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“जैसे ही वे मापना शुरू करते हैं, विज्ञान शुरू हो जाता है। माप के बिना सटीक विज्ञान अकल्पनीय है।
प्रकृति में माप और वजन ज्ञान के मुख्य साधन हैं।”
/डी.आई.मेंडेलीव/
ए) शैक्षिक
छात्र को सीखना चाहिए:
भौतिक मात्रा और माप की इकाइयों की अवधारणा;
भौतिक मात्राएँ मापने की विधियाँ;
विभाजन मूल्य और त्रुटि निर्धारित करने के लिए एल्गोरिदम।
बी) विकास करना
छात्र को सक्षम होना चाहिए:
माप उपकरणों का विभाजन मूल्य और रीडिंग निर्धारित करें;
त्रुटियों को ध्यान में रखते हुए माप परिणामों को रिकॉर्ड करें।
ग) शैक्षिक:
विषय के ऐतिहासिक पहलुओं का अध्ययन करते हुए देशभक्ति और नागरिकता की शिक्षा; संयुक्त गतिविधियों की प्रक्रिया में संचार का विकास।
पाठ संरचना:
| № | पाठ चरण | गतिविधि का स्वरूप | समय |
| 1 | संगठनात्मक क्षण | कार्य वातावरण बनाना | 1-2 मि. |
| 2 | होमवर्क की जाँच करना | परीक्षा | 5 मिनट। |
| 3 | ज्ञान को अद्यतन करना | प्रयोग | 5 मिनट |
| 4 | नई मांस सामग्री की खोज | अनुमानी बातचीत, फिल्म का टुकड़ा देखना, भौतिक उपकरणों और फ्लैशकार्ड के साथ काम करना | 20 मिनट। |
| 5 | समेकन | विषय पर कार्यों का स्वतंत्र समापन | दस मिनट। |
| 6 | प्रतिबिंब | सवालों पर जवाब | 2-3 मि. |
उपकरण:
- प्रस्तुतियाँ प्रदर्शित करने के लिए मल्टीमीडिया प्रोजेक्टर;
- प्रयोग के लिए तीन गिलास गर्म, गुनगुना और ठंडा पानी,
- रूलर, पेंसिल, थर्मामीटर (c = 1° C), बीकर।
- एक बीकर और एक थर्मामीटर को विभाजित करने की कीमत निर्धारित करने के लिए व्यक्तिगत शैक्षिक कार्ड।
कक्षाओं के दौरान
1)संगठनात्मक क्षण.
2) होमवर्क जांचना:
पिछले पाठ की सामग्री पर आधारित एक नियंत्रण परीक्षण (परिशिष्ट संख्या 1 देखें)।
3) ज्ञान को अद्यतन करना।
आइए एक प्रयोग करें. तीन गिलासों में गर्म, गुनगुना और ठंडा पानी है। अपने बाएं हाथ की एक उंगली को गर्म पानी में डुबोएं, उसे थोड़ा पकड़ें और गर्म पानी में डालें। गर्म पानी आपको...(ठंडा) लगेगा। अब अपने दाहिने हाथ की उंगली को ठंडे पानी में और फिर गर्म पानी में डुबोएं। पानी कैसा लगेगा?... (गर्म)। लेकिन पानी तो नहीं बदला? यह निश्चित करने के लिए कि गिलास में पानी किस प्रकार का है, क्या करने की आवश्यकता है? (बातचीत के दौरान हम निष्कर्ष पर पहुंचे):
निष्कर्ष: कभी-कभी हमारी भावनाएँ हमें धोखा दे सकती हैं, और इसलिए अवलोकनों और प्रयोगों की प्रक्रिया में कुछ मात्राओं का मापन करना आवश्यक है।
4) नई सामग्री का अध्ययन.
इन मात्राओं को भौतिक कहा जाता है, और इनमें से कई राशियाँ आप गणित और प्राकृतिक विज्ञान से पहले से ही परिचित हैं (उदाहरण के लिए: लंबाई, द्रव्यमान, क्षेत्रफल, गति, आदि)। माप विज्ञान और हमारे आस-पास के जीवन दोनों में अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।
महान रूसी वैज्ञानिक डी.आई. मेंडेलीव ने यह कहा: (स्लाइड 1) “जैसे ही वे मापना शुरू करते हैं, विज्ञान शुरू होता है। माप के बिना सटीक विज्ञान अकल्पनीय है। प्रकृति में माप और वजन ज्ञान के मुख्य साधन हैं।”
और इसीलिए आज के पाठ का विषय है: "भौतिक मात्राओं का मापन"
(स्लाइड 3)। आज हमें निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर देने की आवश्यकता है:
- आपको माप की आवश्यकता क्यों है?
- भौतिक मात्रा क्या है?
- किसी भौतिक मात्रा को कैसे मापें?
प्रयोग पर चर्चा की प्रक्रिया में हम पहले प्रश्न का उत्तर पहले ही दे चुके हैं, तो चलिए दूसरे प्रश्न पर चलते हैं:
भौतिक मात्रा क्या है?
आइये एक बार फिर अनुभव की ओर लौटते हैं। अपने हाथों में एक थर्मामीटर लें, इसे पहले गिलास पानी में डालें, थोड़ा इंतजार करें और पानी का तापमान बताएं। ( पाठ के इस चरण में, यह माप सटीक नहीं हो सकता है, लेकिन यह हमें किसी वस्तु की मात्रात्मक विशेषता के रूप में भौतिक मात्रा की अवधारणा को पेश करने की अनुमति देगा)
- अब बचे हुए गिलासों में भी इसी तरह तापमान मापें. परिणामों को अपनी नोटबुक में आरोही क्रम में लिखें।
/ उदाहरण के लिए: 20°, 40°, 60°/
अब हम आसानी से पता लगा सकते हैं कि कौन सा पानी कौन सा है। तापमान एक संख्या से निर्धारित होता है, और संख्या जितनी अधिक होगी, पानी उतना ही गर्म होगा। और हम सामान्य परिभाषा को एक नोटबुक में लिख सकते हैं: (स्लाइड 4)
भौतिक मात्रा किसी पिंड या पदार्थ की एक मात्रात्मक (संख्यात्मक) विशेषता है। इसे लैटिन वर्णमाला के अक्षरों द्वारा दर्शाया जाता है, उदाहरण के लिए:
एम - द्रव्यमान, टी - समय, एल - लंबाई।
संख्यात्मक मान को छोड़कर किसी भी भौतिक मात्रा में माप की इकाइयाँ होती हैं।
उदाहरण के लिए: चॉकलेट बार के रैपर पर लिखा होता है: "वजन 100 ग्राम।"
द्रव्यमान है.. (भौतिक मात्रा)
100 है...(संख्यात्मक मान)
जी - ग्राम है... (माप की इकाई)।
अब इसे स्वयं आज़माएँ:
मेरी ऊंचाई 164 सेमी है.
ऊँचाई (लंबाई) है... (भौतिक मात्रा)
164 है.., (संख्यात्मक मान)
सेमी है..(माप की इकाई)
इसलिए, जब हम किसी मात्रा को मापते हैं, तो हम उसकी तुलना माप की कुछ इकाइयों से करते हैं। आइए परिभाषा लिखें: (स्लाइड 5)
किसी भौतिक राशि को मापने का अर्थ है उसकी तुलना करना माप की एक इकाई के रूप में लिए गए सजातीय मान के साथ। अब हमारे सामने मुख्य प्रश्न रह गया है: किसी भौतिक मात्रा को कैसे मापें? आइए देखें कि कार्टून पात्रों ने मापना कैसे सीखा। आपको सवालों के जवाब देने होंगे: (स्लाइड 6)।
- फ़िल्म में पात्रों ने कौन सी भौतिक मात्रा मापी?
- किस इकाई में?
- आपने किससे नापा?
- क्या यह सही है? क्यों?
