Nazad napred
Pažnja! Pregledi slajdova služe samo u informativne svrhe i možda ne predstavljaju sve karakteristike prezentacije. Ako ste zainteresovani za ovaj rad, preuzmite punu verziju.
“Nauka počinje čim počnu mjeriti. Tačna nauka je nezamisliva bez mjere.
U prirodi, mjera i težina su glavni instrumenti znanja.”
/D.I.Mendeljejev/
a) edukativni
učenik mora naučiti:
Pojam fizičke veličine i mjernih jedinica;
Metode mjerenja fizičkih veličina;
Algoritam za određivanje cijene podjele i greške.
b) razvoj
student mora biti u stanju da:
Odrediti cijenu podjele i očitanja mjernih instrumenata;
Zabilježite rezultate mjerenja uzimajući u obzir greške.
c) obrazovni:
odgoj patriotizma i građanstva uz proučavanje historijskih aspekata teme; razvoj komunikacije u procesu zajedničkih aktivnosti.
Struktura lekcije:
| № | Faza lekcije | Oblik aktivnosti | Vrijeme |
| 1 | Organizacioni momenat | Stvaranje radnog okruženja | 1-2 min. |
| 2 | Provjera domaćeg | Test | 5 minuta. |
| 3 | Ažuriranje znanja | Eksperimentiraj | 5 minuta |
| 4 | Istraživanje novog mesnog materijala | Heuristički razgovor, gledanje fragmenta filma, rad sa fizičkim instrumentima i karticama | 20 minuta. |
| 5 | Konsolidacija | Samostalno rješavanje zadataka na temu | 10 min. |
| 6 | Refleksija | Odgovori na pitanja | 2-3 min. |
Oprema:
- Multimedijski projektor za demonstriranje prezentacija;
- tri čaše tople, tople i hladne vode za eksperiment,
- ravnalo, olovka, termometar (c = 1° C), čaša.
- individualne edukativne kartice za određivanje cijene podjele čaše i termometra.
Tokom nastave
1) Organizacioni momenat.
2) Provjera domaće zadaće:
Kontrolni test na osnovu materijala sa prethodnog časa (vidi Dodatak br. 1).
3) Ažuriranje znanja.
Hajde da sprovedemo eksperiment. Tri čaše sadrže toplu, toplu i hladnu vodu. Umočite jedan prst lijeve ruke u vruću vodu, držite ga malo i spustite u toplu vodu. Topla voda će vam izgledati...(hladna). Sada umočite prst desne ruke u hladnu vodu, a zatim u toplu vodu. Kako će izgledati voda?... (vruća). Ali voda se nije promenila, zar ne? Šta treba učiniti da se tačno utvrdi kakva je voda u čaši? (u toku razgovora dolazimo do zaključka):
Zaključak: Ponekad nas osjećaji mogu prevariti, pa je jednostavno potrebno izvršiti mjerenja nekih veličina u procesu posmatranja i eksperimenata.
4) Proučavanje novog gradiva.
Ove veličine se nazivaju fizičke, a mnoge su vam već poznate iz matematike i prirodnih nauka (na primjer: dužina, masa, površina, brzina itd.). Mjerenja su izuzetno važna kako u nauci tako i u životu oko nas.
Veliki ruski naučnik D.I. Mendeljejev je rekao ovo: (Slajd 1) „Nauka počinje čim počnu da mere. Tačna nauka je nezamisliva bez mjere. U prirodi, mjera i težina su glavni instrumenti znanja.”
I zato je tema današnje lekcije: "Mjerenje fizičkih veličina"
(Slajd 3). Danas moramo odgovoriti na sljedeća pitanja:
- Zašto su vam potrebna mjerenja?
- Šta je fizička veličina?
- Kako izmjeriti fizičku veličinu?
Već smo odgovorili na prvo pitanje u procesu diskusije o eksperimentu, pa idemo na drugo pitanje:
Šta je fizička veličina?
Vratimo se iskustvu još jednom. Uzmite termometar u ruke, spustite ga u prvu čašu vode, pričekajte malo i recite temperaturu vode. ( u ovoj fazi lekcije ovo mjerenje možda neće biti tačno, ali će nam omogućiti da uvedemo koncept fizičke veličine kao kvantitativne karakteristike objekta)
Sada na isti način izmjerite temperaturu u preostalim čašama. Zapišite rezultate u svoju bilježnicu uzlaznim redoslijedom.
/ Na primjer: 20°, 40°, 60°/
Sada možemo lako odrediti koja je voda koja. Temperatura je određena brojem, a što je veći broj, to je voda toplija. A opštu definiciju možemo zapisati u svesku: (Slajd 4)
Fizička veličina je kvantitativna (numerička) karakteristika tijela ili tvari. Označava se slovima latinične abecede, na primjer:
m – masa, t – vrijeme, l – dužina.
Svaka fizička veličina, osim numeričke vrijednosti, ima mjerne jedinice.
Na primjer: Na omotu čokoladice piše: "Težina 100 g."
Masa je.. (fizička količina)
100 je...(numerička vrijednost)
g - gram je... (mjerna jedinica).
Sada probajte sami:
Moja visina je 164 cm.
Visina (dužina) je... (fizička količina)
164 je.., (numerička vrijednost)
cm je..(jedinica mjere)
Stoga, kada mjerimo količinu, upoređujemo je sa određenim mjernim jedinicama. Hajde da zapišemo definiciju: (Slajd 5)
Izmjeriti fizičku veličinu znači uporediti je sa homogenom vrednošću koja se uzima kao jedinica mere. Sada nam ostaje glavno pitanje: Kako izmjeriti fizičku veličinu? Hajde da vidimo kako su crtani likovi naučili da mere. Morat ćete odgovoriti na pitanja: (Slajd 6).
- Koju su fizičku veličinu mjerili likovi u filmu?
- U kojim jedinicama?
- Čime ste mjerili?
- Da li je tačno? Zašto?
Slajd 7 (pregledavanje fragmenta crtanog filma). Diskusija o odgovorima /povratak na slajd 6/.
Nisu samo Boa Constrictor i njegovi prijatelji naišli na takve poteškoće. Od davnina, Rusija je imala svoje mjerne jedinice za udaljenosti, masu i zapreminu (Slajd 8). I iako ih sada retko koristimo, sačuvane su u poslovicama i izrekama, bajkama i pjesmama. Objasnite značenje ovih izjava. Da biste izbjegli zabunu u mjerenjima. U Rusiji je još u 16. i 17. veku stvoren jedinstven sistem mera za celu zemlju. Godine 1736. Senat je odlučio da formira Komisiju za utege i mjere. Komisija je kreirala uzorne mjere - standarde. Do 1807. godine napravljena su tri aršina standarda (pohranjena u Sankt Peterburgu): kristal, čelik i bakar. Već su bili usklađeni sa engleskim mjerama dužine - stopama i inčima. To je zahtijevala potreba za razvojem trgovinskih odnosa s drugim zemljama - uostalom, već početkom 18. stoljeća u različitim je zemljama bilo 400 jedinica različitih veličina! Kako bi se međusobno dobro razumjeli, kreiran je Međunarodni sistem jedinica (SI) gdje je svakoj veličini dodijeljena vlastita oznaka i mjerna jedinica. (štand “Međunarodni sistem jedinica”) Ovdje su naznačene sve fizičke veličine, a mi ćemo ih proučavati na kursu fizike. Danas obratimo pažnju na ono najvažnije Količine su osnovne i derivativne. Zapišite mjerne jedinice osnovnih fizičkih veličina u svoju bilježnicu:
Masa – kg (kilogram), dužina – m (metar), vrijeme – s (sekunda)
Ali masa se takođe može izmeriti... (u grama, miligrama, tona). Ovo ste već učili na kursu matematike. U kojim jedinicama se mjeri dužina? Vrijeme? SI sistem se naziva decimalni sistem. Sve homogene veličine su međusobno povezane.
1 kilo gram = 1000 (10 3) g 1 kilo metar = 1000 (10 3) m
1 Milli gram = 0,001 g 1 Milli metar = 0,001m
Postoji posebna tabela koja se koristi za pretvaranje mjernih jedinica: (vidi Dodatak 2)
Danas moramo naučiti kako pravilno koristiti mjerne instrumente.
Danas ste već izmjerili temperaturu vode. Dakle, šta trebate izmjeriti? Prvo, morate imati uređaj, a drugo, morate biti u mogućnosti da ga koristite. Poznato ravnalo je uređaj za mjerenje dužine. Temperatura se mjeri drugim uređajem - termometrom.
Mjerni uređaj je uređaj za mjerenje bilo koje fizičke veličine.
(Slajd 9.) Ovdje vidite razne mjerne instrumente: termometar, brzinomjer, vodomjer, manometar.
Svi su veoma različiti, ali imaju sličnosti. Svaki uređaj mora imati skalu s podjelama i brojevima.
Najveća vrijednost na skali naziva se gornja granica, a najmanja donja granica. Navedite ograničenja uređaja koje imate na svom stolu.
Danas smo već izmjerili vašu temperaturu. Sada ćemo pokušati odrediti volumen vode pomoću posebnog uređaja - čaše. Zapremina se mjeri u ml ili kubnim cm. Koliko vode ima u ovoj čaši? / 200 ml/. A sada su spustili kamen u menzuru i bilo je još vode. Koliko? / Odgovori će vjerovatno biti različiti, što će nam omogućiti da uvedemo koncept cijene podjele/
Da biste tačno odgovorili na ovo pitanje, morate odrediti cijena podjele, odnosno vrijednost najmanjeg jaza na skali.
Za ovo vam je potrebno: (slajd 11)
- Odaberite dva najbliža broja (na primjer, 400 ml i 200 ml)
- Pronađite razliku između njih (400 ml - 200 ml = 200 ml)
- Izbrojite broj podjela između njih (10)
- Podijelite razliku s brojem podjela (200 ml: 10 = 20 ml)
Zapišimo formulu za određivanje cijene podjele uređaja:
c = 400 -200/10 = 20 ml
Sada pokušajte sami: (Slajd 12)
Znajući vrijednost podjele, možete odrediti očitanja uređaja. Ako termometar pokaže 5 podjela iznad 25°, a jedno 1°, tada će konačni rezultat biti ... (25°). Medicinski termometar pokazuje jedan podeljak manji od 37°, njegova vrijednost podjela je 0,1°, što znači da je temperatura 36,9°.
Karticom samostalno odredite cijenu podjele termometra ( za one koji su dobro savladali zadatak i brzo obavili zadatak, možete ponuditi zadatke s čašom koristeći iste kartice)
Greška mjerenja.
