rámci kterého je hodnota dodatečné chyby normalizována.
Pracovní rozsah ovlivňujících veličin se bere například:
Okolní teplota od 5 do 50 °C (-50 až +50 °C);
Relativní vlhkost od 30 do 80 % (nebo od 30 do 98 %);
Napájecí napětí od 187 do 242V atd.
V pracovních podmínkách se mohou vyskytovat vnější jevy, vliv
který neovlivňuje přímo odečty přístroje (výstupní signál převodníku), ale může způsobit poškození a nefunkčnost jednotek měřicího přístroje (agresivní plyny, prach, voda atd.). Před působením těchto faktorů jsou měřicí přístroje chráněny ochrannými pouzdry, kryty apod. Kromě toho mohou na měřicí přístroje působit vnější mechanické síly (vibrace, otřesy, otřesy), což vede ke zkreslení jejich údajů a nemožnosti hlášení. Měřicí přístroje pracující pod mechanickým vlivem jsou chráněny speciálními zařízeními před destruktivními účinky nebo zvyšují jejich pevnost.
Podle stupně ochrany před vnějšími vlivy a odolnosti vůči nim se zařízení a měniče dělí na běžné, vibrační, prachotěsné, odolné proti stříkající vodě, hermetické, plynotěsné, nevýbušné atd. To umožňuje zvolit SI ve vztahu k provozním podmínkám.
Co jsou měřicí přístroje?
Měřicí přístroj - jedná se o technický prostředek (nebo soubor technických prostředků) určený pro měření, mající normalizované technické vlastnosti, které reprodukují a/nebo uchovávají jednu nebo více fyzikálních veličin, jejichž rozměry se po známou dobu považují za nezměněné (mezi interval ověřování).
Když mluvíme o měřicích přístrojích, používají tyto pojmy: typ SI, typ SI.
Pohled měřicí přístroje - soubor měřicích přístrojů určených k měření daného typu FV.
Typ měřicí přístroje - soubor měřicích přístrojů pro stejný účel, založených na stejném principu činnosti, se stejnou konstrukcí, vyrobených podle stejné technické dokumentace, ale s různými modifikacemi (například s různými mezemi měření). Typ měřidla může zahrnovat několik typů, typ může zahrnovat několik modifikací.
Klasifikace měřicích přístrojů může být provedena podle různých kritérií. V metrologii se měřidla obvykle klasifikují podle typu, principu činnosti a metrologického účelu (obrázek 10).
Všechny měřicí přístroje jsou rozděleny do dvou typů: opatření a měřicí zařízení. Ty se zase v závislosti na formě prezentace naměřených informací dělí na měřicí převodníky, měřicí přístroje, měřicí zařízení a měřicí systémy.
Opatření - měřicí přístroj určený k reprodukci a/nebo ukládání PV jedné nebo více specifikovaných velikostí, jejichž hodnoty jsou vyjádřeny v konvenčních jednotkách a jsou známy s požadovanou přesností. Rozlišují se následující typy opatření:
- jednoznačné opatření- míra, která reprodukuje fyzickou veličinu jedné velikosti (například závaží o hmotnosti 1 kg);
- vícehodnotová míra- míra, která reprodukuje fyzikální veličinu různé velikosti (například úsečková míra délky - pravítko);
- soubor opatření- soubor měr různých velikostí téže fyzikální veličiny, určený k měření v praxi, a to jak jednotlivě, tak v různých kombinacích (například soubor koncových měr);
- opatření obchodu- soubor opatření konstrukčně sdružených do jediného zařízení, které obsahuje zařízení pro jejich spojování v různých kombinacích (například zásobník elektrických odporů).
Převodník - měřicí přístroj používaný k převodu měřené veličiny na jinou veličinu nebo měřený signál, vhodný pro zpracování, ukládání, další transformace, zobrazování nebo přenos, ale nepřístupný přímému vnímání pozorovatelem.
Metr - měřicí přístroj určený ke generování signálu o hodnotě měřené fyzikální veličiny ve stanoveném rozsahu ve formě přístupné přímému vnímání pozorovatelem.
Nastavení měření - soubor funkčně kombinovaných měřidel, měřicích přístrojů, měřicích převodníků a dalších zařízení určených k měření jedné nebo více fyzikálních veličin a umístěných na jednom místě.