स्लाइड 7 (कार्टून का टुकड़ा देखना)। उत्तरों की चर्चा/स्लाइड 6/ पर लौटें।
केवल बोआ कॉन्स्ट्रिक्टर और उनके दोस्तों को ही ऐसी कठिनाइयों का सामना नहीं करना पड़ा। प्राचीन काल से, रूस के पास दूरियों, द्रव्यमान और आयतन की माप की अपनी इकाइयाँ रही हैं (स्लाइड 8)। और यद्यपि अब हम शायद ही उनका उपयोग करते हैं, उन्हें कहावतों और कहावतों, परियों की कहानियों और कविताओं में संरक्षित किया गया है। इन कथनों का अर्थ स्पष्ट करें।माप में भ्रम से बचने के लिए. रूस में, 16वीं और 17वीं शताब्दी में, पूरे देश के लिए उपायों की एक एकीकृत प्रणाली बनाई गई थी। 1736 में, सीनेट ने वज़न और माप आयोग बनाने का निर्णय लिया। आयोग ने अनुकरणीय उपाय - मानक बनाए। 1807 तक, तीन अर्शिन मानक बनाए गए (सेंट पीटर्सबर्ग में संग्रहीत): क्रिस्टल, स्टील और तांबा। उन्हें पहले ही लंबाई के अंग्रेजी माप - फुट और इंच - के अनुरूप लाया जा चुका था। अन्य देशों के साथ व्यापार संबंध विकसित करने की आवश्यकता के कारण यह आवश्यक था - आखिरकार, 18वीं शताब्दी की शुरुआत में ही विभिन्न देशों में विभिन्न आकारों की 400 इकाइयाँ थीं! एक-दूसरे को अच्छी तरह से समझने के लिए, इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ़ यूनिट्स (SI) बनाई गई, जहाँ प्रत्येक मात्रा को अपना स्वयं का पदनाम और माप की इकाई सौंपी गई। (स्टैंड "इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ़ यूनिट्स") सभी भौतिक मात्राएँ यहाँ दर्शाई गई हैं, और हम उनका अध्ययन भौतिकी पाठ्यक्रम में करेंगे। आइए आज सबसे महत्वपूर्ण बात पर ध्यान दें। मात्राएँ बुनियादी और व्युत्पन्न हैं। अपनी नोटबुक में बुनियादी भौतिक मात्राओं की माप की इकाइयाँ लिखें:
द्रव्यमान - किग्रा (किलोग्राम), लंबाई - मी (मीटर), समय - एस (सेकंड)
लेकिन द्रव्यमान भी मापा जा सकता है... (में ग्राम, मिलीग्राम, टन)।आपने अपने गणित पाठ्यक्रम में पहले ही इसका अध्ययन कर लिया है। लंबाई किस इकाई में मापी जाती है? समय? SI प्रणाली को दशमलव प्रणाली कहा जाता है। सभी सजातीय मात्राएँ आपस में जुड़ी हुई हैं।
1 किलोग्राम = 1000 (10 3) ग्राम 1 किलोमीटर = 1000 (10 3) मी
1 मिलीग्राम = 0.001 ग्राम 1 मिलीमीटर = 0.001 मी
एक विशेष तालिका है जिसका उपयोग माप की इकाइयों को परिवर्तित करने के लिए किया जाता है: (परिशिष्ट 2 देखें)
आज हमें माप उपकरणों का सही ढंग से उपयोग करना सीखना चाहिए।
आपने आज पहले ही पानी का तापमान माप लिया है। तो, आपको मापने की क्या आवश्यकता है? सबसे पहले, आपके पास एक उपकरण होना चाहिए, और दूसरा, आपको इसका उपयोग करने में सक्षम होना चाहिए। एक प्रसिद्ध रूलर लंबाई मापने का एक उपकरण है। तापमान को एक अन्य उपकरण - थर्मामीटर से मापा जाता है।
मापने का उपकरण किसी भी भौतिक मात्रा को मापने के लिए एक उपकरण है।
(स्लाइड 9.) यहां आप विभिन्न माप उपकरण देखते हैं: थर्मामीटर, स्पीडोमीटर, जल मीटर, दबाव नापने का यंत्र।
वे सभी बहुत अलग हैं, लेकिन उनमें समानताएं हैं। प्रत्येक उपकरण में विभाजनों और संख्याओं वाला एक पैमाना होना चाहिए।
पैमाने पर सबसे बड़े मान को ऊपरी सीमा कहा जाता है, सबसे छोटे को निचली सीमा कहा जाता है। आपके डेस्क पर मौजूद उपकरणों की सीमाएँ नाम दें।
आज हमने आपका तापमान पहले ही माप लिया है। आइए अब एक विशेष उपकरण - एक बीकर का उपयोग करके पानी की मात्रा निर्धारित करने का प्रयास करें। आयतन एमएल या घन सेमी में मापा जाता है। इस बीकर में कितना पानी है? / 200 मि.ली/. और अब उन्होंने बीकर में एक पत्थर डाला, और वहां अधिक पानी था। कितने? / उत्तर शायद अलग-अलग होंगे, जो हमें विभाजन मूल्य की अवधारणा को पेश करने की अनुमति देगा/
इस प्रश्न का सही उत्तर देने के लिए, आपको यह निर्धारित करने की आवश्यकता है विभाजन मूल्य, यानी पैमाने पर सबसे छोटे अंतर का मूल्य।
ऐसा करने के लिए आपको चाहिए: (स्लाइड 11)
- दो निकटतम संख्याओं का चयन करें (उदाहरण के लिए, 400 मिली और 200 मिली)
- उनके बीच अंतर ज्ञात कीजिए (400 मिली - 200 मिली = 200 मिली)
- उनके बीच विभाजनों की संख्या गिनें (10)
- अंतर को प्रभागों की संख्या से विभाजित करें (200 मिली: 10 = 20 मिली)
आइए डिवाइस की डिवीज़न कीमत निर्धारित करने का सूत्र लिखें:
सी = 400 -200/10 = 20 मिली
अब इसे स्वयं आज़माएँ: (स्लाइड 12)
विभाजन मान को जानकर, आप डिवाइस की रीडिंग निर्धारित कर सकते हैं। यदि थर्मामीटर 25° से ऊपर 5 डिवीजन दिखाता है, और एक डिवीजन 1° दिखाता है, तो अंतिम परिणाम होगा ... (25°)। एक मेडिकल थर्मामीटर 37° से एक डिविजन कम दिखाता है, इसका डिविजन मान 0.1° होता है, यानी तापमान 36.9° होता है।
थर्मामीटर डिवीजन की कीमत स्वतंत्र रूप से निर्धारित करने के लिए कार्ड का उपयोग करें ( उन लोगों के लिए जिन्होंने कार्य में अच्छी तरह से महारत हासिल कर ली है और कार्य को शीघ्रता से पूरा कर लिया है, आप उन्हीं कार्डों का उपयोग करके बीकर के साथ कार्यों की पेशकश कर सकते हैं)
माप त्रुटि।
अब, कृपया पाठ्यपुस्तक "भौतिकी 7" की चौड़ाई निर्धारित करें और अपना परिणाम अपनी नोटबुक में लिखें। आइए आपके माप की तुलना करें।
पाठ्यपुस्तक समान क्यों है, लेकिन लंबाई मान भिन्न हैं?
/चर्चा के दौरान हम इस निष्कर्ष पर पहुंचे:/
दुर्भाग्य से, कोई भी माप है त्रुटि, यानी त्रुटि (स्लाइड 13). त्रुटि डिवाइस पर ही (वाद्य त्रुटि) और हम कैसे मापते हैं (माप त्रुटि) दोनों पर निर्भर करती है। क्या माप त्रुटि दर्शाई गई है? (डेल्टा) और आधे विभाजन मूल्य के बराबर है:
त्रुटि दर्शाती है कि हमने कितनी गलती की (ऊपर या नीचे)। इसलिए, अंतिम माप परिणाम आमतौर पर इस प्रकार लिखा जाता है:
t = 25°± 0.5° (पहले थर्मामीटर के लिए)
t = 36.9° ± 0.05° (दूसरे थर्मामीटर के लिए)
इसका मतलब है कि वास्तविक तापमान पहले थर्मामीटर के लिए 24.5° से 25.5° और दूसरे के लिए 36.85° से 36.95° तक होता है।
अब मुझे बताओ: कौन सा थर्मामीटर तापमान को अधिक सटीकता से मापेगा?
आइए निष्कर्ष को अपनी नोटबुक में लिखें:
विभाजन मान जितना कम होगा, डिवाइस का माप उतना ही अधिक सटीक होगा।
आज हमने कक्षा में जो माप किए, उन्हें प्रत्यक्ष कहा जाता है। इन्हें उपकरणों का उपयोग करके बनाया जाता है। कुछ मात्राएँ तुरंत निर्धारित नहीं की जा सकतीं। उदाहरण के लिए: आप डेस्क का क्षेत्रफल कैसे निर्धारित करते हैं?यह सही है, आपको लंबाई और चौड़ाई मापने की आवश्यकता है। ऐसे मापों को अप्रत्यक्ष कहा जाता है।
5. समेकन.
आज कक्षा में आपने बहुत सी नई चीज़ें सीखीं। आइए सबसे महत्वपूर्ण बात फिर से याद रखें:
यह क्या है? संभावित उत्तर:
मिनट - ... 1. माप की इकाई
तुला-... 2. भौतिक मात्रा
समय-... 3. मापने का उपकरण
संतुलन-... 4. भौतिक घटना
वज़न - ...
आइए अब निम्नलिखित कार्य पूरा करें: (स्लाइड 14-15)
6. प्रतिबिंब:
वाक्य जारी रखें:
अब मुझे पता है…
और मैं भी कर सकता हूँ...
और अधिक जानना दिलचस्प होगा...
7. गृहकार्य: (स्लाइड 16)। § 4.5 (पाठ्यपुस्तक "भौतिकी 7" पेरीश्किन ए.वी.)