Sada odredite širinu udžbenika “Fizika 7” i zapišite svoj rezultat u svoju svesku. Hajde da uporedimo vaše mere.
Zašto je udžbenik isti, ali su vrijednosti dužine različite?
/Tokom diskusije dolazimo do zaključka:/
Nažalost, bilo kakva mjerenja imaju greška, odnosno greška (Slajd 13). Greška zavisi i od samog uređaja (instrumentalna greška) i od načina na koji merimo (greška merenja). Je li prikazana greška mjerenja? (delta) i jednaka je polovini cijene podjele:
Greška pokazuje koliko smo pogriješili (gore ili dolje). Stoga se konačni rezultat mjerenja obično piše na sljedeći način:
t = 25°± 0,5° (za prvi termometar)
t = 36,9° ± 0,05° (za drugi termometar)
To znači da se stvarna temperatura kreće od 24,5° do 25,5° za prvi termometar i od 36,85° do 36,95° za drugi.
Sada mi recite: koji će termometar preciznije mjeriti temperaturu?
Zapišimo zaključak u našu bilježnicu:
Što je niža vrijednost podjele, uređaj točnije mjeri.
Mjerenja koja smo danas vršili na času nazivaju se direktnim. Izrađuju se pomoću uređaja. Neke količine se ne mogu odmah odrediti. Na primjer: Kako određujete površinu radnog stola? Tako je, potrebno je izmjeriti dužinu i širinu. Takva mjerenja se nazivaju indirektna.
5. Konsolidacija.
Danas ste na času naučili mnogo novih stvari. Podsjetimo se opet najvažnije stvari:
Šta je to? Mogući odgovori:
Minuta – ... 1. mjerna jedinica
Vaga –... 2. fizička veličina
Vrijeme – ... 3. mjerni uređaj
Balansiranje –... 4. fizički fenomen
Težina - ...
Sada uradimo sljedeće zadatke: (Slajd 14-15)
6. Refleksija:
Nastavite rečenicu:
Sada znam…
A mogu i...
Bilo bi zanimljivo saznati više...
7. Domaći zadatak: (Slajd 16). § 4.5 (udžbenik „Fizika 7“ Peryshkin A.V.)
Književnost
1. Peryshkin A.V. Fizika 7, Prosveta, 2008
2. Kamin A.L. fizika. Razvojni trening. 7. razred, Feniks, 2003
3. Gendenshtein L.E., Kirik L.A., Gelfgat I.M. Zadaci iz fizike za osnovnu školu sa primjerima rješenja, Ilexa, 2005.
4. Khannanov N.K., Khannanova T.A. fizika. Testovi. 7, Drfa, 2005
Zadatak fizičkog eksperimenta je uspostavljanje i proučavanje veza između različitih fizičkih veličina. Štaviše, tokom eksperimenta često je potrebno izmjeriti ove fizičke veličine. Izmjeriti fizičku veličinu znači uporediti je sa identičnom fizičkom veličinom uzetom kao jedinica.
Mjerenje je eksperimentalno određivanje vrijednosti fizičke veličine pomoću mjernih instrumenata. Merni instrumenti obuhvataju: 1) mere (tegove, merne čaše i sl.); 2) merni instrumenti sa skalom ili digitalnim displejom (štoperice, ampermetri, voltmetri i dr.); 3) merno-računarski sistemi, uključujući merne instrumente i računarsku opremu.
Da biste izmjerili fizičku veličinu, morate: 1) odabrati mjernu jedinicu za ovu veličinu; 2) bira mjerne instrumente baždarene u utvrđenim jedinicama sa potrebnom tačnošću; 3) izabrati najprikladniju tehniku merenja; 4) izvrši, koristeći raspoloživa sredstva, merenje date vrednosti; 5) daje ocenu greške dozvoljene u merenjima.
U zavisnosti od načina dobijanja rezultata merenja se dele na ravno I indirektno. Direktno mjerenja se provode pomoću mjernih instrumenata koji direktno određuju vrijednost koja se proučava (na primjer, mjerenje dužine pomoću ravnala, tjelesne težine pomoću vage, vremena pomoću štoperice). Međutim, direktna mjerenja nisu uvijek izvodljiva, zgodna niti imaju potrebnu tačnost i pouzdanost. U ovim slučajevima koristite indirektno mjerenja u kojima se željena vrijednost neke veličine pronalazi poznatim odnosom između ove veličine i veličina čije se vrijednosti mogu pronaći direktnim mjerenjem. Na primjer, zapremina se može izračunati iz izmjerenih linearnih dimenzija objekta, tjelesna masa iz poznate gustine i zapremine, itd. Dakle, vrijednost bilo koje veličine može se dobiti i direktnim i indirektnim mjerenjima. Na primjer, vrijednost otpora žice može se odrediti i pomoću uređaja - ohmmetra, i pomoću proračuna na temelju izmjerenih vrijednosti struje koja teče kroz vodič i pada napona na njemu. Izbor metode za mjerenje fizičke veličine za svaki konkretan slučaj odlučuje se posebno, uzimajući u obzir pogodnost, brzinu dobijanja rezultata, potrebnu tačnost i pouzdanost.
Svaki fizički eksperiment sastoji se od pripreme objekta koji se proučava i mjernih instrumenata, praćenja toka eksperimenta i očitavanja instrumenta, snimanja očitanja i rezultata mjerenja.
Merni instrument naziva se uređaj koji vam omogućava da direktno odredite vrednosti merene veličine.
Svaki mjerni uređaj ima uređaj za očitavanje za prikaz informacija o rezultatima mjerenja. Najjednostavniji uređaj za očitavanje sastoji se od vage i pokazivača.
Scale je skup oznaka primijenjenih preko određene linije. Razmaci između oznaka nazivaju se podjelama skale. Radi lakšeg snalaženja, pojedinačne oznake su izolovane, povećavajući njihovu dužinu ili debljinu, i označene brojevima.
Pointer izveden u obliku strelice ili poteza koji se može kretati duž skale. U nekim uređajima, svjetlosna tačka koja sadrži sliku linije kreće se duž skale.
Postoje uređaji sa digitalnim displejom, kod kojih se informacija o izmerenoj vrednosti daje u obliku broja koji se prikazuje preko posebnog displeja.
Za svaki uređaj možete odabrati interval izmjerene vrijednosti unutar kojeg može sigurno raditi i dati pouzdane rezultate. Ovaj interval se zove radni opseg merenja. Ako je vrijednost koju treba odrediti manja od donja granica radnom opsegu, rezultat mjerenja će biti pregrub ili se očitavanje instrumenta uopće ne može razlikovati od nule. Ako izmjerena vrijednost prelazi gornja granica, tada se uređaj može oštetiti.
Osjetljivost mjerni instrument karakterizira njegova sposobnost da odgovori na male promjene mjerene veličine. Osjetljivost određena je formulom:
=S / x ,
gdje je S kretanje pokazivača uređaja za očitavanje kada se izmjerena vrijednost promijeni za x.
Ako osjetljivost ostane konstantna u cijelom radnom opsegu, tada iste promjene vrijednosti x i na početku i na kraju skale odgovaraju istim kretanjima pokazivača S. U ovom slučaju uređaj ima skala sa istim podjelama, zove se uniforma. Ako osjetljivost uređaja nije konstantna, tada u različitim dijelovima opsega jednake promjene mjerene vrijednosti odgovaraju nejednakim pokretima pokazivača. Pokazalo se da su vage u ovim slučajevima neujednačen.
Po cijenu podjele skale WITH X naziva se promjena mjerene veličine koja uzrokuje da se pokazivač pomjeri za jednu podelu. Pomeranje pokazivača za n takvih podela pokazuje da se izmerena vrednost promenila za x = ns H.
ovo implicira pravilo za određivanje cijene podjele: razliku u vrijednostima izmjerene veličine x, koja odgovara najbližim digitaliziranim oznakama, treba podijeliti sa brojem podjela n između ovih oznaka, tj.
C X = x / n.
Na primjer, brojevi 7 i 8 na učeničkom ravnalu odgovaraju udaljenostima od 7 cm i 8 cm od njegovog početka. Razlika između ovih rastojanja je x = 8 cm –7 cm = 1 cm = 10 mm. Broj podjela između označenih oznaka je n = 10. Dakle,
C X = x / n = 10 mm /10 = 1 mm.
Postoje instrumenti sa neujednačenim skalama, kod kojih se vrijednost podjela mijenja pri prelasku iz jednog dijela skale u drugi. Kao primjer, slika 1 prikazuje skalu ohmmetra. Cijena podjele u području do 0,5 oma je 0,05 oma, u području od 0,5 oma do 2 oma je 0,1 oma. Sami odredite vrijednost podjela u drugim područjima i pročitajte očitanje ohmmetra prikazanog na sl. 1.
At čitanje odbrojavanja instrumentima, trebalo bi da odredite vrednost podela instrumenta u tački na skali gde se nalazi pokazivač.
Za ispravno očitavanje, linija vida treba da bude okomita na ravan skale. Da bi se osiguralo ovo stanje, električni mjerni instrumenti opremljeni su zrcalnom skalom. Linija vida je okomita na skalu ako se hod uređaja za očitavanje poklapa s njegovom slikom u ogledalu.
Redoslijed postavljanja instrumenata i njihovo međusobno povezivanje treba da bude takav da osigura maksimalnu tačnost i pogodnost eksperimenta. U ovom slučaju, postavljanje njihovih nultih vrijednosti na skali ili digitalnom displeju je od najveće važnosti za postizanje točnog rezultata. Rad na neispravnim uređajima nije dozvoljen! Ako oprema pokvari, trebate to odmah prijaviti svom nastavniku ili laboratorijskom asistentu! Prije nego što uključite uređaje, morate se uvjeriti da su ispravno povezani i dobiti dozvolu za njihovo uključivanje od nastavnika.