Měřicí zařízení se obvykle používají při vědeckém výzkumu prováděném v laboratořích, při kontrole kvality a v metrologických službách ke stanovení metrologických charakteristik měřicích přístrojů. Jsou navrženy tak, aby zobrazovaly informace o měření ve formě vhodné pro přímé vnímání operátorem.
Měřicí systém - soubor funkčně kombinovaných měřidel, měřicích přístrojů, měřicích převodníků, počítačů a jiných technických prostředků umístěných na různých místech řízeného objektu za účelem měření jedné nebo více fyzikálních veličin charakteristických pro tento objekt a určených pro generování měřicích signálů ve formě vhodné pro přenos, skladování, zpracování a použití v automatických řídicích systémech.
Podle účelu se měřící systémy dělí na měřící informační, měřící kontrolní, měřící řídící, měřící výpočetní atd. Příkladem je měřící systém tepelné elektrárny, obsahující velké množství měřících kanálů, jejichž senzory jsou rozmístěny v prostoru ve značné vzdálenosti od sebe.
Jaké jsou hlavní části měřicích zařízení?
Měřicí přístroje (MD) se skládají z prvků, které plní funkce převodu vstupního signálu podle formy nebo druhu energie, zklidnění kmitů, ochrany před rušivými poli, spínání obvodů, prezentace, zpracování informací atd.
Mezi měřicí zařízení patří:
- konverzní prvek, ve kterém dochází k jedné z řady kvantitativních transformací;
- měřicí obvod- soubor prvků měřicího přístroje, které tvoří souvislou cestu měřicího signálu jednoho PV od vstupu k výstupu; (pro měřicí systém se nazýval měřicí kanál);
- snímací prvek- část měřicího převodníku v měřicím obvodu, která vnímá vstupní měřicí signál;
- měřící mechanismus- soubor prvků měřicího přístroje, které zajišťují potřebný pohyb ukazatele (šipka, světelný bod atd.). Například u milivoltmetru se měřicí mechanismus skládá z permanentního magnetu a pohyblivého rámu;
- indikační zařízení- sada prvků měřicího přístroje, které poskytují vizuální vnímání hodnot měřené veličiny nebo veličin s ní spojených;
- ukazatel- část indikačního zařízení, jejíž poloha vzhledem ke značkám stupnice určuje údaje měřicího přístroje. Ukazatelem může být šipka, světelný paprsek, povrch sloupce kapaliny v teploměru atd.
- záznamové zařízení- soubor prvků měřicího přístroje, který zaznamenává hodnotu měřené veličiny nebo s ní spojené.
Jaká jsou bloková schémata měřicích zařízení?
Pro usnadnění analýzy různých propojení měřicích zařízení mezi sebou a s prostředky autonomního řízení je jakékoli měřicí zařízení považováno za převodník pro převod vstupního signálu (vstupní akce) X na výstupní signál (odezva) Y.
Na obrázku 10 jsou bloková schémata měřicích přístrojů založených na metodě přímé transformace (a) - přímé působení a inverzní transformace (srovnání) (b) - vyrovnávací nebo kompenzační transformace. Blokové schéma konkrétního zařízení je zcela určeno metodou převodu.
Obrázek 10 - bloková schémata měřicích zařízení: a) přímý převod; b) inverzní transformace (srovnání)
Měřicí zařízení založené na metodě přímého převodu funguje následovně. Měřená veličina X vstupuje do citlivého prvku 1, kde se převádí na jinou fyzikální veličinu vhodnou pro další použití (proud, napětí, tlak, posuv, síla), a vstupuje do mezičlánku 2, který obvykle buď zesiluje příchozí signál, nebo převádí to podle formy. Někdy může prvek 2 chybět. Výstupní signál prvku 2 je přiváděn do měřicího mechanismu 3, jehož pohyb prvků je zjišťován pomocí čtecího zařízení 4. Výstupní signál Y (čtení), generovaný měřicím mechanismem, lze vnímat lidskými smysly. .