साहित्य
1. पेरीश्किन ए.वी. भौतिकी 7, शिक्षा, 2008
2. फायरप्लेस ए.एल. भौतिक विज्ञान। विकासात्मक प्रशिक्षण. 7वीं कक्षा, फीनिक्स, 2003
3. गेंडेनशेटिन एल.ई., किरिक एल.ए., गेल्फगैट आई.एम. समाधान के उदाहरणों के साथ प्राथमिक विद्यालय के लिए भौतिकी की समस्याएं, इलेक्सा, 2005।
4. खन्नानोव एन.के., खन्नानोवा टी.ए. भौतिक विज्ञान। परीक्षण. 7, बस्टर्ड, 2005
भौतिक प्रयोग का कार्य विभिन्न भौतिक राशियों के बीच संबंध स्थापित करना और उनका अध्ययन करना है। इसके अलावा, प्रयोग के दौरान अक्सर इन भौतिक मात्राओं को मापना आवश्यक होता है। किसी भौतिक राशि को मापने का अर्थ है उसकी तुलना एक इकाई के रूप में ली गई समान भौतिक मात्रा से करना।
माप माप उपकरणों का उपयोग करके भौतिक मात्रा के मूल्य का प्रयोगात्मक निर्धारण है। मापने के उपकरणों में शामिल हैं: 1) माप (वजन, मापने के कप, आदि); 2) स्केल या डिजिटल डिस्प्ले (स्टॉपवॉच, एमीटर, वोल्टमीटर, आदि) के साथ मापने वाले उपकरण; 3) मापने और कंप्यूटिंग सिस्टम, जिसमें मापने के उपकरण और कंप्यूटर उपकरण शामिल हैं।
किसी भौतिक मात्रा को मापने के लिए, आपको: 1) इस मात्रा के लिए माप की एक इकाई का चयन करना होगा; 2) आवश्यक सटीकता के साथ स्थापित इकाइयों में कैलिब्रेटेड माप उपकरणों का चयन करें; 3) सबसे उपयुक्त माप तकनीक चुनें; 4) उपलब्ध साधनों का उपयोग करके, किसी दिए गए मूल्य का माप करना; 5) माप में अनुमत त्रुटि का आकलन दें।
परिणाम प्राप्त करने की विधि के आधार पर मापों को विभाजित किया जाता है सीधाऔर अप्रत्यक्ष. प्रत्यक्षमाप उपकरणों का उपयोग करके माप किए जाते हैं जो सीधे अध्ययन के तहत मूल्य निर्धारित करते हैं (उदाहरण के लिए, एक शासक का उपयोग करके लंबाई मापना, तराजू का उपयोग करके शरीर का वजन मापना, स्टॉपवॉच का उपयोग करके समय मापना)। हालाँकि, प्रत्यक्ष माप हमेशा संभव, सुविधाजनक नहीं होते हैं, या उनमें आवश्यक सटीकता और विश्वसनीयता नहीं होती है। इन मामलों में उपयोग करें अप्रत्यक्षमाप जिसमें किसी मात्रा का वांछित मान इस मात्रा और उन मात्राओं के बीच ज्ञात संबंध द्वारा पाया जाता है जिनका मान प्रत्यक्ष माप द्वारा पाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आयतन की गणना किसी वस्तु के मापे गए रैखिक आयामों से की जा सकती है, शरीर के द्रव्यमान की गणना ज्ञात घनत्व और आयतन से की जा सकती है, आदि। इस प्रकार, किसी भी मात्रा का मूल्य प्रत्यक्ष माप और अप्रत्यक्ष माप दोनों द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक तार का प्रतिरोध मान एक उपकरण - एक ओममीटर का उपयोग करके और कंडक्टर के माध्यम से बहने वाले वर्तमान के मापा मूल्यों और उस पर वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर गणना का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। प्रत्येक विशिष्ट मामले के लिए भौतिक मात्रा को मापने की विधि का चुनाव सुविधा, परिणाम प्राप्त करने की गति, आवश्यक सटीकता और विश्वसनीयता को ध्यान में रखते हुए अलग से तय किया जाता है।
प्रत्येक भौतिक प्रयोग में अध्ययन के तहत वस्तु को तैयार करना और उपकरणों को मापना, प्रयोग की प्रगति और उपकरण रीडिंग की निगरानी करना, रीडिंग और माप परिणामों को रिकॉर्ड करना शामिल है।
उपकरण को मापनाएक उपकरण कहा जाता है जो आपको मापी गई मात्रा के मूल्यों को सीधे निर्धारित करने की अनुमति देता है।
प्रत्येक माप उपकरण में माप परिणामों के बारे में जानकारी प्रदर्शित करने के लिए एक रीडिंग डिवाइस होता है। सबसे सरल रीडिंग डिवाइस में एक स्केल और एक पॉइंटर होता है।
पैमानाएक निश्चित रेखा पर लगाए गए चिह्नों का एक समूह है। चिह्नों के बीच के रिक्त स्थान को स्केल डिवीजन कहा जाता है। संदर्भ में आसानी के लिए, अलग-अलग चिह्नों को अलग किया जाता है, उनकी लंबाई या मोटाई बढ़ाई जाती है, और संख्याओं के साथ चिह्नित किया जाता है।
सूचकयह एक तीर या स्ट्रोक के रूप में किया जाता है जो पैमाने के साथ चल सकता है। कुछ उपकरणों में, एक रेखा की छवि वाला एक प्रकाश स्थान पैमाने के साथ चलता है।
डिजिटल डिस्प्ले वाले उपकरण हैं, जिनमें मापे गए मूल्य की जानकारी एक विशेष डिस्प्ले के माध्यम से प्रदर्शित संख्या के रूप में प्रदान की जाती है।
प्रत्येक डिवाइस के लिए, आप मापे गए मान का एक अंतराल चुन सकते हैं, जिसके भीतर यह सुरक्षित रूप से काम कर सकता है और विश्वसनीय परिणाम दे सकता है। इस अंतराल को कहा जाता है कार्यशील माप सीमा. यदि निर्धारित किया जाने वाला मान इससे कम है निचली सीमाऑपरेटिंग रेंज, माप परिणाम बहुत अधिक मोटा होगा या उपकरण रीडिंग को शून्य से बिल्कुल भी अलग नहीं किया जा सकता है। यदि मापा गया मान अधिक है ऊपरी सीमा, तो उपकरण क्षतिग्रस्त हो सकता है।
संवेदनशीलताएक मापने वाले उपकरण की विशेषता मापी गई मात्रा में छोटे बदलावों पर प्रतिक्रिया करने की क्षमता होती है। संवेदनशीलता सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:
=S / x ,
जहां S रीडिंग डिवाइस पॉइंटर की गति है जब मापा गया मान x द्वारा बदलता है।
यदि संपूर्ण ऑपरेटिंग रेंज में संवेदनशीलता स्थिर रहती है, तो स्केल की शुरुआत और अंत में मान x में समान परिवर्तन S सूचक के समान आंदोलनों के अनुरूप होते हैं। इस मामले में, डिवाइस है पैमानासमान विभाजनों के साथ, वर्दी कहा जाता है. यदि डिवाइस की संवेदनशीलता स्थिर नहीं है, तो रेंज के विभिन्न हिस्सों में मापा मूल्य में समान परिवर्तन पॉइंटर के असमान आंदोलनों के अनुरूप होते हैं। इन मामलों में तराजू सामने आते हैं असमान.
पैमाने के विभाजन की कीमत पर साथ एक्समापी गई मात्रा में परिवर्तन को कहा जाता है जिसके कारण सूचक एक भाग को स्थानांतरित कर देता है। सूचक को n ऐसे विभाजनों से हिलाने से संकेत मिलता है कि मापा गया मान x = nС Х से बदल गया है।
यह संकेत करता है विभाजन मूल्य निर्धारित करने का नियम: मापी गई मात्रा x के मानों में अंतर, जो निकटतम डिजिटलीकृत चिह्नों से मेल खाता है, को इन चिह्नों के बीच n विभाजनों की संख्या से विभाजित किया जाना चाहिए, अर्थात
सी एक्स = x / एन.
उदाहरण के लिए, एक स्टूडेंट रूलर पर संख्या 7 और 8 उसके मूल से 7 सेमी और 8 सेमी की दूरी के अनुरूप हैं। इन दूरियों के बीच का अंतर x = 8 सेमी -7 सेमी = 1 सेमी = 10 मिमी है। संकेतित चिह्नों के बीच विभाजनों की संख्या n = 10 है। इसलिए,
सी एक्स = x / एन = 10 मिमी /10 = 1 मिमी।
असमान पैमाने वाले उपकरण होते हैं, जिनमें पैमाने के एक भाग से दूसरे भाग में जाने पर विभाजनों का मान बदल जाता है। उदाहरण के तौर पर, चित्र 1 एक ओममीटर स्केल दिखाता है। 0.5 ओम तक के क्षेत्र में विभाजन मूल्य 0.05 ओम है, 0.5 ओम से 2 ओम तक के क्षेत्र में यह 0.1 ओम है। अन्य क्षेत्रों में विभाजनों का मान स्वयं निर्धारित करें और चित्र में दिखाए गए ओममीटर की रीडिंग पढ़ें। 1.
पर उलटी गिनती पढ़नाउपकरण, आपको उस पैमाने पर उस बिंदु पर उपकरण प्रभागों का मान निर्धारित करना चाहिए जहां सूचक स्थित है।
सही रीडिंग के लिए, दृष्टि की रेखा पैमाने के तल के लंबवत होनी चाहिए। इस स्थिति को सुनिश्चित करने के लिए, विद्युत माप उपकरण दर्पण पैमाने से सुसज्जित हैं। यदि रीडिंग डिवाइस का स्ट्रोक दर्पण में इसकी छवि के साथ मेल खाता है तो दृष्टि की रेखा पैमाने पर लंबवत होती है।
उपकरणों को रखने का क्रम और एक-दूसरे के साथ उनका कनेक्शन ऐसा होना चाहिए जिससे प्रयोग की अधिकतम सटीकता और सुविधा सुनिश्चित हो सके। इस मामले में, सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए स्केल या डिजिटल डिस्प्ले पर उनके शून्य मान सेट करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। दोषपूर्ण उपकरणों पर काम करने की अनुमति नहीं है! यदि उपकरण में खराबी आती है, तो आपको तुरंत इसकी सूचना अपने शिक्षक या प्रयोगशाला सहायक को देनी चाहिए!उपकरणों को चालू करने से पहले, आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि वे सही तरीके से जुड़े हुए हैं और शिक्षक से उन्हें चालू करने की अनुमति प्राप्त करें।
उपकरण रीडिंग का अवलोकन किया जाना चाहिए ताकि उपकरण का पैमाना या प्रदर्शन स्पष्ट रूप से दिखाई दे
प्रयोगात्मक परिणामों को रिकॉर्ड करने का फॉर्म स्पष्ट और संक्षिप्त होना चाहिए। इस उद्देश्य के लिए, प्रत्येक प्रयोगशाला कार्य के लिए दिशानिर्देशों में दी गई तालिकाओं का उपयोग किया जाता है, और यह इन तालिकाओं में है, जो छात्रों द्वारा कार्य प्रपत्र पर कॉपी की जाती हैं, कि परिणामों को माप की इकाइयों और विभाजन मूल्य को ध्यान में रखते हुए दर्ज किया जाना चाहिए। डिवाइस का. इसके अलावा, यदि परिणाम की आवश्यक सटीकता पहले से निर्दिष्ट नहीं है, तो किसी को माप परिणाम को डिवाइस द्वारा प्रदान की जाने वाली उच्चतम संभव सटीकता के साथ लिखने का प्रयास करना चाहिए (यानी, महत्वपूर्ण अंकों की अधिकतम संभव संख्या लिखें)। मापी गई मात्रा के प्राप्त मूल्यों में शून्य की संख्या को कम करने के लिए (वे शून्य जो महत्वपूर्ण अंक नहीं हैं), तालिका की संपूर्ण पंक्ति या स्तंभ के लिए दशमलव कारक 10 एन इंगित करना सुविधाजनक है। उदाहरण के लिए, दो महत्वपूर्ण आंकड़ों की सटीकता के साथ निकायों के घनत्व मूल्यों (किलो/एम3 में) को रिकॉर्ड करना आवश्यक है। अतिरिक्त शून्य न लिखने के लिए, तालिका की पूरी पंक्ति (या स्तंभ) के लिए जिसमें निकायों के घनत्व के मान दर्ज किए जाते हैं, माप की इकाई से पहले 10 3 का गुणक रखा जाता है। तब तालिका के संगत कक्ष में जल के घनत्व के लिए 1000 के स्थान पर 1.0 होगा। हालाँकि, हम ध्यान दें कि माप करते समय, आपको किसी भी कीमत पर, मौजूदा कार्य के लिए आवश्यक से अधिक सटीकता प्राप्त नहीं करनी चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि आपको कंटेनरों के उत्पादन के लिए तैयार किए गए बोर्डों की लंबाई जानने की आवश्यकता है, तो आपको एक माइक्रोन की सटीकता के साथ माप लेने की आवश्यकता नहीं है। या, यदि, अप्रत्यक्ष माप करते समय, मापी गई किसी भी मात्रा का मान एक निश्चित सटीकता (एक निश्चित संख्या में महत्वपूर्ण अंकों में व्यक्त) तक सीमित है, तो अन्य मात्राओं को बहुत अधिक सटीकता के साथ मापने का प्रयास करने का कोई मतलब नहीं है। इस से।
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1. सूचना और माप प्रक्रियाओं में बुनियादी अवधारणाएँ और परिभाषाएँ
माप, नियंत्रण, परीक्षण क्या है, वे सामग्री में एक दूसरे से कैसे भिन्न हैं और उनमें क्या समानता है?