Posmatranje očitavanja instrumenta treba obaviti tako da skala ili prikaz instrumenta budu jasno vidljivi
Obrazac za bilježenje eksperimentalnih rezultata treba biti jasan i kompaktan. U tu svrhu koriste se tabele date u uputstvima za svaki laboratorijski rad, a upravo u te tabele, koje studenti kopiraju na radni formular, treba evidentirati rezultate, uzimajući u obzir mjerne jedinice i vrijednost podjele. uređaja. Osim toga, ako tražena tačnost rezultata nije unaprijed određena, onda se mora pokušati zapisati rezultat mjerenja s najvećom mogućom preciznošću koju uređaj pruža (tj. zapisati najveći mogući broj značajnih znamenki). Da bi se smanjio broj nula u dobijenim vrijednostima mjerene veličine (one nule koje nisu značajne brojke), prikladno je naznačiti decimalni faktor 10 n za cijeli red ili stupac tablice. Na primjer, potrebno je zabilježiti vrijednosti gustoće tijela (u kg/m3) s točnošću od dvije značajne brojke. Da se ne bi pisale dodatne nule, za ceo red (ili kolonu) tabele u koju se unose vrednosti gustine tela, ispred merne jedinice stavlja se množilac 10 3. Tada će za gustinu vode u odgovarajućoj ćeliji tabele umjesto 1000 biti 1,0. Napominjemo, međutim, da prilikom mjerenja ni po koju cijenu ne biste trebali postići veću tačnost od one koja je potrebna za zadatak koji je u pitanju. Na primjer, ako trebate znati dužinu ploča pripremljenih za proizvodnju kontejnera, onda ne morate mjeriti s točnošću od, recimo, mikrona. Ili, ako je prilikom izvođenja indirektnih mjerenja vrijednost bilo koje mjerene veličine ograničena na određenu tačnost (izraženu određenim brojem značajnih cifara), onda nema smisla pokušavati mjeriti druge veličine s mnogo većom preciznošću. nego ovo.
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod
Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.
1. Osnovni koncepti i definicije u procesima informacija i mjerenja
Šta je mjerenje, kontrola, ispitivanje, po čemu se sadržajno razlikuju i šta im je zajedničko?
Merenjem naziva se eksperimentalno pronalaženje vrijednosti fizičke veličine (PV) pomoću posebnih tehničkih sredstava. Svrha mjerenja je izdvajanje informacije o ulaznoj (mjerenoj) veličini iz izlaznog signala mjernog instrumenta (MI), uzimajući u obzir njegova svojstva i karakteristike.
Dijagram toka informacija prikazan je na slici 1.
Slika 1.
Testovi prema GOST 16504-81, eksperimentalno određivanje kvantitativnih i/ili kvalitativnih karakteristika svojstava ispitnog objekta kao rezultat uticaja na njega tokom njegovog rada, prilikom modeliranja objekta i/ili uticaja. Tokom testiranja. U pravilu se koriste mjerni instrumenti, drugi tehnički uređaji, tvari i/ili materijali.
Kontrola je provjera usklađenosti proizvoda, procesa ili usluge sa specificiranim zahtjevima. Kontrola se obično provodi u dvije faze. U prvoj fazi se utvrđuje vrijednost kontrolirane karakteristike (kvantitativno - mjerenjem), u drugoj fazi se dobijena vrijednost upoređuje sa normom. Ponekad se obje faze kombinuju u jednoj akciji. Na primjer, kada kontrolirate dimenzije dijelova pomoću mjerača. Dakle, kontrola je provjera usklađenosti sa normom. Norma je unaprijed utvrđena, a provjera usklađenosti s njom završava se odlukom: „poštuje, ne poštuje“; „defektan proizvod“ itd.
Prisutnost norme pretpostavlja gradaciju kvantitativnih karakteristika bilo kojeg svojstva i određuje mogućnost donošenja odluke.
Analizom postupaka i zadataka “mjerenja”, “kontrole” i “testiranja” moguće je utvrditi njihov odnos, koji je prikazan na slici 2.
Slika 2. Odnos između pojmova “mjerenje”, “kontrola” i “testiranje”
Mjerenje može biti dio posredne transformacije u kontrolnom procesu ili završna faza dobijanja informacija tokom testiranja. Testiranje je faza dobijanja primarnih informacija u procesu kontrole pomoću mjernih operacija.
Šta je „jedinstvo mjerenja“?
U gotovo svim sferama ljudske djelatnosti treba se baviti mjerenjem fizičkih veličina i osiguravanjem njihovog jedinstva. Važnost jednoobraznosti mjerenja je toliko velika da je u Rusiji donet poseban zakon “O obezbjeđivanju jednoobraznosti mjerenja” /1/.
Jedinstvo mjerenja- ovo je stanje mjerenja u kojem su njihovi rezultati izraženi u zakonskim jedinicama, a greške mjerenja su poznate sa datom vjerovatnoćom.
Jedinstvo mjerenja je neophodno kako bi se mogli uporediti rezultati mjerenja na različitim mjestima, u različito vrijeme, korištenjem različitih mjernih instrumenata. To je važno kako unutar zemlje, tako i u interakciji između zemalja. Primjer za to je da se pokazatelji kvaliteta uvozne robe provjeravaju u zemljama u kojima se ona prodaje.
Koje količine treba izmjeriti?
Količine kojima osoba operiše u stvarnosti mogu se podijeliti u dvije vrste, kao što je prikazano na slici 3.
Slika 3. Klasifikacija veličina
U predmetu koji se izučava „Metode i sredstva mjerenja, ispitivanja i kontrole“ bavimo se fizičkim veličinama svojstvenim određenim objektima, pojavama, procesima, odnosno veličinama koje su ograničene veličine i mjerljive. Mjerljiva fizička veličina je veličina za koju se može odabrati mjerna jedinica i ova jedinica može biti utjelovljena u mjernom instrumentu.
Šta je "fizička veličina" i “fizički parametar”?
Prema RMG 29-99 /2/ fizička količina (FV) jedno od svojstava fizičkog objekta (fizičkog sistema, fenomena ili procesa), zajedničko u kvalitativnom smislu za mnoge fizičke objekte, ali individualno u kvantitativnom smislu za svaki od njih.
PV veličina - kvantitativni sadržaj u datom objektu svojstva koji odgovara konceptu “fizičke količine”. Uzimajući u obzir objekte A i B, različite po jednom od svojih fizičkih svojstava (na primjer, težini), za njih možemo reći da su različite veličine (težine) i da se međusobno razlikuju (A>B ili A<Б).
PV vrijednost - izraz veličine PV-a u obliku određenog broja jedinica prihvaćenih za njega. PV vrijednost se dobija kao rezultat njenog mjerenja ili izračunavanja u skladu sa osnovnom jednačinom mjerenja.
Q promijeniti = AU,
Gdje Qpromijeniti- PV vrijednost;
A- brojčanu vrijednost izmjerene fizičke veličine, izraženu u prihvaćenoj jedinici;
U- odabrana PV jedinica.
Numerička vrijednost PV je apstraktni broj uključen u vrijednost PV vrijednosti. Na primjer: L=20 mm, gdje je 20 numerička vrijednost.
U praksi mjerenja vrlo često se ne mjeri PV, već fizički parametri.
Fizički parametar (ukratko - parametar) - PV, smatra se pri mjerenju druge fizičke veličine kao pomoćne. Fizički parametar karakterizira određenu osobinu mjerene fizičke veličine. Na primjer, pri mjerenju naizmjeničnog napona, amplituda i frekvencija ove struje se smatraju parametrima napona.
Šta se naziva "prave" i "stvarne" vrijednosti fizičke veličine?
Prava vrijednost PV - PV vrijednost, koja bi idealno odražavala postojeću PV u kvalitativnom i kvantitativnom smislu. Ovaj koncept je u korelaciji sa konceptom „apsolutne istine“, što je nemoguće u stvarnosti.
Stvarna PV vrijednost - PV vrijednost pronađena eksperimentalno i toliko blizu pravoj vrijednosti da je za dati mjerni zadatak može zamijeniti. U slučaju ponovljenih mjerenja, kao stvarna vrijednost uzima se aritmetička srednja vrijednost iz niza izmjerenih vrijednosti neke veličine. Za pojedinačna mjerenja - vrijednost količine dobijene kao rezultat mjerenja sa najtačnijim SI.
Koja je dimenzija fizičke veličine i kako se ona određuje?
Dimenzija - njihov je formalizovan odraz kvalitativne razlike u fizičkim veličinama . Dimenzija je označena simbolom dim, potiče od riječi dimenzija, što se, ovisno o kontekstu, može prevesti i kao veličina i kao dimenzija.
Dimenzije osnovnih fizičkih veličina označene su odgovarajućim velikim slovima. Za dužinu, masu i vrijeme, npr.
dim l = L; dim m = M; dim t = T.
Prilikom određivanja dimenzija derivati količine se rukovode sljedećim pravilima:
1. Dimenzije desne i lijeve strane jednačine ne mogu a da se ne poklapaju, jer Samo identična svojstva mogu se međusobno porediti. Dakle, samo količine koje imaju iste dimenzije mogu se algebarski sabrati.
2. Algebra dimenzija je multiplikativna, tj. sastoji se od jedne akcije množenja.
2.1. Dimenzija proizvoda nekoliko veličina jednaka je proizvodu njihovih dimenzija. Dakle, ako odnos između vrijednosti veličina Q, A, B, C ima oblik Q = ABC, tada
dim Q = dim AChdim HFdim C.
2.2. Dimenzija količnika pri dijeljenju jedne veličine drugom jednaka je odnosu njihovih dimenzija, tj. ako je Q=A/B onda
dim Q = dim A / dim B.
2.3. Dimenzija bilo koje veličine podignute na određeni stepen jednaka je njenoj dimenziji na isti stepen. Dakle, ako je Q=A n, onda
dim Q = dim A = dim n A.
Na primjer, ako je brzina određena formulom V = S/t, onda
dim V = dim S/dim t = L/T=LT -1 .
Ako je sila prema drugom Newtonovom zakonu F = ma, gdje je a = V/t ubrzanje tijela, tada
dim F = dim m dim a = ML/T 2 = MLT -2 .
Dakle, uvijek je moguće izraziti dimenziju izvedene fizičke veličine u smislu dimenzija osnovnih fizičkih veličina koristeći monom stepena:
gdje su L, M, T dimenzije odgovarajućih osnovnih fizičkih veličina; , - eksponenti dimenzije. Svaki od eksponenta stupnjeva dimenzije može biti pozitivan ili negativan, cijeli ili razlomak ili nula.
Ako su svi indikatori dimenzija jednaki nuli, tada se takva veličina naziva bezdimenzionalni. Možda je ona rođak, definiran kao omjer istoimenih veličina (na primjer, relativna dielektrična konstanta), i logaritamski definiran kao logaritam relativne veličine (na primjer, logaritam omjera snage ili napona).
Teorija dimenzija se široko koristi za brzu provjeru ispravnosti formula (prema pravilu 1). Formalna primjena dimenzionalne algebre ponekad omogućava određivanje nepoznatog odnosa između fizičkih veličina.