Charakteristickým rysem srovnávacích zařízení je přítomnost negativní zpětné vazby (obrázek 10, b). Signál Z vycházející z výstupu snímacího prvku je přiváděn do srovnávacího převodního prvku 5 (porovnávací prvek), který je schopen porovnat dvě veličiny přijímané na svém vstupu. Na vstup prvku 5 je kromě Z přiváděn srovnávací signál úrovně Z s opačným znaménkem, který je generován na výstupu inverzního převodního prvku 6. Na výstupu prvku 5 je generován signál, který je úměrný rozdíl v hodnotách úrovně Z Z. Vstupuje do mezilehlého transformačního prvku 2, jehož výstupní signál je posílán současně do měřicího mechanismu 3 a na vstup prvku 6. V závislosti na typu mezitransformací prvku 2 je pro každou hodnotu měřeného parametru a odpovídající Hodnota Z, rozdíl (Z Zur) přijatý na vstupním prvku 5, může být snížen na 0 nebo může mít nějakou malou hodnotu úměrnou naměřené hodnotě.
Jaké prvky čtecích zařízení se používají k získávání odečtů z měřicích přístrojů?
Údaj je hodnota veličiny nebo čísla na indikačním zařízení měřicího přístroje, vyjádřená v akceptovaných jednotkách této veličiny. Čtecím zařízením je digitální displej, nebo častěji váha s ukazatelem. Pro zařízení pro čtení stupnice je obvyklé používat řadu konceptů znázorněných na obrázku 11.
Měřítkoměřicí přístroje- část indikačního zařízení, což je uspořádaná řada značek spolu s číslováním, které je k nim přiřazeno. Značky mohou být aplikovány rovnoměrně nebo nerovnoměrně v závislosti na typu stupnice.
Značka stupnice- znak na stupnici měřicího přístroje (čárka, zub, tečka atd.), tvořící určitou hodnotu fyzikální veličiny.
Obecné vlastnosti měřicích přístrojů, klasifikace chyb. Monitorování stejnosměrných a střídavých proudů a napětí. Digitální převodníky a přístroje, elektronické osciloskopy. Měření časově-frekvenčních parametrů signálů telekomunikačních systémů.
průběh přednášek, přidáno 20.05.2011
Střední kvadratická chyba výsledku měření. Stanovení intervalu spolehlivosti. Systematická chyba při měření veličiny. RMS hodnota napětí. Metoda nepřímých měření. Aplikace digitálních měřičů frekvence.
test, přidáno 30.11.2014
Základy teorie chyb. Oprava systematické chyby. Aritmetický průměr série nezávislých měření napětí. Měření proudu a napětí. Relativní chyba pulsu. Aplikace katodového osciloskopu.
test, přidáno 17.01.2012
Zpracování řady fyzikálních měření: systematická chyba, interval spolehlivosti, přítomnost hrubé chyby (miss). Nepřímá měření veličin s matematickou závislostí, teplotní koeficienty magnetoelektrického systému.
test, přidáno 17.06.2012
Měření fyzikálních veličin a klasifikace chyb. Stanovení chyb v přímých a nepřímých měřeních. Grafické zpracování výsledků měření. Stanovení poměru měrných tepelných kapacit plynů Clémentovou a Desormesovou metodou.
tréninkový manuál, přidáno 22.06.2015
Přímé a nepřímé typy měření fyzikálních veličin. Absolutní, relativní, systematické, náhodné a aritmetické střední chyby, směrodatná odchylka výsledku. Odhad chyby ve výpočtech provedených posuvnými měřítky.
test, přidáno 25.12.2010
Podstata fyzikální veličiny, klasifikace a charakteristika jejích měření. Statická a dynamická měření fyzikálních veličin. Zpracování výsledků přímých, nepřímých a společných měření, standardizace formy jejich prezentace a posouzení nejistoty.
práce v kurzu, přidáno 3.12.2013
Klasifikace měřicích přístrojů. Koncepce struktury standardních opatření. Jediný obecně uznávaný systém jednotek. Studium fyzikálních základů elektrických měření. Klasifikace elektrických měřicích zařízení. Digitální a analogové měřicí přístroje.
abstrakt, přidáno 28.12.2011
Měření fyzikální veličiny jako soubor operací pro použití technického prostředku, který ukládá jednotku fyzikální veličiny. Vlastnosti klasifikace měření. Rozdíly mezi přímým, nepřímým a agregovaným měřením. Metody srovnání a odchylek.
prezentace, přidáno 8.2.2012
Strukturální klasifikační model jednotek, typů a prostředků měření. Typy chyb, jejich hodnocení a zpracování v Microsoft Excel. Stanovení třídy přesnosti routeru, magnetoelektrického zařízení, infračerveného teploměru, přenosné váhy.