नापने के जरिए विशेष तकनीकी साधनों का उपयोग करके किसी भौतिक मात्रा (पीवी) का प्रयोगात्मक रूप से मूल्य ज्ञात करना कहलाता है। माप का उद्देश्य माप उपकरण (एमआई) के आउटपुट सिग्नल से इनपुट (मापी गई) मात्रा के बारे में जानकारी निकालना है, इसके गुणों और विशेषताओं को ध्यान में रखना है।
सूचना प्रवाह आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है।
चित्र 1।
परीक्षण GOST 16504-81 के अनुसार, वस्तु के मॉडलिंग और/या प्रभावों के दौरान उसके संचालन के दौरान उस पर प्रभाव के परिणामस्वरूप परीक्षण वस्तु के गुणों की मात्रात्मक और/या गुणात्मक विशेषताओं का प्रयोगात्मक निर्धारण। परीक्षण के दौरान. एक नियम के रूप में, मापने के उपकरण, अन्य तकनीकी उपकरण, पदार्थ और/या सामग्री का उपयोग किया जाता है।
नियंत्रण निर्दिष्ट आवश्यकताओं के लिए किसी उत्पाद, प्रक्रिया या सेवा की अनुरूपता का सत्यापन है। नियंत्रण आमतौर पर दो चरणों में किया जाता है। पहले चरण में, नियंत्रित विशेषता का मूल्य निर्धारित किया जाता है (मात्रात्मक - माप द्वारा), दूसरे चरण में, प्राप्त मूल्य की तुलना मानक के साथ की जाती है। कभी-कभी दोनों चरण एक क्रिया में संयुक्त हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, गेज का उपयोग करके भागों के आयामों को नियंत्रित करते समय। इस प्रकार, नियंत्रण मानक के अनुपालन की जाँच है। मानदंड पहले से स्थापित है, और इसके अनुपालन का सत्यापन एक निर्णय के साथ समाप्त होता है: "अनुपालन करता है, अनुपालन नहीं करता"; "दोषपूर्ण उत्पाद", आदि।
एक मानदंड की उपस्थिति किसी भी संपत्ति की मात्रात्मक विशेषताओं के उन्नयन को निर्धारित करती है और निर्णय लेने की संभावना निर्धारित करती है।
"माप", "नियंत्रण" और "परीक्षण" की प्रक्रियाओं और कार्यों का विश्लेषण करके, उनके संबंध स्थापित करना संभव है, जो चित्र 2 में दिखाया गया है।
चित्र 2. "माप", "नियंत्रण" और "परीक्षण" की अवधारणाओं के बीच संबंध
मापन या तो नियंत्रण प्रक्रिया में मध्यवर्ती परिवर्तन का हिस्सा हो सकता है या परीक्षण के दौरान जानकारी प्राप्त करने का अंतिम चरण हो सकता है। परीक्षण माप संचालन का उपयोग करके नियंत्रण की प्रक्रिया में प्राथमिक जानकारी प्राप्त करने का चरण है।
"माप की एकता" क्या है?
मानव गतिविधि के लगभग सभी क्षेत्रों में भौतिक मात्राओं को मापने और उनकी एकता सुनिश्चित करने से निपटना पड़ता है। माप की एकरूपता का महत्व इतना अधिक है कि रूस में एक विशेष कानून "माप की एकरूपता सुनिश्चित करने पर" /1/ जारी किया गया था।
माप की एकता- यह माप की एक स्थिति है जिसमें उनके परिणाम कानूनी इकाइयों में व्यक्त किए जाते हैं, और माप त्रुटियों को एक निश्चित संभावना के साथ जाना जाता है।
विभिन्न माप उपकरणों का उपयोग करके, अलग-अलग स्थानों पर, अलग-अलग समय पर लिए गए मापों के परिणामों की तुलना करने में सक्षम होने के लिए माप की एकता आवश्यक है। यह देश के भीतर और देशों के बीच बातचीत दोनों में महत्वपूर्ण है। इसका एक उदाहरण यह है कि आयातित वस्तुओं के गुणवत्ता संकेतकों की जाँच उन देशों में की जाती है जहाँ वे बेचे जाते हैं।
कौन सी मात्राएँ मापी जानी हैं?
एक व्यक्ति वास्तविकता में जिन मात्राओं का संचालन करता है, उन्हें दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है।
चित्र 3. मात्राओं का वर्गीकरण
अध्ययन किए जा रहे पाठ्यक्रम में, "माप, परीक्षण और नियंत्रण के तरीके और साधन," हम विशिष्ट वस्तुओं, घटनाओं, प्रक्रियाओं में निहित भौतिक मात्राओं से निपटते हैं, अर्थात वे मात्राएँ जो आकार में सीमित हैं और मापने योग्य हैं। मापने योग्य भौतिक मात्रा वह मात्रा है जिसके लिए माप की एक इकाई का चयन किया जा सकता है और इस इकाई को मापने के उपकरण में समाहित किया जा सकता है।
"भौतिक मात्रा" क्या है और "भौतिक पैरामीटर"?
आरएमजी 29-99 /2/ के अनुसार भौतिक मात्रा (एफवी)किसी भौतिक वस्तु (भौतिक प्रणाली, घटना या प्रक्रिया) के गुणों में से एक, गुणात्मक दृष्टि से कई भौतिक वस्तुओं के लिए सामान्य, लेकिन उनमें से प्रत्येक के लिए मात्रात्मक दृष्टि से अलग-अलग।
पीवी आकार - "भौतिक मात्रा" की अवधारणा के अनुरूप किसी संपत्ति की दी गई वस्तु में मात्रात्मक सामग्री। वस्तुओं ए और बी को उनके भौतिक गुणों (उदाहरण के लिए, वजन) में भिन्न मानते हुए, हम उनके बारे में कह सकते हैं कि वे अलग-अलग आकार (वजन) के हैं और एक दूसरे से भिन्न हैं (ए>बी या ए)<Б).
पीवी मान - इसके लिए स्वीकृत इकाइयों की एक निश्चित संख्या के रूप में पीवी के आकार की अभिव्यक्ति। पीवी मान मूल माप समीकरण के अनुसार इसके माप या गणना के परिणामस्वरूप प्राप्त किया जाता है।
क्यू परिवर्तन = एयू,
कहाँ क्यूपरिवर्तन- पीवी मान;
ए- मापी गई भौतिक मात्रा का संख्यात्मक मान, स्वीकृत इकाई में व्यक्त;
यू- चयनित पीवी इकाई।
पीवी का संख्यात्मक मान पीवी मान के मूल्य में शामिल एक अमूर्त संख्या है। उदाहरण के लिए: L=20 मिमी, जहां 20 एक संख्यात्मक मान है।
माप अभ्यास में, अक्सर पीवी को नहीं, बल्कि भौतिक मापदंडों को मापा जाता है।
भौतिक पैरामीटर (संक्षेप में - पैरामीटर) - पीवी, किसी अन्य भौतिक मात्रा को सहायक के रूप में मापते समय माना जाता है। एक भौतिक पैरामीटर मापी गई भौतिक मात्रा की एक विशेष विशेषता को दर्शाता है। उदाहरण के लिएएसी वोल्टेज को मापते समय, इस धारा के आयाम और आवृत्ति को वोल्टेज पैरामीटर के रूप में माना जाता है।
किसी भौतिक राशि के "सही" और "वास्तविक" मान क्या कहलाते हैं?
पीवी का सही मूल्य - पीवी मूल्य, जो आदर्श रूप से मौजूदा पीवी को गुणात्मक और मात्रात्मक रूप से प्रतिबिंबित करेगा। यह अवधारणा "पूर्ण सत्य" की अवधारणा से संबंधित है, जो वास्तविकता में असंभव है।
वास्तविक पीवी मान - पीवी मान प्रयोगात्मक रूप से पाया गया और वास्तविक मान के इतना करीब है कि दिए गए माप कार्य के लिए यह इसे प्रतिस्थापित कर सकता है। बार-बार माप के मामले में, किसी मात्रा के मापे गए मानों की संख्या से अंकगणितीय माध्य मान को वास्तविक मान के रूप में लिया जाता है। एकल माप के लिए - सबसे सटीक एसआई के साथ माप के परिणामस्वरूप प्राप्त मात्रा का मूल्य।
किसी भौतिक राशि का आयाम क्या है और इसका निर्धारण कैसे किया जाता है?