Šta je mjerna jedinica fizičke veličine?
Jedinica mjerenja fizičke veličine fizička veličina fiksne veličine, kojoj se konvencionalno dodjeljuje brojčana vrijednost jednaka jedan i koristi se za kvantitativno izražavanje fizičkih veličina sličnih njoj. Jedinice mjerenja određene količine mogu se razlikovati po veličini, na primjer, metar, stopa i inč, kao jedinice dužine, imaju različite veličine: 1 stopa = 0,3048 m, 1 inč = 0,254 m.
Šta je sistem jedinica fizičkih veličina?
Da bi se osigurala ujednačenost mjerenja, od 1. januara 1982. u našoj zemlji je uveden GOST 8.417-81 GSI "Jedinice fizičkih veličina". Standard ispunjava zahtjeve Međunarodnog sistema jedinica (SI) i sadrži:
SI jedinice (osnovne, male, derivativne);
Nesistemske jedinice su dozvoljene uporedo sa SI jedinicama iu kombinaciji s njima;
Pravilo za formiranje višekratnika i podmnožaka;
Naziv jedinica, njihove oznake i druge odredbe.
Standard se ne odnosi na jedinice koje se koriste u naučnoistraživačkim radovima iu publikacijama njihovih rezultata, kao i na jedinice veličina koje se procjenjuju na konvencionalnim skalama (skale tvrdoće metala, zemljotresi, morski valovi, fotoosjetljivost itd.).
dakle, Withsistem jedinica fizičkih veličina skup osnovnih i izvedenih jedinica fizičkih veličina, formiranih u skladu sa principima za dati sistem fizičkih veličina. Na primjer, Međunarodni sistem jedinica (SI), usvojen 1960. godine.
Koje su SI bazne jedinice?
Osnovna jedinica sistema jedinica fizičkih veličina jedinica osnovne fizičke veličine u datom sistemu jedinica.
Glavne jedinice međunarodnog SI sistema su: metar, kilogram, sekunda, amper, stepen Kelvina, kandela, mol. Prilikom odabira ovih jedinica vodili smo se samo praktičnom svrhovitošću, tj. jednostavnost upotrebe jedinica u ljudskim aktivnostima.
Metar je jedinica dužine jednaka putanji koju svjetlost pređe u vakuumu za 1/299792458 sekunde. Metar je prvobitno definisan kao dužina od 1/40 000 000 dužine pariškog meridijana i reprodukovan je kao rastojanje između oznaka označenih na platinastoj i kasnije platinasto-iridijumskoj šipki poprečnog preseka u obliku slova X. Ali ova vrijednost se pokazala nestabilnom, pa se metar počeo izražavati pomoću valne dužine crvene linije kadmijuma, a trenutno - narančaste linije atoma kriptona-86. 1 metar odgovara 1650763,73 talasne dužine zračenja u vakuumu, što odgovara prelazu između 2p 10 i 5d 5 nivoa atoma Kr-86.
Brojilo se određuje indirektnim metodama na radiometrijskim mostovima. Sastoje se od niza radio generatora i lasera koji su raspoređeni u seriju sa množenjem frekvencije između njih. Referentna frekvencija od 5 MHz se dovodi na ulaz iz generatora sinhronizovanog kroz sistem množenja frekvencije sa vodoničnim vremenskim i frekvencijskim referentnim generatorima, kalibriranim prema referentnoj frekvenciji cezija. Most množi ovu frekvenciju na vrijednost od oko 1*10 14 Hz. Njegov zadatak je mjerenje frekvencija stabiliziranih lasera. Poznavajući ih, izračunavaju se valne dužine njihovog zračenja i pomoću optičkih interferometara se potvrđuju i verificiraju različite mjere dužine.
Kilogram je jedinica mase jednaka masi 1,000028 dm 3 vode na temperaturi najveće gustine od 4 °C.
Standardni kilogram u Rusiji je cilindar visine i prečnika 39 mm sa zaobljenim rebrima. U toku je rad na određivanju kilograma u voltima i omama pomoću vaga obrnutih ampera.
Sekunda je jedinica vremena jednaka 9192631770 perioda zračenja koji odgovaraju prelazu između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma-133. Standardna sekunda ustanovljena je 1967. godine. Zasniva se na sposobnosti atoma da emituju i apsorbuju energiju tokom prelaza između dva energetska stanja u radiofrekventnom području. Referentna tačka, ili kvantni frekvencijski standard, je uređaj za preciznu reprodukciju frekvencije elektromagnetnih oscilacija u ultravisokofrekventnim i optičkim spektrima, zasnovan na mjerenju frekvencije kvantnih prijelaza atoma, jona ili molekula. Pasivni kvantni standardi koriste frekvencije spektralnih apsorpcionih linija, dok aktivni koriste stimulisanu emisiju fotona česticama. Standardi aktivne kvantne frekvencije koriste se na snopu molekula amonijaka (tzv. molekularni generatori) i atoma vodika (generatori vodonika). Pasivni standardi frekvencije - na snopu atoma cezija (mjerila frekvencije cezija)
Za reprodukciju drugog, koriste se generatori frekvencije (standardi) cezija - to su visoko stabilni generatori monokromatskog zračenja (signala) frekvencije od 9192631770 Hz; frekvencijska greška ne prelazi 1,5*10 -13. Ruski državni standard koristi generatore vodonika periodično u poređenju sa generatorima cezija, njihova dugoročna frekvencija nije pretpostavljena, ali je nestabilnost manja od 3*10 -14. Osim toga, standard sadrži opremu za generiranje i pohranjivanje vremenskih skala. Glavna skala TA je jednolično atomsko vrijeme sa fiksnom nulom, nevezano za rotaciju i položaj u svemiru Zemlje. Ostale skale: UT0 - univerzalno vrijeme (srednje solarno “s”); UT1 ispravljen za fluktuacije polova; UT2 - prilagođeno sezonskim neravnomjernostima Zemljine rotacije. Ovo su svjetske skale, koje se postepeno odstupaju od TA zbog usporavanja brzine Zemljine rotacije. Za njihovo usaglašavanje uvedena je UTC skala u kojoj je 1s utc = 1s ta, a početak brojanja se može promijeniti u 1s od 1. dana svakog mjeseca (1.01 ili 1.06). radio koristeći UTC skalu.
Amper je jedinica električne struje. Amper je jednak jačini stalne struje, koja bi, prolazeći kroz dva paralelna ravna provodnika beskonačne dužine i zanemarljivo malog kružnog poprečnog presjeka, smještena u vakuumu na udaljenosti od 1 m jedan od drugog, izazvala svaki dio provodnika dužine 1 m interakcijska sila jednaka je 2 10 -7 N.
Kao amperski standardi koriste se amperske skale koje ostvaruju A mjerenjem sile, ili mjerenjem momenta sile koja djeluje na zavojnicu sa strujom smještenom u magnetskom polju drugog zavojnice. Ovo je precizna vaga sa jednakim kracima napravljena od nemagnetnih materijala. Na jednom kraju klackalice je okačena šolja za smeštaj stalnih i dodatnih utega za balansiranje. Pokretni kalem je okačen sa drugog kraja klackalice i ulazi koaksijalno u stacionarni zavojnik većeg prečnika. Namotaji zavojnice (u najjednostavnijem slučaju) su povezani serijski. U režimu bez napona, vage su izbalansirane. Kada električna struja prođe kroz zavojnice, pokretna zavojnica se uvlači (ili gura iz) nepokretna zavojnica. Dodatni uteg za balansiranje koristi se za uspostavljanje ravnoteže. Na osnovu rezultata metrološke studije izračunava se vrijednost mase ovog opterećenja, koja odgovara, na primjer, električnoj struji od 1A. Povezivanjem referentnog otpornika na kolo zavojnice, možete kalibrirati referentne mjere EMF (trenutni standardi se još ne koriste).
Precizniji standardi zasnovani na mjerenjima magnetne indukcije pomoću nuklearne magnetne rezonancije trenutno se koriste samo kao sekundarni standardi. Rusija je 1992. odobrila nacionalni standard A, čija se veličina reprodukuje pomoću Volt i Ohm elemenata. Standardna devijacija (RMSD) nije veća od 1·10 -8, sistematske greške (NSE) ne mogu se isključiti veće od 1·10 -7 (za amperske skale CKO?4·10 -6, NSP?8·10 -6 ).
Kelvin je jedinica termodinamičke temperature jednaka 1/273,16 termodinamičke temperature trostruke tačke vode. Trostruka tačka vode je stanje vode u zatvorenoj staklenoj posudi u kojoj su led, voda i njena para u ravnoteži: voda se ne smrzava, ne isparava, led se ne topi i para se ne kondenzuje.
Državni primarni standardi Rusije reprodukuju međunarodnu skalu stepena MGSh-90 u dva podopsega: 0,8...273,16 K i 373,16...2773 K. Standard za niske temperature uključuje dvije grupe otpornih termometara željezo-rodij i platina kao glavni dio, čije su kalibracijske zavisnosti određene na osnovu rezultata poređenja rezultata dobijenih u laboratorijama u Rusiji, Engleskoj, SAD-u, Australiji i Holandiji. Svaka grupa sadrži dva platinasta i dva gvozdeno-rodijumska termometra, koji su trajno smešteni u bloku poređenja - masivnom cilindru sa četiri uzdužna kanala za termometre. Prenos skale na termometre - sekundarne i radne etalone - vrši se dovođenjem u termički kontakt sa referentnom jedinicom za poređenje i poređenjem u kriostatu. Pored uređaja za precizna mjerenja otpora, set standardne kontrolne opreme uključuje set instalacija za ostvarivanje temperatura referentnih tačaka, plinski interpolacijski termometar sa jedinstvenim živinim manometrom i uporedni kriostat. Standardna devijacija standarda je 0,3…1,0 mK, NSP 0,4…1,5 mK, najniža vrijednost reproduktivne temperature je 0,8 K.