Myšlenka fyzikální veličiny je úplná pouze tehdy, když je měřena. Potřeba měřit PV vznikla v rané fázi poznání přírody a rostla s rozvojem a složitostí lidské výroby a vědeckých činností. Požadavky na přesnost měření EF se neustále zvyšují.
Změřte fyzikální veličinu- znamená porovnání s homogenní veličinou, běžně akceptovanou jako měrná jednotka.
Existují dva způsoby, jak změřit neznámou fyzikální veličinu:
A) Přímé měření nazývané měření, při kterém se hodnota PV určuje přímo ze zkušenosti. Mezi přímá měření patří například měření hmotnosti pomocí stupnice, teploty teploměrem a měření délky pomocí měřítka.
b) Nepřímé měření je měření, při kterém se požadovaná hodnota PV zjistí přímým měřením jiných PV na základě známého vztahu mezi nimi. Nepřímým měřením je například stanovení hustoty ρ látek přímým měřením objemu PROTI a mše m těla.
Jsou volány konkrétní implementace stejného PV homogenní množství. Například vzdálenost mezi zorničkami vašich očí a výška věže Ostankino jsou konkrétní realizace stejné PV - délky a jde tedy o homogenní veličiny. Hmotnost mobilního telefonu a hmotnost jaderného ledoborce jsou také homogenní fyzikální veličiny.
Homogenní PV se od sebe liší velikostí. Velikost PV je kvantitativní obsah vlastnosti v daném objektu odpovídající pojmu „fyzikální veličina“. Velikosti homogenních fyzikálních veličin různých objektů lze vzájemně porovnávat.
Zdůrazněme významný rozdíl mezi fyzikálními veličinami a jednotky jejich měření. Pokud naměřená hodnota PV odpovídá na otázku „kolik?“, pak měrná jednotka odpovídá na otázku „co?“ Některé jednotky měření lze reprodukovat ve formě jakýchsi těles nebo vzorků (závaží, pravítka atd.). Takové vzorky se nazývají opatření. Měření prováděná s nejvyšší aktuálně dosažitelnou přesností se nazývají standardy.
Hodnota fyzikální veličiny je ohodnocení fyzikální veličiny ve formě určitého počtu jednotek přijatých pro ni. Základní měrné jednotky jsou libovolné měrné jednotky pro několik veličin (na sobě nezávislé), se kterými jsou všechny ostatní v určité souvislosti. Je třeba rozlišovat věrný A nemovitý hodnoty fyzikální veličiny.
Skutečný význam EF je ideální hodnota EF, existující objektivně bez ohledu na osobu a způsoby jejího měření. Skutečný význam PV je nám však zpravidla neznámý. A jen přibližně s určitou přesností to lze poznat měřením.
Skutečná hodnota PV je hodnota zjištěná experimentálně – měřením. Míra přiblížení skutečné hodnoty PV skutečné hodnotě závisí na dokonalosti použitých technických měřicích přístrojů.
Měření EF jsou založena na různých fyzikálních jevech. Například tepelná roztažnost těles se využívá k měření teploty, jevu gravitace se využívá k měření hmotnosti těles vážením atp. Soubor fyzikálních jevů, na kterých jsou měření založena, se nazývá princip měření .
Mezi měřicí přístroje patří míry, měřicí přístroje atd.
Metr je měřicí přístroj určený ke generování signálu měření informace ve formě přístupné pro přímé vnímání osobou. Mezi měřicí přístroje patří ampérmetr, dynamometr, pravítko, váhy, tlakoměry atd.
Kromě základních fyzikálních veličin ve fyzice existují odvozené fyzikální veličiny, které lze vyjádřit prostřednictvím těch základních. K tomu je nutné zavést dva pojmy: dimenze derivační veličiny a definující rovnice. Odvozené jednotky se získávají ze základních pomocí rovnic souvislosti mezi odpovídajícími veličinami.
Citlivost měřících přístrojů – Měřicí přístroje se vyznačují citlivost. Citlivost měřicího zařízení je rovna poměru lineárního (Dl) nebo úhlového (Da) pohybu ukazatele signálu na stupnici zařízení ke změně DX měřené hodnoty X, která jej způsobila Citlivost určuje minimum naměřená hodnota PV pomocí tohoto zařízení.