आयाम -भौतिक मात्राओं में गुणात्मक अंतर का एक औपचारिक प्रतिबिंब है . आयाम को प्रतीक द्वारा दर्शाया गया है धुंधला, आयाम शब्द से उत्पन्न हुआ है, जिसका संदर्भ के आधार पर आकार और आयाम दोनों के रूप में अनुवाद किया जा सकता है।
मूल भौतिक राशियों के आयामों को संबंधित बड़े अक्षरों द्वारा दर्शाया जाता है। लंबाई, द्रव्यमान और समय के लिए, उदा.
धुंधलाएल = एल; मंद एम = एम; मंद टी = टी.
आयाम का निर्धारण करते समय डेरिवेटिवमात्राएँ निम्नलिखित नियमों द्वारा निर्देशित होती हैं:
1. समीकरण के दाएं और बाएं पक्षों के आयाम मेल नहीं खाते, क्योंकि केवल समान गुणों की ही एक दूसरे से तुलना की जा सकती है। इस प्रकार, केवल समान आयाम वाली मात्राओं को बीजगणितीय रूप से संक्षेपित किया जा सकता है।
2. आयामों का बीजगणित गुणात्मक है, अर्थात। इसमें एक एकल गुणन क्रिया शामिल है।
2.1. कई मात्राओं के उत्पाद का आयाम उनके आयामों के उत्पाद के बराबर होता है। इसलिए, यदि मात्राओं Q, A, B, C के मानों के बीच संबंध का रूप Q = ABC है, तो
मंद Q = मंद AChdim HFdim C.
2.2. एक मात्रा को दूसरे से विभाजित करने पर भागफल का आयाम उनके आयामों के अनुपात के बराबर होता है, अर्थात। यदि Q=A/B है तो
मंद क्यू = मंद ए / मंद बी.
2.3. किसी निश्चित शक्ति तक बढ़ाई गई किसी भी मात्रा का आयाम उसी शक्ति के आयाम के बराबर होता है। तो, यदि Q=A n , तो
मंद क्यू = मंद ए = मंद एन ए।
उदाहरण के लिए, यदि गति सूत्र V = S/t द्वारा निर्धारित की जाती है, तो
मंद वी = मंद एस/मंद टी = एल/टी=एलटी -1।
यदि न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार बल F = ma है, जहां a = V/t शरीर का त्वरण है, तो
मंद एफ = मंद एम मंद ए = एमएल/टी 2 = एमएलटी -2।
इस प्रकार, पावर मोनोमियल का उपयोग करके मूल भौतिक मात्राओं के आयामों के संदर्भ में व्युत्पन्न भौतिक मात्रा के आयाम को व्यक्त करना हमेशा संभव होता है:
जहाँ L, M, T, संगत मूल भौतिक राशियों के आयाम हैं; , - आयाम के प्रतिपादक.आयाम की कोटि का प्रत्येक घातांक धनात्मक या ऋणात्मक, एक पूर्णांक या भिन्नात्मक संख्या या शून्य हो सकता है।
यदि सभी आयाम सूचक शून्य के बराबर हों तो ऐसी मात्रा कहलाती है आयामहीन.वह हो सकती है रिश्तेदार,समान नाम की मात्राओं के अनुपात के रूप में परिभाषित (उदाहरण के लिए, सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक), और लघुगणककिसी सापेक्ष मात्रा के लघुगणक के रूप में परिभाषित (उदाहरण के लिए, शक्ति या वोल्टेज अनुपात का लघुगणक)।
सूत्रों की शुद्धता की त्वरित जांच के लिए आयाम सिद्धांत का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है (नियम 1 के अनुसार)। आयामी बीजगणित का औपचारिक अनुप्रयोग कभी-कभी भौतिक मात्राओं के बीच अज्ञात संबंध को निर्धारित करना संभव बनाता है।
किसी भौतिक राशि के मापन की इकाई क्या है?
भौतिक मात्रा के मापन की इकाई एक निश्चित आकार की भौतिक मात्रा, जिसे पारंपरिक रूप से एक के बराबर संख्यात्मक मान दिया जाता है, और इसके समान भौतिक मात्राओं की मात्रात्मक अभिव्यक्ति के लिए उपयोग किया जाता है। एक निश्चित मात्रा की माप की इकाइयाँ आकार में भिन्न हो सकती हैं, उदाहरण के लिए, मीटर, फुट और इंच, लंबाई की इकाइयाँ होने के कारण, अलग-अलग आकार के होते हैं: 1 फुट = 0.3048 मीटर, 1 इंच = 0.254 मीटर।
भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली क्या है?
माप की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, 1 जनवरी, 1982 से हमारे देश में GOST 8.417-81 GSI "भौतिक मात्रा की इकाइयाँ" पेश की गईं। मानक इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ़ यूनिट्स (एसआई) की आवश्यकताओं को पूरा करता है और इसमें शामिल हैं:
एसआई इकाइयाँ (मूल, लघु, व्युत्पन्न);
गैर-सिस्टम इकाइयों को एसआई इकाइयों के बराबर और उनके साथ संयोजन में अनुमति दी गई है;
गुणज और उपगुणकों के निर्माण का नियम;
इकाइयों के नाम, उनके पदनाम और अन्य प्रावधान।
मानक वैज्ञानिक अनुसंधान कार्यों और उनके परिणामों के प्रकाशनों में उपयोग की जाने वाली इकाइयों के साथ-साथ पारंपरिक पैमानों (धातु कठोरता, भूकंप, समुद्री लहरें, प्रकाश संवेदनशीलता, आदि के पैमाने) पर मूल्यांकन की गई मात्रा की इकाइयों पर लागू नहीं होता है।
इस प्रकार, साथभौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली भौतिक मात्राओं की मूल और व्युत्पन्न इकाइयों का एक सेट, जो भौतिक मात्राओं की दी गई प्रणाली के सिद्धांतों के अनुसार बनता है। उदाहरण के लिए, 1960 में अपनाई गई इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ़ यूनिट्स (SI)।
SI आधार इकाइयाँ क्या हैं?
भौतिक राशियों की इकाइयों की प्रणाली की मूल इकाई इकाइयों की दी गई प्रणाली में बुनियादी भौतिक मात्रा की एक इकाई।
अंतर्राष्ट्रीय SI प्रणाली की मुख्य इकाइयाँ हैं: मीटर, किलोग्राम, सेकंड, एम्पीयर, डिग्री केल्विन, कैंडेला, मोल।इन इकाइयों को चुनते समय, हमें केवल व्यावहारिक समीचीनता द्वारा निर्देशित किया गया था, अर्थात। मानवीय गतिविधियों में इकाइयों के उपयोग में आसानी।
मीटर एक सेकंड के 1/299792458 में प्रकाश द्वारा निर्वात में तय किए गए पथ के बराबर लंबाई की एक इकाई है। मीटर को मूल रूप से पेरिसियन मेरिडियन की लंबाई के 1/40,000,000 की लंबाई के रूप में परिभाषित किया गया था और इसे प्लैटिनम और बाद में एक्स-आकार के क्रॉस-सेक्शन के प्लैटिनम-इरिडियम बार पर चिह्नित निशानों के बीच की दूरी के रूप में पुन: प्रस्तुत किया गया था। लेकिन यह मान अस्थिर निकला, इसलिए मीटर को कैडमियम की लाल रेखा की तरंग दैर्ध्य और वर्तमान में - क्रिप्टन -86 परमाणु की नारंगी रेखा का उपयोग करके व्यक्त किया जाने लगा। 1 मीटर निर्वात में विकिरण की 1650763.73 तरंग दैर्ध्य से मेल खाता है, जो Kr-86 परमाणु के 2p 10 और 5d 5 स्तरों के बीच संक्रमण के अनुरूप है।
मीटर का निर्धारण रेडियोमेट्रिक पुलों पर अप्रत्यक्ष तरीकों से किया जाता है। इनमें रेडियो जनरेटर और लेज़रों की एक श्रृंखला होती है जो उनके बीच आवृत्ति गुणन के साथ श्रृंखला में व्यवस्थित होते हैं। हाइड्रोजन समय और आवृत्ति संदर्भ जनरेटर के साथ आवृत्ति गुणक की एक प्रणाली के माध्यम से सिंक्रनाइज़ किए गए जनरेटर से इनपुट को 5 मेगाहर्ट्ज की एक संदर्भ आवृत्ति की आपूर्ति की जाती है, जिसे सीज़ियम आवृत्ति संदर्भ के विरुद्ध कैलिब्रेट किया जाता है। ब्रिज इस आवृत्ति को लगभग 1*10 14 हर्ट्ज के मान तक बढ़ा देता है। इसका कार्य स्थिर लेजर की आवृत्तियों को मापना है। उन्हें जानकर, उनके विकिरण की तरंग दैर्ध्य की गणना की जाती है और ऑप्टिकल इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके लंबाई के विभिन्न मापों को प्रमाणित और सत्यापित किया जाता है।
एक किलोग्राम 4 डिग्री सेल्सियस के उच्चतम घनत्व के तापमान पर 1.000028 डीएम 3 पानी के द्रव्यमान के बराबर द्रव्यमान की एक इकाई है।
रूस में मानक किलोग्राम गोल पसलियों के साथ 39 मिमी की ऊंचाई और व्यास वाला एक सिलेंडर है। उल्टे एम्पीयर बैलेंस का उपयोग करके वोल्ट और ओम के संदर्भ में किलोग्राम निर्धारित करने के लिए काम चल रहा है।
एक सेकंड, सीज़ियम-133 परमाणु की जमीनी अवस्था के दो अति सूक्ष्म स्तरों के बीच संक्रमण के अनुरूप विकिरण की 9192631770 अवधियों के बराबर समय की एक इकाई है। मानक दूसरा 1967 में स्थापित किया गया था। यह रेडियो फ्रीक्वेंसी क्षेत्र में दो ऊर्जा राज्यों के बीच संक्रमण के दौरान ऊर्जा उत्सर्जित और अवशोषित करने की परमाणुओं की क्षमता पर आधारित है। एक संदर्भ बिंदु, या क्वांटम आवृत्ति मानक, परमाणुओं, आयनों या अणुओं के क्वांटम संक्रमण की आवृत्ति को मापने के आधार पर, अल्ट्रा-हाई-फ़्रीक्वेंसी और ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा में विद्युत चुम्बकीय दोलनों की आवृत्ति को सटीक रूप से पुन: उत्पन्न करने के लिए एक उपकरण है। निष्क्रिय क्वांटम मानक वर्णक्रमीय अवशोषण लाइनों की आवृत्तियों का उपयोग करते हैं, जबकि सक्रिय क्वांटम मानक कणों द्वारा फोटॉन के उत्तेजित उत्सर्जन का उपयोग करते हैं। सक्रिय क्वांटम आवृत्ति मानकों का उपयोग अमोनिया अणुओं (तथाकथित आणविक जनरेटर) और हाइड्रोजन परमाणुओं (हाइड्रोजन जनरेटर) के बीम पर किया जाता है। निष्क्रिय आवृत्ति मानक - सीज़ियम परमाणुओं के एक बीम पर (सीज़ियम आवृत्ति बेंचमार्क)