Drugi standard uključuje platinaste otporne termometre, temperaturne lampe, opremu za reprodukciju referentnih tačaka u opsegu 273,16...1355,77 K, (RMS?5·10 -5 ...1·10 -2; NSP?1·10 - 45 ...10 -3). Za različite temperaturne skale uspostavljeni su sljedeći odnosi:
Celzijusova skala: C=K=t C +273,16
Reaumurova skala: 1R=1,25 C; t C =1,25 t R ; T=1,25 t R +273,16
Farenhajtova skala: 1F=5/9C=5/9K; t C =5/9(t F -32); T=5/9(t F -32)+273,16
Kandela je jedinica za jačinu svetlosti jednaka intenzitetu svetlosti u datom pravcu izvora koji emituje monohromatsko zračenje frekvencije 540·10 12 Hz, čiji je energetski intenzitet svetlosti u ovom pravcu 1/683 W/sr. Inicijatori uvođenja ove jedinice bili su astronomi. U državnom standardu, svjetlost se emituje s određene površine očvrsnute platine pod određenim vanjskim uvjetima i percipira je primarnim fotometrom kreiranim na bazi neselektivnog radiometra, čija je spektralna osjetljivost u korelaciji na posebnom filteru za funkcionalna zavisnost od talasne dužine. Standard reprodukuje jedinicu intenziteta svetlosti u rasponu od 30...110 cd sa standardnom devijacijom 0,1·10 -2 i NSP 0,25·10 -2?
Mol je jedinica količine tvari jednaka količini tvari koja sadrži isti broj strukturnih elemenata (atoma, molekula) koliko ih sadrži 0,012 kg ugljika-12. Standardi mola nikada nisu stvoreni, jer je masa jednog mola različitih supstanci ili struktura brojčano jednaka Avogadrovom broju - 6,025·10 23 čestice; Mjerni instrumenti kalibrirani u molovima nisu dostupni. Postoje razumni prijedlozi da se mol izuzme iz osnovnih SI jedinica i dozvoli da se koristi uporedo sa SI jedinicama kao posebna jedinica mase pogodna za kemijske proračune.
Ruska standardna baza ima 114 državnih standarda i više od 250 sekundarnih standarda fotonaponskih jedinica. Od toga, 52 se nalaze u VNIIM-u po imenu. D.I. Mendeljejev (S.-Pb.), uklj. standardi m, kg, A, K, rad; 25 - u VNIIFTRI (fizičko-tehnička i radiotehnička mjerenja, Moskva, uključujući standarde vremena i frekvencijskih jedinica; 13 - u VNIIFTRI optičko-fizičkih mjerenja, uključujući kandele; 5 i 6 - u Uralskom i Sibirskom istraživačkom institutu metrologije.
Šta su izvedene SI jedinice?
Izvedena jedinica sistema jedinica fizičkih veličina - jedinica derivacije fizičke veličine sistema jedinica, formirana u skladu sa jednačinom koja ga povezuje sa osnovnim jedinicama ili sa osnovnim i već definisanim derivatima.
Izvedene SI jedinice formiraju se od osnovnih, dodatnih i prethodno formiranih izvedenih SI jedinica pomoću jednačina veze fizičkih veličina u kojima su numerički koeficijenti jednaki jedinici. Za to se uzimaju količine na desnoj i lijevoj strani jednačine sprege jednake SI jedinicama. Na primjer, za izvodnu jedinicu brzine, određenu iz jednačine v = L/T, napišite jednačinu jedinica [v] = [L] / [T], a umjesto simbola L i T zamijenite njihove jedinice ( 1 m i 1 s) i dobijemo [V ]=1 m/1 s = 1 m/s. To znači da je SI jedinica brzine metri u sekundi. Izvedene jedinice mogu biti nazvane po poznatim naučnicima. Dakle, jednačina za odnos između veličina za određivanje jedinice pritiska je p=F/S, jednačina za odnos između jedinica pritiska, sile i površine je [p]= [F]/[S]. Umjesto toga F i S jedinica ovih veličina u SI (1 N i 1 m 2), dobijamo [p] = 1 N/ 1 m 2 = 1 N/m 2. Ova jedinica je dobila naziv paskal (Pa) po francuskom matematičaru i fizičaru Blaiseu Pascalu.
Šta su višekratnici i podmnošci? i koja su pravila za njihovo formiranje?
Na XI Generalnoj konferenciji za utege i mjere, zajedno sa usvajanjem SI, usvojeno je 12 višestrukih i submultiple prefiksa, kojima su na kasnijim konferencijama dodavani novi. Prefiksi su omogućili formiranje decimalnih višekratnika i podmnožnika SI jedinica.
Višestruka jedinica fizičke veličine jedinica fizičke veličine koja je cijeli broj puta veća od sistemske ili nesistemske jedinice. Na primjer, jedinica dužine 1 km (kilometar) = 10 3 m, tj. višekratnik metra; jedinica frekvencije 1 MHz (megaherc) = 10 6 Hz, višekratnik herca; jedinica radionuklidne aktivnosti 1 MBq (megabekerel) = 10 6 Vk, višestruki bekerel.
Višestruka jedinica fizičke veličine - jedinica fizičke veličine koja je cijeli broj puta manja od sistemske ili nesistemske jedinice.
Nazivi višestrukih i podvišestrukih jedinica formiraju se pomoću prefiksa datih u tabeli 3.
Tabela 3 – Faktori i prefiksi za SI jedinice
Šta je „nesistemska jedinica fizičke veličine“?
Nesistemska jedinica fizičke veličine - jedinica fizičke aktivnosti koja nije uključena ni u jedan od prihvaćenih sistema jedinica. U odnosu na SI jedinice, nesistemske jedinice fizičkih veličina dijele se na četiri tipa: prihvatljive u rangu sa osnovnim jedinicama; odobren za upotrebu u posebnim područjima; zastario (nevažeći); privremeno dozvoljeno.
Nesistemskim jedinicama dozvoljeno je uporedo sa SI jedinicama , odnositi se: tona - jedinica mase; stepen, minuta, sekunda - jedinica za ravni ugao; litar - jedinica kapaciteta; minuta, dan, sedmica, mjesec, godina, vijek - jedinice vremena.
Nesistemske jedinice dozvoljene za upotrebu u posebnim oblastima uključuju: u fizici - elektron-volt; u poljoprivredi - hektar; u astronomiji - svjetlosna godina; u optici - dioptrija.
Nesistemske jedinice, koje se privremeno koriste zajedno sa SI jedinicama, uključuju: u pomorskoj plovidbi: - nautičku milju - jedinicu dužine; čvor - jedinica brzine; za drago kamenje jedinica mase je karat; u ostalim oblastima: broj obrtaja u minuti (rpm) - jedinica brzine rotacije; bar (bar) je jedinica za pritisak.
Jedinice koje se privremeno koriste moraju se (i povlače se) iz upotrebe u skladu sa međunarodnim sporazumima.
Nesistemske jedinice koje se povlače iz upotrebe uključuju: kilogram-sila - jedinica sile, težine; centner - jedinica mase; konjska snaga - jedinica snage itd.
Šta je mjerenje?
Measurement fizičke veličine je skup operacija za korištenje tehničkog sredstva koje pohranjuje jedinicu fizičke veličine, osiguravajući da se pronađe odnos (eksplicitni i implicitni) mjerene veličine sa njenom jedinicom i dobije vrijednost te veličine.
Rezultat mjerenja je zapisan u obliku opće mjerne jednačine:
Q mjera = n [Q],
gdje je Q mjera - izmjerena fizička veličina; P - broj jedinica; [Q] - jedinica fizičke veličine.
Bilješka. Budući da se ne mjere samo fizičke veličine, postoji još jedno tumačenje koncepta „mjerenja“. Mjerenje je skup operacija koje se izvode za određivanje vrijednosti veličine. Ovdje se definicija pojma “mjera” ne ograničava na pronalaženje vrijednosti fizičke veličine; nema pomena tehničkih sredstava. Ova interpretacija koncepta je pogodna i za fizičke i za nefizičke veličine. Shodno tome, različite vrste kvantitativne procjene količina mogu se klasificirati i kao mjerenja.
Kako su klasifikovana mjerenja?
Uz svu raznolikost mjerenja, mogu se klasificirati prema šest kriterija.
Na osnovu kriterija 1 ovisnosti mjerene vrijednosti od vremena, mjerenja se dijele na statička i dinamička.
Statičko mjerenje mjerenje PV, koje se uzima u skladu sa specifičnim mjernim zadatkom da bude konstantno tokom vremena mjerenja. Na primjer, mjerenje istosmjernog napona električne struje. Mjerenje veličine zemljišne parcele.
Dinamičko mjerenje - mjerenje fizičke veličine koja varira u veličini. Na primjer, mjerenje visine aviona koji se spušta, odnosno uz kontinuiranu promjenu veličine mjerene vrijednosti; mjerenje naizmjeničnog napona električne struje.
Na osnovu kriterijuma 2 – tačnost rezultata merenja, merenja se dele na podjednako tačna i nejednako tačna.
Jednaka preciznost mjerenja - mjerenja veličina koje vrši mjerni instrument jednake tačnosti, pod istim uslovima, isti operater, sa istom pažnjom i istim brojem mjerenja.
Nejednaka mjerenja - mjerenja veličine koje vrše mjerni instrumenti koji se razlikuju po tačnosti, pod različitim uslovima, od strane različitih operatera, sa različitim brojem mjerenja. Da bi rezultati merenja bili nejednaki, često je dovoljno prisustvo jednog od navedenih faktora.
Na osnovu 3 uslova koji određuju tačnost rezultata, merenja se dele na tehnička i metrološka.
Tehnička mjerenja mjerenja korištenjem radnih mjernih instrumenata. Tehnička mjerenja se vrše u svrhu praćenja i upravljanja tehnološkim procesima, naučnih eksperimenata, dijagnosticiranja bolesti i sl. Primjer tehničkih mjerenja je mjerenje brzine autobusa, aviona, odnosno bilo kojeg tijela u pokretu.
Metrološka mjerenja To su mjerenja koja se vrše korištenjem etalona i standardnih mjernih instrumenata u cilju reprodukcije jedinica fizičkih veličina ili prenošenja njihove veličine na radne mjerne instrumente. Na primjer, verifikacija ili kalibracija radnih utega 2. klase tačnosti prema šemi verifikacije vrši se sa standardnim utezima 1. kategorije na vagi 1. kategorije. Ovakva mjerenja se vrše radi utvrđivanja tačnosti etalona i radnih mjernih instrumenata, odnosno metrološka su. Metrološka mjerenja se dijele na mjerenja najveće moguće tačnosti i kontrolna i verifikaciona mjerenja.
Na osnovu kriterija 4, broja izvršenih mjerenja da bi se dobio rezultat, mjerenja se dijele na pojedinačna (obična) i višestruka (statistička).
Jedno merenje Ovo je jednokratno mjerenje. Na primjer, mjerenje određenog trenutka u vremenu pomoću sata.