दूसरे को पुन: उत्पन्न करने के लिए, सीज़ियम आवृत्ति जनरेटर (मानक) का उपयोग किया जाता है - ये 9192631770 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ मोनोक्रोमैटिक विकिरण (सिग्नल) के अत्यधिक स्थिर जनरेटर हैं; आवृत्ति त्रुटि 1.5*10 -13 से अधिक नहीं है. रूसी राज्य मानक सीज़ियम जनरेटर की तुलना में समय-समय पर हाइड्रोजन जनरेटर का उपयोग करता है; उनकी दीर्घकालिक आवृत्ति निर्धारित नहीं है, लेकिन अस्थिरता 3*10 -14 से कम है। इसके अलावा, मानक में समय पैमाने बनाने और संग्रहीत करने के लिए उपकरण शामिल हैं। टीए का मुख्य पैमाना एक निश्चित शून्य के साथ एकसमान परमाणु समय है, जो पृथ्वी के घूर्णन और अंतरिक्ष में स्थिति से संबंधित नहीं है। अन्य पैमाने: UT0 - सार्वभौमिक समय (मतलब सौर "s"); पोल उतार-चढ़ाव के लिए UT1 को ठीक किया गया; UT2 - पृथ्वी के घूर्णन की मौसमी असमानता के लिए समायोजित। ये विश्वव्यापी पैमाने हैं, जो पृथ्वी के घूमने की धीमी गति के कारण धीरे-धीरे टीए से अलग हो रहे हैं। उनमें सामंजस्य स्थापित करने के लिए, UTC स्केल पेश किया गया था, जिसमें 1s utc = 1s ta, और गिनती की शुरुआत प्रत्येक महीने के 1 दिन (1.01 या 1.06) से 1s में बदल सकती है। रूस में, समय संकेत टीवी पर प्रसारित होते हैं या यूटीसी पैमाने का उपयोग कर रेडियो।
एम्पीयर विद्युत धारा की एक इकाई है। एक एम्पीयर एक स्थिर धारा की ताकत के बराबर है, जो एक दूसरे से 1 मीटर की दूरी पर निर्वात में स्थित अनंत लंबाई के दो समानांतर सीधे कंडक्टरों और एक नगण्य छोटे गोलाकार क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र से गुज़रती है, जिसका कारण होगा 1 मीटर लंबे कंडक्टर के प्रत्येक खंड पर 2 · 10 -7 N के बराबर परस्पर क्रिया बल होता है।
एम्पीयर मानकों के रूप में, एम्पीयर स्केल का उपयोग किया जाता है, जो बल को मापकर, या किसी अन्य कुंडल के चुंबकीय क्षेत्र में रखे गए करंट के साथ एक कुंडल पर कार्य करने वाले बल के क्षण को मापकर ए का एहसास करता है। यह गैर-चुंबकीय सामग्रियों से बना एक सटीक समान-हाथ वाला पैमाना है। स्थायी और अतिरिक्त संतुलन भार को समायोजित करने के लिए रॉकर के एक छोर पर एक कप लटका हुआ है। एक गतिशील कुंडल को घुमाव वाले भुजा के दूसरे छोर से निलंबित कर दिया जाता है और बड़े व्यास के एक स्थिर कुंडल में समाक्षीय रूप से प्रवेश करता है। कुंडल वाइंडिंग्स (सरलतम मामले में) श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। डी-एनर्जेटिक मोड में, तराजू संतुलित होते हैं। जब विद्युत धारा कुंडलियों से होकर गुजरती है, तो गतिशील कुंडल स्थिर कुंडल में खिंच जाती है (या बाहर धकेल दी जाती है)। संतुलन बहाल करने के लिए अतिरिक्त संतुलन भार का उपयोग किया जाता है। मेट्रोलॉजिकल अध्ययन के परिणामों के आधार पर, इस भार के द्रव्यमान के मूल्य की गणना की जाती है, उदाहरण के लिए, 1 ए के विद्युत प्रवाह के अनुरूप। कॉइल सर्किट में एक संदर्भ अवरोधक को जोड़कर, आप ईएमएफ संदर्भ उपायों को कैलिब्रेट कर सकते हैं (वर्तमान मानकों का अभी तक उपयोग नहीं किया गया है)।
परमाणु चुंबकीय अनुनाद का उपयोग करके चुंबकीय प्रेरण माप पर आधारित अधिक सटीक मानक वर्तमान में केवल माध्यमिक मानकों के रूप में उपयोग किए जाते हैं। 1992 में, रूस ने राष्ट्रीय मानक ए को मंजूरी दी, जिसका आकार वोल्ट और ओम तत्वों का उपयोग करके पुन: प्रस्तुत किया जाता है। मानक विचलन (आरएमएसडी) 1·10 -8 से अधिक नहीं है, व्यवस्थित त्रुटियों (एनएसई) को 1·10 -7 (एम्पीयर स्केल सीकेओ?4·10 -6, एनएसपी?8·10 -6 के लिए) से अधिक नहीं छोड़ा जा सकता है। ).
केल्विन थर्मोडायनामिक तापमान की एक इकाई है जो पानी के त्रिक बिंदु के थर्मोडायनामिक तापमान के 1/273.16 के बराबर है। पानी का त्रिगुण बिंदु एक सीलबंद कांच के बर्तन में पानी की स्थिति है जिसमें बर्फ, पानी और उसका वाष्प संतुलन में होते हैं: पानी जमता नहीं है, वाष्पित नहीं होता है, बर्फ पिघलती नहीं है और भाप संघनित नहीं होती है।
रूस के राज्य प्राथमिक मानक अंतरराष्ट्रीय डिग्री स्केल MGSh-90 को दो उपश्रेणियों में पुन: पेश करते हैं: 0.8...273.16 K और 373.16...2773 K। निम्न-तापमान मानक में इसके मुख्य के रूप में आयरन-रोडियम और प्लैटिनम प्रतिरोध थर्मामीटर के दो समूह शामिल हैं। भाग , जिसकी अंशांकन निर्भरता रूस, इंग्लैंड, संयुक्त राज्य अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया और हॉलैंड में प्रयोगशालाओं में प्राप्त परिणामों की तुलना के आधार पर निर्धारित की गई थी। प्रत्येक समूह में दो प्लैटिनम और दो आयरन-रोडियम थर्मामीटर होते हैं, जो स्थायी रूप से एक तुलनात्मक ब्लॉक में स्थित होते हैं - थर्मामीटर के लिए चार अनुदैर्ध्य चैनलों वाला एक विशाल सिलेंडर। थर्मामीटरों में पैमाने का स्थानांतरण - माध्यमिक और कामकाजी मानक - उन्हें एक संदर्भ तुलना इकाई के साथ थर्मल संपर्क में लाकर और क्रायोस्टेट में तुलना करके किया जाता है। सटीक प्रतिरोध माप के लिए उपकरणों के अलावा, मानक नियंत्रण उपकरणों के सेट में संदर्भ बिंदुओं के तापमान का एहसास करने के लिए प्रतिष्ठानों का एक सेट, एक अद्वितीय पारा मैनोमीटर के साथ एक गैस इंटरपोलेटिंग थर्मामीटर और एक तुलनात्मक क्रायोस्टेट शामिल है। मानक का मानक विचलन 0.3…1.0 mK, NSP 0.4…1.5 mK है, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य तापमान का न्यूनतम मान 0.8 K है।
दूसरे मानक में प्लैटिनम प्रतिरोध थर्मामीटर, तापमान लैंप, 273.16...1355.77 K, (RMS?5·10 -5 ...1·10 -2; NSP?1·10 - 45) रेंज में संदर्भ बिंदुओं को पुन: प्रस्तुत करने के लिए उपकरण शामिल हैं ...10 -3). विभिन्न तापमान पैमानों के लिए निम्नलिखित संबंध स्थापित किए गए हैं:
सेल्सियस स्केल: C=K=t C +273.16
रेउमुर स्केल: 1R=1.25 C; टी सी =1.25 टी आर ; टी=1.25 टी आर +273.16
फ़ारेनहाइट स्केल: 1F=5/9C=5/9K; टी सी =5/9(टी एफ -32); टी=5/9(टी एफ -32)+273.16
कैंडेला 540·10 12 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ मोनोक्रोमैटिक विकिरण उत्सर्जित करने वाले स्रोत की दी गई दिशा में चमकदार तीव्रता के बराबर चमकदार तीव्रता की एक इकाई है, इस दिशा में ऊर्जावान चमकदार तीव्रता 1/683 डब्ल्यू/एसआर है। इस इकाई की शुरूआत के आरंभकर्ता खगोलशास्त्री थे। राज्य मानक में, प्रकाश कुछ बाहरी परिस्थितियों में जमने वाले प्लैटिनम की एक निश्चित सतह से उत्सर्जित होता है और एक गैर-चयनात्मक रेडियोमीटर के आधार पर बनाए गए प्राथमिक फोटोमीटर द्वारा माना जाता है, जिसकी वर्णक्रमीय संवेदनशीलता एक विशेष फिल्टर पर सहसंबद्ध होती है तरंग दैर्ध्य पर कार्यात्मक निर्भरता। मानक मानक विचलन 0.1·10 -2 और एनएसपी 0.25·10 -2 के साथ 30...110 सीडी की सीमा में चमकदार तीव्रता की इकाई को पुन: पेश करता है।
मोल किसी पदार्थ की मात्रा की एक इकाई है जो पदार्थ की मात्रा के बराबर होती है जिसमें समान संख्या में संरचनात्मक तत्व (परमाणु, अणु) होते हैं जो 0.012 किलोग्राम कार्बन -12 में होते हैं। मोल मानक कभी नहीं बनाए गए हैं, क्योंकि विभिन्न पदार्थों या संरचनाओं के एक मोल का द्रव्यमान संख्यात्मक रूप से एवोगैड्रो की संख्या के बराबर है - 6.025·10 23 कण; मोल में अंशांकित मापक यंत्र उपलब्ध नहीं हैं। मूल एसआई इकाइयों से मोल को बाहर करने और इसे रासायनिक गणना के लिए सुविधाजनक द्रव्यमान की एक विशेष इकाई के रूप में एसआई इकाइयों के बराबर उपयोग करने की अनुमति देने के उचित प्रस्ताव हैं।
रूसी मानक आधार में 114 राज्य मानक और पीवी इकाइयों के 250 से अधिक माध्यमिक मानक हैं। इनमें से 52 VNIIM के नाम पर स्थित हैं। डी.आई. मेंडेलीव (एस.-पी.बी.), सहित। मानक एम, किग्रा, ए, के, रेड; 25 - वीएनआईआईएफटीआरआई में (भौतिक-तकनीकी और रेडियो-तकनीकी माप, मॉस्को, समय और आवृत्ति इकाइयों के मानकों सहित; 13 - कैंडेलस सहित ऑप्टिकल-भौतिक माप के वीएनआईआईएफटीआरआई में; क्रमशः 5 और 6 - यूराल और साइबेरियाई अनुसंधान संस्थान में मेट्रोलॉजी का.