Višestruka mjerenja Ovo je mjerenje iste fizičke veličine konstantne veličine, čiji se rezultat dobiva iz nekoliko uzastopnih mjerenja, odnosno mjerenja koja se sastoji od više pojedinačnih mjerenja. Rezultat višestrukih mjerenja obično se uzima kao aritmetička srednja vrijednost iz rezultata pojedinačnih mjerenja uključenih u seriju. Mjerenje se smatra višestrukim ako je broj pojedinačnih mjerenja n > 4.
Na osnovu kriterijuma 5 - način dobijanja rezultata (po vrsti), merenja se dele na direktna, indirektna, kumulativna i zajednička.
Direktno mjerenje Ovo je mjerenje u kojem se željena vrijednost fizičke veličine dobiva direktno iz eksperimentalnih podataka. Na primjer, mjerenje brzine automobila brzinomjerom, mjerenje ugla kutomjerom, mjerenje struje ampermetrom.
Indirektno mjerenje je određivanje fizičke veličine na osnovu rezultata direktnih mjerenja drugih fizičkih veličina koje su funkcionalno povezane sa željenom veličinom. Na primjer, dužina hipotenuze pravokutnog trokuta (c) može se odrediti direktnim mjerenjima dva kraka (a i b), koji su matematički povezani s hipotenuzom formulom:
Agregatna mjerenja To su mjerenja više istoimenih veličina koja se vrše istovremeno. U ovom slučaju se tražene vrijednosti veličina određuju rješavanjem sistema jednadžbi dobivenih mjerenjem ovih veličina u različitim stanjima.
Zajednička mjerenja To su mjerenja dvije ili više neidentičnih veličina koje se izvode istovremeno kako bi se odredio odnos između njih.
Osnovne jednadžbe za kumulativna i zajednička mjerenja imaju oblik:
Gdje at 1 ...y n- potrebne količine;
x 1 ...X m- parametri ili količine utvrđene na osnovu direktnog ili indirektnog mjerenja;
F 1 ... F n- poznate komunikacijske funkcije.
poznat je funkcionalni odnos oblika:
odnosno, poznat je odnos između otpora R t na bilo kojoj temperaturi, komponenti R 0 pri t = 0 i konstantnih koeficijenata i.
Sa tri poznate vrijednosti t1, t2, t3 izmjereno R tl , R t 2 , R t 3 .
Sastavimo jednačine:
Rezultirajući sistem jednačina je riješen jer je broj jednačina jednak broju nepoznatih.
Prema karakteristici 6, načinu iskazivanja rezultata mjerenja, mjerenja se dijele na apsolutna i relativna.
Apsolutno mjerenje je mjerenje koje se zasniva na direktnim mjerenjima jedne ili više veličina u svojim jedinicama.
Koncept apsolutnog mjerenja koristi se kao suprotan konceptu relativnog mjerenja.
Relativna dimenzija mjerenje odnosa količine prema istoimenoj količini, koja ima ulogu jedinice, ili mjerenje promjene veličine u odnosu na veličinu istog imena, uzetu kao početnu.
Na primjer, mjerenje jačine električne struje ampermetrom, kada je rezultat mjerenja izražen u jedinici izmjerene vrijednosti (u amperima), je direktno mjerenje.
Mjerenje mase na skali s dvije ploče, čija je vrijednost veća od granice mjerenja na skali, relativno je. Na vagi će biti očitavanje koje odgovara razlici između izmjerene mase i mase originalne težine, koja je manja od težine koja se vaga, postavljena na platformu s utezima.
Kakav je odnos između pojmova “tehnika”, “metoda” i “princip” mjerenja?
Svaki proces mjerenja, bez obzira na svrhu njegove implementacije i konačni rezultat, sastoji se od sljedećih glavnih faza: priprema za mjerenje, izvođenje mjerenja, obrada rezultata mjerenja. Kako bi se osigurao odgovarajući kvalitet mjerenja, svaka faza mjernog procesa mora biti izvedena u skladu sa utvrđenim pravilima, koja su određena metodologijom mjerenja.
Postupak mjerenja ovo je utvrđeni skup operacija i pravila tokom mjerenja, čija implementacija osigurava da se potrebni rezultati mjerenja dobiju u skladu sa datom metodom.
Tehnika mjerenja uključuje: analizu mjernog zadatka; izbor principa, metode i mjernog instrumenta; priprema mjernog instrumenta za rad; zahtjevi za uslove mjerenja; mjerenje njihovog broja; obradu rezultata mjerenja, uključujući proračun, uvođenje korekcija i metoda iskazivanja grešaka.
Obično je tehnika mjerenja regulirana nekim regulatornim i tehničkim dokumentom. Mnoge mjerne tehnike su objedinjene, jer je njihovo objedinjavanje važno za osiguranje ujednačenosti mjerenja.
Izbor principa i metoda mjerenja vrši se na osnovu analize mjernog zadatka, u kojoj se rješavaju sljedeća pitanja: koje fizičke veličine i parametri objekta se mjere; kolika tačnost treba da bude rezultat merenja; u kojem obliku treba biti predstavljen tako da odgovara svrsi mjernog zadatka.
Princip mjerenja Ovo je fizički fenomen ili efekat koji čini osnovu za mjerenja pomoću jedne ili druge vrste mjernog instrumenta.
Na primjer, prema Seebeckovom fenomenu, termo-emf nastaje u zatvorenom električnom kolu formiranom od dva različita vodiča. jednosmjerna struja, proporcionalna temperaturnoj razlici između krajeva zalemljenih vodiča. Veličina ove termo-emf. može biti predstavljen funkcijom E ab= f(t a- t b) , Gdje t a I t b temperatura krajeva zalemljenih provodnika A I IN. Ovaj fizički fenomen je osnova za mjerenje temperature termoparovima.
Metoda mjerenja th tehnika ili skup tehnika za poređenje merene fizičke veličine sa njenom jedinicom u skladu sa implementiranim principom merenja. Metode mjerenja su metode za rješavanje mjernih problema, koje karakterizira njihova teorijska opravdanost i razvoj osnovnih tehnika za korištenje mjernih instrumenata. Metode mjerenja su veoma raznolike. Njihova pojava je rezultat naučnog i tehnološkog napretka.
Klasifikacija glavnih metoda mjerenja prikazana je na slici 5. Klasifikacijsko svojstvo u ovoj podjeli metoda mjerenja je prisustvo ili odsustvo mjere tokom mjerenja. S tim u vezi, metode mjerenja se dijele na metodu direktne procjene i metodu poređenja sa mjerom.
Metoda direktne procjene (prebrojavanje) metoda mjerenja u kojoj se PV vrijednost određuje direktno iz uređaja za očitavanje mjernog instrumenta (slika 6).
Metoda poređenja sa mjerom metoda mjerenja u kojoj se izmjerena vrijednost upoređuje sa vrijednošću koju mjerom reprodukuje.
Metoda poređenja, u zavisnosti od prisustva ili odsustva kada se upoređuje razlika između izmerene vrednosti i vrednosti koju mera reprodukuje, deli se na nultu i diferencijalnu metodu.
Nulta metoda mjerenja metoda poređenja sa merom, u kojoj se rezultirajući efekat uticaja merene veličine i mere na uređaj za poređenje dovodi na nulu (slika 7).
Metoda diferencijalnog mjerenja metoda mjerenja u kojoj se veličina koja se mjeri upoređuje sa homogenom količinom koja ima poznatu vrijednost koja se u početku razlikuje od veličine koja se mjeri i u kojoj se mjeri razlika između ove dvije veličine.
Mjerenja korištenjem nulte i diferencijalne metode mogu se provesti korištenjem metoda opozicije, zamjene i slučajnosti.
Kontrastna metoda metoda poređenja sa mjerom, u kojoj mjerena vrijednost i vrijednost koju mjerom reprodukuje istovremeno utječu na sredstvo poređenja, uz pomoć kojih se uspostavlja odnos između ovih vrijednosti (slika 8, a).
Metoda zamjene - metoda poređenja sa mjerom, u kojoj se mjerena veličina zamjenjuje mjerom poznate veličine (slike 7, b i 8, b).
Metoda slučajnosti (metoda vernijera) - metodu poređenja sa mjerom, u kojoj se razlika između izmjerene vrijednosti i vrijednosti reprodukovane mjere mjeri pomoću podudarnosti oznaka skale ili periodičnih signala.
Metoda direktne procjene.
Težina tereta X određuje se na osnovu mjerne transformacije na osnovu vrijednosti – deformacije opruge.
Slika 6. Šema mjerenja direktne procjene.
Metode poređenja sa mjerom.
Opterećenje X balansira se utezima.
Slika 7. Šeme mjerenja nulte metode:
a) metoda suprotstavljanja; b) metoda zamjene.
Slika 8. Diferencijalne mjerne šeme:
Iz dijagrama prikazanih na slikama 7 i 8 proizilazi da je karakteristična karakteristika ovih metoda istovremeni utjecaj mjerene veličine i mjere. Kod metode supstitucije, mjerena veličina (predmet mjerenja) i mjera djeluju na mjerni instrument naizmenično.
2 . Uslovi mjerenja
U koju svrhu i kako se standardiziraju uslovi mjerenja?
Prilikom mjerenja, uz mjerenu fizičku veličinu, učestvuju i drugi fizički faktori čije djelovanje može poremetiti rezultat mjerenja. Ove prateće veličine nazivaju se uticajne veličine i prvenstveno obuhvataju: temperaturu okoline, atmosferski pritisak, vlažnost, amplitudu i frekvenciju oscilacija pri vibracijama, napon i frekvenciju naizmenične struje, magnetnu indukciju itd. Tokom procesa mjerenja, mijenjanje vrijednosti uticajnih veličina je krajnje nepoželjno, jer to dovodi do smanjenja točnosti mjerenja.
Da bi se povećala tačnost mjerenja, vrijednosti utjecajnih veličina su normalizirane. U ovom slučaju, za svaku vrstu mjerenja utvrđuje se skup utjecajnih veličina i njihove vrijednosti.
Sljedeće se prihvaćaju kao normalne vrijednosti nekih uticajnih veličina:
Temperatura ambijentalnog vazduha (20±2) °C;
Barometarski pritisak (101,325+3,3) kPa;
Napon napajanja (22010) V,
AC frekvencija (505) Hz, itd.
Osnovna (granična) greška mjernih instrumenata se obično izračunava za normalne vrijednosti uticajnih veličina daju im se rezultati mjerenja u različitim uslovima.
Granice normalnih vrednosti uticajnih veličina određene su GOST 8.395-80 „Normalni uslovi za verifikaciju“.
Normalni uslovi za korišćenje mernih instrumenata nisu radni uslovi. Za svaku vrstu mjernog instrumenta, standardi ili tehničke specifikacije utvrđuju prošireni (radni) raspon vrijednosti utjecajnih veličina, unutar kojih se normalizira vrijednost dodatne greške.
Uzima se radni opseg uticajnih veličina, na primjer:
Temperatura okoline od 5 do 50°C (-50 do +50°C);
Relativna vlažnost vazduha od 30 do 80% (ili od 30 do 98%);
Napon napajanja od 187 do 242V itd.
U radnim uslovima može doći do spoljašnjih pojava, uticaja
što ne utiče direktno na očitavanja uređaja (izlazni signal pretvarača), ali može uzrokovati oštećenje i kvar jedinica mjernih instrumenata (agresivni plinovi, prašina, voda itd.). Merni instrumenti se štite od uticaja ovih faktora korišćenjem zaštitnih futrola, poklopaca itd. Osim toga, vanjske mehaničke sile (vibracije, potresi, udarci) mogu utjecati na mjerne instrumente, što dovodi do izobličenja njihovih očitavanja i nemogućnosti izvještavanja. Mjerni instrumenti koji rade pod mehaničkim utjecajem zaštićeni su posebnim uređajima od destruktivnog djelovanja ili povećavaju njihovu snagu.
Ovisno o stepenu zaštite od vanjskih utjecaja i otpornosti na njih, uređaji i pretvarači se dijele na obične, otporne na vibracije, prašinu, prskanje, hermetičke, plinootporne, protueksplozijske itd. Ovo omogućava odabir SI u odnosu na uslove rada.
Šta su mjerni instrumenti?
Merni instrument - to je tehničko sredstvo (ili skup tehničkih sredstava) namijenjeno mjerenjima, standardiziranih tehničkih karakteristika koje reprodukuju i/ili pohranjuju jednu ili više fizičkih veličina, čije se dimenzije pretpostavljaju nepromijenjene u poznatom vremenskom periodu (među- interval verifikacije).
Kada govore o mjernim instrumentima, koriste sljedeće pojmove: SI tip, SI tip.
Pogled merni instrumenti - skup mjernih instrumenata dizajniranih za mjerenje date vrste PV.
Tip merni instrumenti - skup mjernih instrumenata iste namjene, zasnovan na istom principu rada, istog dizajna, proizveden prema istoj tehničkoj dokumentaciji, ali ima različite modifikacije (na primjer, različite granice mjerenja). Tip mjernog instrumenta može uključivati nekoliko tipova, tip može uključivati nekoliko modifikacija.
Klasifikacija mjernih instrumenata može se izvršiti prema različitim kriterijima. U metrologiji, SI se obično klasifikuje prema vrsti, principu rada i metrološkoj namjeni (Slika 10).
Svi mjerni instrumenti su podijeljeni u dvije vrste: mjere i mjerni uređaji. Zauzvrat, ove druge, u zavisnosti od oblika prezentacije mjernih informacija, dijele se na mjerne pretvarače, mjerne instrumente, mjerne instalacije i mjerne sisteme.
Mjera - mjerni instrument dizajniran za reprodukciju i/ili skladištenje PV jedne ili više određenih veličina, čije su vrijednosti izražene u konvencionalnim jedinicama i poznate sa potrebnom preciznošću. Razlikuju se sljedeće vrste mjera:
- nedvosmislena mjera- mjera koja reproducira fizičku veličinu jedne veličine (na primjer, težinu od 1 kg);
- višeznačna mjera- mjera koja reproducira fizičku veličinu različitih veličina (na primjer, linijska mjera dužine - ravnalo);
- set mjera- skup mjera različitih veličina iste fizičke veličine, namijenjen za mjerenje u praksi, kako pojedinačno tako iu različitim kombinacijama (na primjer, skup krajnjih mjera);
- mjere trgovine- skup mjera strukturno spojenih u jedan uređaj, koji sadrži uređaje za njihovo povezivanje u različitim kombinacijama (na primjer, skladište električnih otpora).
Transducer - mjerni instrument koji se koristi za pretvaranje izmjerene veličine u drugu veličinu ili izmjereni signal, pogodan za obradu, skladištenje, daljnje transformacije, prikaz ili prijenos, ali nije podložan direktnoj percepciji od strane posmatrača.
Mjerni uređaj - mjerni instrument dizajniran da generiše signal o vrijednosti izmjerene fizičke veličine u određenom opsegu u obliku dostupnom za direktnu percepciju posmatrača.
Postavka mjerenja - skup funkcionalno kombinovanih mjera, mjernih instrumenata, mjernih pretvarača i drugih uređaja namijenjenih mjerenju jedne ili više fizičkih veličina i smještenih na jednom mjestu.
Mjerne instalacije se obično koriste u naučnim istraživanjima koja se sprovode u laboratorijama, u kontroli kvaliteta i u metrološkim službama za određivanje metroloških karakteristika mjernih instrumenata. Dizajnirani su za prikaz mjernih informacija u obliku pogodnom za direktnu percepciju od strane operatera.
Mjerni sistem - skup funkcionalno kombinovanih mera, mernih instrumenata, mernih pretvarača, računara i drugih tehničkih sredstava smeštenih na različitim tačkama kontrolisanog objekta radi merenja jedne ili više fizičkih veličina karakterističnih za ovaj objekat, a namenjenih za generisanje mernih signala u oblik pogodan za prenos, skladištenje, obradu i upotrebu u automatskim kontrolnim sistemima.
U zavisnosti od namjene, mjerni sistemi se dijele na mjerne informacije, mjerno upravljanje, mjerno upravljanje, mjerno računarstvo itd. Primjer je mjerni sistem termoelektrane, koji sadrži veliki broj mjernih kanala, čiji su senzori razmaknuti. u prostoru na znatnoj udaljenosti jedan od drugog.
Koji su glavni dijelovi mjernih uređaja?
Mjerni uređaji (MD) se sastoje od elemenata koji obavljaju funkcije pretvaranja ulaznog signala prema obliku ili vrsti energije, smirivanja oscilacija, zaštite od polja smetnji, preklapanja kola, predstavljanja, obrade informacija itd.
U mjerne uređaje spadaju:
- element konverzije, u kojem se javlja jedna od brojnih transformacija veličine;
- mjerni krug- skup elemenata mjernog instrumenta koji formiraju kontinuiranu putanju mjernog signala jedne PV od ulaza do izlaza; (za mjerni sistem se zvao mjerni kanal);
- senzorski element- dio mjernog pretvarača u mjernom kolu koji percipira ulazni mjerni signal;
- mjerni mehanizam- skup elemenata mjernog instrumenta koji osiguravaju potrebno kretanje pokazivača (strelica, svjetlosna tačka, itd.). Na primjer, za milivoltmetar, mjerni mehanizam se sastoji od trajnog magneta i pokretnog okvira;
- uređaj za indikaciju- skup elemenata mjernog instrumenta koji omogućavaju vizualnu percepciju vrijednosti mjerene veličine ili veličina koje su s njom povezane;
- pokazivač- dio pokaznog uređaja, čiji položaj u odnosu na oznake skale određuje očitavanja mjernog instrumenta. Pokazivač može biti strelica, svjetlosni snop, površina stupca tekućine u termometru itd.
- uređaj za snimanje- skup elemenata mjernog instrumenta koji bilježe vrijednost veličine koja se mjeri ili je s njom povezana.
Koji su blok dijagrami mjernih uređaja?
Radi lakšeg analiziranja različitih veza mjernih uređaja međusobno i sa autonomnim upravljačkim sredstvima, svaki mjerni uređaj se smatra pretvaračem za pretvaranje ulaznog signala (ulaznog djelovanja) X u izlazni signal (odziv) Y.
Na slici 10 prikazani su blok dijagrami mjernih instrumenata zasnovanih na metodi direktne transformacije (a) - direktnog djelovanja, i inverzne transformacije (poređenje) (b) - balansne ili kompenzacijske transformacije. Blok dijagram određenog uređaja u potpunosti je određen metodom konverzije.
Slika 10 - blok dijagrami mjernih uređaja: a) direktna konverzija; b) inverzna transformacija (poređenje)
Mjerni uređaj zasnovan na metodi direktne konverzije radi na sljedeći način. Izmjerena veličina X ulazi u osjetljivi element 1, gdje se pretvara u drugu fizičku veličinu pogodnu za dalju upotrebu (struja, napon, pritisak, pomak, sila) i ulazi u međuelement 2, koji obično ili pojačava dolazni signal ili pretvara to prema formi. Ponekad element 2 može nedostajati. Izlazni signal elementa 2 se dovodi do mjernog mehanizma 3, čije se kretanje elemenata određuje pomoću uređaja za očitavanje 4. Izlazni signal Y (očitavanje), generiran mjernim mehanizmom, može se percipirati ljudskim osjetilima. .
Karakteristična karakteristika uređaja za poređenje je prisustvo negativne povratne sprege (slika 10, b). Z signal koji proizlazi iz izlaza senzorskog elementa se dovodi do elementa za uporednu konverziju 5 (element za upoređivanje), koji je sposoban da uporedi dve veličine primljene na svom ulazu. Pored Z, na ulaz elementa 5 dovodi se balansni nivo Z nivoa suprotnog predznaka, koji se generiše na izlazu elementa za inverzno pretvaranje 6. Na izlazu elementa 5 se generiše signal koji je proporcionalan razlika u vrijednostima Z Z nivoa. Ulazi u međutransformatorski element 2 čiji se izlazni signal istovremeno šalje na mjerni mehanizam 3 i na ulaz elementa 6. U zavisnosti od vrste međutransformacija elementa 2, za svaku vrijednost mjernog parametra i odgovarajući vrijednost Z, razlika (Z Z ur) primljena na ulaznom elementu 5, može se smanjiti na 0 ili imati neku malu vrijednost proporcionalnu izmjerenoj vrijednosti.
Koji elementi uređaja za očitavanje se koriste za dobijanje očitanja sa mjernih instrumenata?
Indikacija je vrijednost veličine ili broja na pokazivaču mjernog instrumenta, izražena u prihvaćenim jedinicama ove veličine. Uređaj za čitanje je digitalni displej, ili češće vaga sa pokazivačem. Za uređaje za očitavanje skale uobičajeno je koristiti niz koncepata prikazanih na slici 11.
Scalemerni instrumenti- dio pokaznog uređaja, koji je uređena serija oznaka zajedno s njima pridruženom numeracijom. Oznake se mogu nanositi ravnomjerno ili neravnomjerno u zavisnosti od vrste skale.