व्युत्पन्न SI इकाइयाँ क्या हैं?
भौतिक राशियों की इकाइयों की प्रणाली की व्युत्पन्न इकाई - इकाइयों की एक प्रणाली की भौतिक मात्रा के व्युत्पन्न की एक इकाई, जो इसे मूल इकाइयों के साथ या मूल और पहले से परिभाषित डेरिवेटिव के साथ जोड़ने वाले समीकरण के अनुसार बनाई जाती है।
व्युत्पन्न एसआई इकाइयाँ भौतिक मात्राओं के बीच संबंध के समीकरणों का उपयोग करके मूल, अतिरिक्त और पहले से बनी व्युत्पन्न एसआई इकाइयों से बनाई जाती हैं जिनमें संख्यात्मक गुणांक एकता के बराबर होते हैं। इसके लिए युग्मन समीकरण के दाएँ और बाएँ पक्षों की मात्राएँ SI इकाइयों के बराबर मानी जाती हैं। उदाहरण के लिए, गति की व्युत्पन्न इकाई के लिए, समीकरण v = L/T से निर्धारित, इकाइयों का समीकरण लिखें [v] = [L] / [T], और प्रतीकों L और T के बजाय, उनकी इकाइयों को प्रतिस्थापित करें ( 1 मीटर और 1 सेकंड) और प्राप्त करें [V ]=1 मीटर/1 सेकंड = 1 मीटर/सेकेंड। इसका मतलब है कि गति की SI इकाई मीटर प्रति सेकंड है। व्युत्पन्न इकाइयों का नाम प्रसिद्ध वैज्ञानिकों के नाम पर रखा जा सकता है। इस प्रकार, दबाव की इकाई निर्धारित करने के लिए मात्राओं के बीच संबंध का समीकरण p=F/S है, दबाव, बल और क्षेत्र की इकाइयों के बीच संबंध का समीकरण [p]= [F]/[S] है। इसके स्थान पर प्रतिस्थापित करना एफऔर SI (1 N और 1 m 2) में इन मात्राओं की S इकाइयाँ, हमें [p] = 1 N/ 1 m 2 = 1 N/m 2 प्राप्त होती हैं। इस इकाई को फ्रांसीसी गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी ब्लेज़ पास्कल के नाम पर पास्कल (पा) नाम दिया गया था।
गुणज और उपगुणक क्या हैं? और उनके गठन के नियम क्या हैं?
वज़न और माप पर ग्यारहवें सामान्य सम्मेलन में, एसआई को अपनाने के साथ, 12 एकाधिक और उप-गुणक उपसर्गों को अपनाया गया, जिनमें बाद के सम्मेलनों में नए जोड़े गए। उपसर्गों ने एसआई इकाइयों के दशमलव गुणकों और उपगुणकों को बनाना संभव बना दिया।
भौतिक मात्रा की एकाधिक इकाई भौतिक मात्रा की एक इकाई जो एक प्रणालीगत या गैर-प्रणालीगत इकाई से कई गुना बड़ी पूर्णांक संख्या होती है। उदाहरण के लिए, 1 किमी (किलोमीटर) लंबाई की एक इकाई = 10 3 मीटर, यानी, मीटर का गुणज; आवृत्ति इकाई 1 मेगाहर्ट्ज़ (मेगाहर्ट्ज़) = 10 6 हर्ट्ज़, हर्ट्ज़ का गुणक; रेडियोन्यूक्लाइड गतिविधि की इकाई 1 एमबीक्यू (मेगाबेकेरल) = 10 6 वीके, एकाधिक बेकरेल।
भौतिक मात्रा की उपगुणक इकाई - भौतिक मात्रा की एक इकाई जो एक प्रणालीगत या गैर-प्रणालीगत इकाई से कई गुना छोटी पूर्णांक संख्या होती है।
एकाधिक और उपगुणक इकाइयों के नाम तालिका 3 में दिए गए उपसर्गों का उपयोग करके बनाए गए हैं।
तालिका 3 - एसआई इकाइयों के लिए कारक और उपसर्ग
"भौतिक मात्रा की गैर-सिस्टम इकाई" क्या है?
भौतिक मात्रा की गैर-प्रणालीगत इकाई - शारीरिक गतिविधि की एक इकाई जो इकाइयों की किसी भी स्वीकृत प्रणाली में शामिल नहीं है। एसआई इकाइयों के संबंध में, भौतिक मात्राओं की गैर-सिस्टम इकाइयों को चार प्रकारों में विभाजित किया गया है: बुनियादी इकाइयों के बराबर स्वीकार्य; विशेष क्षेत्रों में उपयोग के लिए स्वीकृत; अप्रचलित (अमान्य); अस्थायी रूप से अनुमति दी गई है।
गैर-प्रणालीगत इकाइयों को एसआई इकाइयों के बराबर अनुमति दी गई है , संबंधित: टन - द्रव्यमान की इकाई; डिग्री, मिनट, सेकंड - समतल कोण की इकाई; लीटर - क्षमता की इकाई; मिनट, दिन, सप्ताह, महीना, वर्ष, शताब्दी - समय की इकाइयाँ।
विशेष क्षेत्रों में उपयोग के लिए अनुमत गैर-प्रणालीगत इकाइयों में शामिल हैं: भौतिकी में - इलेक्ट्रॉन-वोल्ट; कृषि में - एक हेक्टेयर; खगोल विज्ञान में - प्रकाश वर्ष; प्रकाशिकी में - डायोप्टर।
एसआई इकाइयों के साथ अस्थायी रूप से उपयोग की जाने वाली गैर-प्रणालीगत इकाइयों में शामिल हैं: समुद्री नेविगेशन में: - समुद्री मील - लंबाई की एक इकाई; गाँठ - गति की इकाई; कीमती पत्थरों के लिए द्रव्यमान की इकाई कैरेट है; अन्य क्षेत्रों में: क्रांति प्रति मिनट (आरपीएम) - घूर्णी गति की इकाई; बार (बार) दबाव की एक इकाई है।
अस्थायी रूप से उपयोग की जाने वाली इकाइयों को अंतरराष्ट्रीय समझौतों के अनुसार उपयोग से वापस लिया जाना चाहिए (और हैं)।
उपयोग से हटाई गई गैर-प्रणालीगत इकाइयों में शामिल हैं: किलोग्राम-बल - बल, वजन की एक इकाई; सेंटनर - द्रव्यमान की इकाई; अश्वशक्ति - शक्ति की एक इकाई, आदि।
माप क्या है?
माप भौतिक मात्रा तकनीकी साधनों के उपयोग के लिए संचालन का एक सेट है जो भौतिक मात्रा की एक इकाई को संग्रहीत करता है, यह सुनिश्चित करता है कि मापी गई मात्रा का उसकी इकाई के साथ संबंध (स्पष्ट और अंतर्निहित) पाया जाता है और इस मात्रा का मूल्य प्राप्त किया जाता है।
माप परिणाम सामान्य माप समीकरण के रूप में लिखा जाता है:
क्यू माप = एन [क्यू],
जहाँ Q माप - मापी गई भौतिक मात्रा; पी -इकाइयों की संख्या; [Q] - भौतिक मात्रा की इकाई।
टिप्पणी।चूँकि न केवल भौतिक मात्राएँ मापी जाती हैं, "माप" की अवधारणा की एक और व्याख्या है। मापन किसी मात्रा का मूल्य निर्धारित करने के लिए किए जाने वाले कार्यों का एक समूह है। यहां, "माप" की अवधारणा की परिभाषा भौतिक मात्रा का मूल्य खोजने तक सीमित नहीं है; तकनीकी साधनों का कोई उल्लेख नहीं है। अवधारणा की यह व्याख्या भौतिक और गैर-भौतिक दोनों मात्राओं के लिए उपयुक्त है। परिणामस्वरूप, मात्राओं के विभिन्न प्रकार के मात्रात्मक मूल्यांकन को भी माप के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।
मापों को कैसे वर्गीकृत किया जाता है?