Oznaka na skali- znak na skali mjernog instrumenta (crtica, zub, tačka, itd.), koji čini određenu vrijednost fizičke veličine.
Slični dokumenti
Opšta svojstva mjernih instrumenata, klasifikacija grešaka. Praćenje jednosmjernih i naizmjeničnih struja i napona. Digitalni pretvarači i instrumenti, elektronski osciloskopi. Mjerenje vremensko-frekventnih parametara signala telekomunikacionih sistema.
kurs predavanja, dodato 20.05.2011
Srednja kvadratna greška rezultata mjerenja. Određivanje intervala pouzdanosti. Sistematska greška u mjerenju količine. RMS vrijednost napona. Metoda indirektnih mjerenja. Primjena digitalnih mjerača frekvencije.
test, dodano 30.11.2014
Elementi teorije grešaka. Ispravka za sistematsku grešku. Aritmetička sredina serije nezavisnih mjerenja napona. Mjerenje struje i napona. Relativna greška ljuljanja pulsa. Primjena katodnog osciloskopa.
test, dodano 17.01.2012
Obrada većeg broja fizičkih mjerenja: sistematska greška, interval povjerenja, prisustvo grube greške (promašaj). Indirektna mjerenja veličina sa matematičkom zavisnošću, temperaturni koeficijenti magnetoelektričnog sistema.
test, dodano 17.06.2012
Mjerenje fizičkih veličina i klasifikacija grešaka. Određivanje grešaka u direktnim i indirektnim mjerenjima. Grafička obrada rezultata mjerenja. Određivanje odnosa specifičnih toplotnih kapaciteta gasova metodom Clémenta i Desormesa.
priručnik za obuku, dodan 22.06.2015
Direktni i indirektni tipovi mjerenja fizičkih veličina. Apsolutne, relativne, sistematske, slučajne i srednje aritmetičke greške, standardna devijacija rezultata. Procjena greške u proračunima napravljenim čeljustima.
test, dodano 25.12.2010
Suština fizičke veličine, klasifikacija i karakteristike njenih mjerenja. Statička i dinamička mjerenja fizičkih veličina. Obrada rezultata direktnih, indirektnih i zajedničkih mjerenja, standardizacija oblika njihovog prikaza i procjena nesigurnosti.
predmetni rad, dodato 12.03.2013
Klasifikacija mjernih instrumenata. Koncept strukture standardnih mjera. Jedinstven opšteprihvaćen sistem jedinica. Proučavanje fizičkih osnova električnih mjerenja. Klasifikacija električne mjerne opreme. Digitalni i analogni mjerni instrumenti.
sažetak, dodan 28.12.2011
Mjerenje fizičke veličine kao skup operacija za korištenje tehničkog sredstva koje pohranjuje jedinicu fizičke veličine. Osobine klasifikacije mjerenja. Razlike između direktnih, indirektnih i agregatnih mjerenja. Metode poređenja i odstupanja.
prezentacija, dodano 02.08.2012
Strukturni i klasifikacioni model jedinica, tipova i sredstava merenja. Vrste grešaka, njihova procjena i obrada u Microsoft Excel-u. Određivanje klase tačnosti rutera, magnetoelektričnog uređaja, infracrvenog termometra, prenosive vage.
Fizika je eksperimentalna nauka. Njeni zakoni su zasnovani na činjenicama utvrđenim empirijski. Međutim, samo eksperimentalne metode fizičkog istraživanja nisu dovoljne da se dobije potpuno razumijevanje fenomena koje proučava fizika.
Moderna fizika naširoko koristi teorijske metode istraživanja fizike, koje uključuju analizu podataka dobijenih iz eksperimenata, formulisanje zakona prirode, objašnjenje specifičnih pojava na osnovu ovih zakona, i što je najvažnije, predviđanja i teorijsko opravdanje (sa široko rasprostranjenim upotreba matematičkih metoda) novih pojava.
Teorijske studije se ne izvode sa određenim fizičkim tijelom, već sa njegovim idealiziranim analogom - fizičkim modelom koji ima mali broj osnovnih svojstava tijela koje se proučava. Na primjer, u toku proučavanja određenih vrsta mehaničkog kretanja koristi se model fizičkog tijela - materijalna tačka.
Ovaj model se koristi ako dimenzije tijela nisu bitne za teorijski opis njegovog kretanja, odnosno u modelu "materijalne tačke" uzima se u obzir samo masa tijela, a oblik tijela i njegove dimenzije se ne uzimaju u obzir.
Kako izmjeriti fizičku veličinu
Definicija 1
Fizička veličina je karakteristika koja je zajednička mnogim materijalnim objektima ili pojavama u kvalitativnom smislu, ali može dobiti individualno značenje za svaki od njih.
Mjerenje fizičkih veličina je niz eksperimentalnih operacija za pronalaženje fizičke veličine koja karakterizira predmet ili fenomen. Izmjeriti znači uporediti izmjerenu veličinu sa drugom homogenom veličinom, uzetom kao standard.
Mjerenje se završava određivanjem stepena aproksimacije pronađene vrijednosti pravoj vrijednosti ili pravom prosjeku. Pravi prosjek karakteriziraju vrijednosti koje su statističke prirode, na primjer, prosječna visina osobe, prosječna energija molekula plina i slično. Parametri kao što su tjelesna težina ili zapremina karakteriziraju se pravom vrijednošću. U ovom slučaju možemo govoriti o stepenu aproksimacije pronađene prosječne vrijednosti fizičke veličine njenoj pravoj vrijednosti.
Mjerenja mogu biti ili direktna, kada se željena veličina pronalazi direktno iz eksperimentalnih podataka, ili indirektna, kada se konačni odgovor na pitanje pronađe kroz poznate odnose između fizičke veličine. Zanimaju nas i količine koje se mogu dobiti eksperimentalno direktnim mjerenjem.
Put, masa, vrijeme, sila, napon, gustina, pritisak, temperatura, osvjetljenje - to nisu svi primjeri fizičkih veličina s kojima su se mnogi upoznali tokom studija fizike. Izmjeriti fizičku veličinu znači uporediti je sa homogenom veličinom uzetom kao jedinicom.
Mjerenja mogu biti direktna ili indirektna. U slučaju direktnih mjerenja, veličina se upoređuje sa svojom jedinicom (metar, sekunda, kilogram, amper, itd.) pomoću mjernog uređaja kalibriranog u odgovarajućim jedinicama.
Glavne eksperimentalno mjerene veličine su udaljenost, vrijeme i masa. One se mjere, na primjer, pomoću mjerne trake, sata i skale (ili vage). Postoje i instrumenti za merenje složenih veličina: brzinomeri se koriste za merenje brzine tela, ampermetri se koriste za određivanje jačine električne struje itd.
Glavne vrste mjernih grešaka
Nesavršenost mjernih instrumenata i ljudskih osjetila, a često i priroda same mjerene vrijednosti, dovode do toga da se rezultat bilo kojeg mjerenja dobije sa određenom tačnošću, odnosno eksperiment ne daje pravu vrijednost izmjerene vrijednosti. vrijednosti, ali prilično blizu.
Tačnost mjerenja je određena blizinom ovog rezultata pravoj vrijednosti izmjerene vrijednosti ili pravom prosjeku kvantitativna mjera tačnosti mjerenja. Općenito, prikazana je apsolutna greška mjerenja.
Glavne vrste grešaka mjerenja uključuju:
- Grube greške (promašaji) koje nastaju kao rezultat nemara ili nepažnje eksperimentatora. Na primjer, očitavanje izmjerene vrijednosti je slučajno obavljeno bez potrebnih instrumenata, broj na skali je pogrešno očitan i slično. Ove greške je lako izbjeći.
- Slučajne greške nastaju iz različitih razloga, čiji je učinak različit u svakom eksperimentu, ne mogu se unaprijed predvidjeti. Ove greške podliježu statističkim zakonima i izračunavaju se korištenjem metoda matematičke statistike.
- Sistematske greške nastaju kao rezultat pogrešne metode mjerenja, neispravnosti instrumenata itd. Jedna od vrsta sistematskih grešaka su greške instrumenata koje određuju tačnost merenja instrumenata. Prilikom očitavanja, rezultat mjerenja se neizbježno zaokružuje, uzimajući u obzir vrijednost podjele i, shodno tome, tačnost uređaja. Ove vrste grešaka se ne mogu izbjeći i moraju se uzeti u obzir zajedno sa slučajnim greškama.
Predložene smjernice daju konačne formule teorije grešaka neophodne za matematičku obradu rezultata mjerenja.
Područje u SI sistemu
Površina, zapremina i brzina su izvedene iz osnovnih mjernih jedinica.
U proračunima se koriste i višestruke jedinice; Na primjer: 1 km = 1000 m, 1 dm = 10 cm (centimetara), 1 m = 100 cm, 1 kg = 1000 g ili privatne jedinice, cijeli stepen manji od utvrđene mjerne jedinice: 1 cm = 0,01 m, 1 mm = 0,1 cm.
Vremenske jedinice su malo drugačije: 1 minuta. = 60 s, 1 sat = 3600 s. Kvocijent je samo 1 ms (milisekunda) = 0,001 s i 1 μs (mikrosekunda) = 10-6 s.
Slika 1. Spisak fizičkih veličina. Author24 - online razmjena studentskih radova
Mjerenja i mjerni instrumenti
Merenja i merni instrumenti obuhvataju:
- Mjerni instrumenti su uređaji kojima se mjere fizičke veličine.
- Skalarne fizičke veličine su fizičke veličine koje su određene samo numeričkim vrijednostima.
- Fizička količina je fizičko svojstvo materijalnog objekta, fizičke pojave, procesa koji se može kvantitativno okarakterisati.
- Vektorske fizičke veličine su fizičke veličine koje karakterizira numerička vrijednost i smjer. Vrijednost vektorske veličine naziva se njezin modul.
- Dužina je udaljenost od tačke do tačke.
- Površina je veličina koja određuje veličinu površine, jedno od glavnih svojstava geometrijskih oblika.
- Volumen je kapacitet geometrijskog tijela, odnosno dijela prostora ograničenog zatvorenim površinama.
- Pomjeranje tijela je usmjereni segment povučen od početnog položaja tijela do njegovog konačnog položaja.
- Masa je fizička veličina, koja je jedna od glavnih karakteristika tijela, obično se označava latiničnim slovom m.
- Gravitacija je sila kojom Zemlja privlači objekte.