सभी प्रकार के मापों के साथ, उन्हें छह मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है।
समय पर मापे गए मान की निर्भरता के मानदंड 1 के आधार पर, माप को स्थिर और गतिशील में विभाजित किया गया है।
स्थैतिक माप पीवी का माप, जो पूरे माप समय के दौरान स्थिर रहने के लिए एक विशिष्ट माप कार्य के अनुसार लिया जाता है। उदाहरण के लिए, विद्युत धारा के डीसी वोल्टेज को मापना। भूमि भूखंड का आकार मापना।
गतिशील माप - एक भौतिक मात्रा का माप जो आकार में भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, एक अवरोही विमान की ऊंचाई मापना, यानी मापा मूल्य के आकार में निरंतर परिवर्तन के साथ; विद्युत धारा के प्रत्यावर्ती वोल्टेज का मापन।
मानदंड 2 के आधार पर - माप परिणामों की सटीकता, माप को समान रूप से सटीक और असमान रूप से सटीक में विभाजित किया गया है।
समान परिशुद्धता माप - समान परिशुद्धता वाले माप उपकरणों द्वारा, समान परिस्थितियों में, समान ऑपरेटर द्वारा, समान देखभाल और समान संख्या में माप के साथ की जाने वाली मात्राओं की माप।
असमान माप - अलग-अलग परिस्थितियों में, अलग-अलग ऑपरेटरों द्वारा, अलग-अलग संख्या में माप के साथ, माप उपकरणों द्वारा की गई मात्रा का माप, जो सटीकता में भिन्न होता है। माप परिणाम असमान होने के लिए, सूचीबद्ध कारकों में से एक की उपस्थिति अक्सर पर्याप्त होती है।
परिणाम की सटीकता निर्धारित करने वाली 3 स्थितियों के आधार पर, माप को तकनीकी और मेट्रोलॉजिकल में विभाजित किया गया है।
तकनीकी माप कार्यशील माप उपकरणों का उपयोग करके माप। तकनीकी प्रक्रियाओं, वैज्ञानिक प्रयोगों, बीमारियों का निदान आदि की निगरानी और प्रबंधन के उद्देश्य से तकनीकी माप किए जाते हैं। तकनीकी माप का एक उदाहरण बस, हवाई जहाज, यानी किसी भी गतिशील वस्तु की गति को मापना है।
मेट्रोलॉजिकल माप ये भौतिक मात्राओं की इकाइयों को पुन: उत्पन्न करने या उनके आकार को कार्यशील माप उपकरणों में स्थानांतरित करने के लिए मानकों और मानक माप उपकरणों का उपयोग करके किए गए माप हैं। उदाहरण के लिए, सत्यापन योजना के अनुसार दूसरी सटीकता वर्ग के कामकाजी वजन का सत्यापन या अंशांकन पहली श्रेणी के तराजू पर पहली श्रेणी के मानक वजन के साथ किया जाता है। ऐसे माप मानकों और कार्यशील माप उपकरणों की सटीकता स्थापित करने के लिए किए जाते हैं, यानी वे मेट्रोलॉजिकल होते हैं। मेट्रोलॉजिकल माप को उच्चतम संभव सटीकता के माप और नियंत्रण और सत्यापन माप में विभाजित किया गया है।
मानदंड 4 के आधार पर, परिणाम प्राप्त करने के लिए किए गए मापों की संख्या, मापों को एकल (सामान्य) और एकाधिक (सांख्यिकीय) में विभाजित किया गया है।
एकल माप यह एक बार लिया गया माप है. उदाहरण के लिए, घड़ी का उपयोग करके समय में एक विशिष्ट क्षण को मापना।
एकाधिक माप यह स्थिर आकार की समान भौतिक मात्रा का माप है, जिसका परिणाम कई क्रमिक मापों से प्राप्त होता है, यानी एक माप जिसमें कई एकल माप शामिल होते हैं। एकाधिक मापों के परिणाम को आमतौर पर श्रृंखला में शामिल एकल मापों के परिणामों से अंकगणितीय माध्य मान के रूप में लिया जाता है। यदि व्यक्तिगत मापों की संख्या n > 4 है तो एक माप को एकाधिक माना जाता है।
मानदंड 5 के आधार पर - परिणाम प्राप्त करने की विधि (प्रकार के अनुसार), माप को प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष, संचयी और संयुक्त में विभाजित किया गया है।
प्रत्यक्ष माप यह एक माप है जिसमें किसी भौतिक मात्रा का वांछित मान सीधे प्रयोगात्मक डेटा से प्राप्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, स्पीडोमीटर से कारों की गति मापना, चांदे से कोण मापना, एमीटर से करंट मापना।
अप्रत्यक्ष माप अन्य भौतिक राशियों के प्रत्यक्ष माप के परिणामों के आधार पर एक भौतिक मात्रा का निर्धारण है जो कार्यात्मक रूप से वांछित मात्रा से संबंधित हैं। उदाहरण के लिए, एक समकोण त्रिभुज (सी) के कर्ण की लंबाई दो पैरों (ए और बी) के प्रत्यक्ष माप द्वारा निर्धारित की जा सकती है, जो गणितीय रूप से सूत्र द्वारा कर्ण से संबंधित हैं:
समग्र माप ये एक ही नाम की कई मात्राओं का एक साथ किया गया माप है। इस मामले में, विभिन्न अवस्थाओं में इन मात्राओं को मापकर प्राप्त समीकरणों की एक प्रणाली को हल करके मात्राओं के आवश्यक मान निर्धारित किए जाते हैं।
संयुक्त माप ये दो या दो से अधिक गैर-समान मात्राओं का माप है जो उनके बीच संबंध निर्धारित करने के लिए एक साथ किया जाता है।
संचयी और संयुक्त माप के लिए बुनियादी समीकरण इस प्रकार हैं:
कहाँ पर 1 ...य एन- आवश्यक मात्रा;
एक्स 1 ...एक्स एम- प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष माप के आधार पर स्थापित पैरामीटर या मात्रा;
एफ 1 ... एफ एन- ज्ञात संचार कार्य।
प्रपत्र का एक कार्यात्मक संबंध ज्ञात है:
अर्थात्, किसी भी तापमान पर प्रतिरोध आर टी, टी = 0 पर घटक आर 0 और स्थिर गुणांक के बीच संबंध ज्ञात है।
तीन ज्ञात मूल्यों के साथ टी1, टी2, टी3 मापा आर टी एल , आर टी 2 , आर टी 3 .
आइये समीकरण बनाते हैं:
समीकरणों की परिणामी प्रणाली हल हो गई है क्योंकि समीकरणों की संख्या अज्ञात की संख्या के बराबर है।
विशेषता 6 के अनुसार, माप परिणामों को व्यक्त करने की विधि, माप को निरपेक्ष और सापेक्ष में विभाजित किया गया है।
पूर्ण माप यह अपनी इकाइयों में एक या अधिक मात्राओं के प्रत्यक्ष माप पर आधारित माप है।
निरपेक्ष माप की अवधारणा का प्रयोग सापेक्ष माप की अवधारणा के विपरीत के रूप में किया जाता है।
सापेक्ष आयाम किसी मात्रा और उसी नाम की मात्रा के अनुपात का माप, जो एक इकाई की भूमिका निभाता है, या उसी नाम की मात्रा के संबंध में किसी मात्रा में परिवर्तन का माप, जिसे प्रारंभिक के रूप में लिया जाता है।
उदाहरण के लिए, एक एमीटर के साथ विद्युत धारा की ताकत को मापना, जब माप परिणाम मापा मूल्य (एम्पीयर में) की एक इकाई में व्यक्त किया जाता है, एक प्रत्यक्ष माप है।
दो-पैन पैमाने पर किसी द्रव्यमान को मापना, जिसका मान पैमाने पर माप सीमा से अधिक है, सापेक्ष है। स्केल स्केल पर मापे गए द्रव्यमान और मूल वजन के द्रव्यमान के बीच अंतर के अनुरूप एक रीडिंग होगी, जो वजन प्लेटफॉर्म पर स्थापित किए गए वजन से छोटा है।
माप की "तकनीक", "विधि" और "सिद्धांत" की अवधारणाओं के बीच क्या संबंध है?
प्रत्येक माप प्रक्रिया, इसके कार्यान्वयन के उद्देश्य और अंतिम परिणाम की परवाह किए बिना, निम्नलिखित मुख्य चरण होते हैं: माप की तैयारी, माप करना, माप परिणामों को संसाधित करना। उचित माप गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, माप प्रक्रिया के प्रत्येक चरण को स्थापित नियमों के अनुसार किया जाना चाहिए, जो माप पद्धति द्वारा निर्धारित होते हैं।
माप प्रक्रिया यह माप के दौरान संचालन और नियमों का एक स्थापित सेट है, जिसके कार्यान्वयन से यह सुनिश्चित होता है कि आवश्यक माप परिणाम किसी दिए गए तरीके के अनुसार प्राप्त होते हैं।
माप तकनीक में शामिल हैं: माप कार्य का विश्लेषण; सिद्धांत, विधि और माप उपकरण का चयन; संचालन के लिए माप उपकरण तैयार करना; माप की शर्तों के लिए आवश्यकताएँ; उनकी संख्या दर्शाते हुए माप लेना; माप परिणामों का प्रसंस्करण, जिसमें गणना, सुधार की शुरूआत और त्रुटियों को व्यक्त करने के तरीके शामिल हैं।
आमतौर पर, माप तकनीक को कुछ नियामक और तकनीकी दस्तावेज़ द्वारा नियंत्रित किया जाता है। कई माप तकनीकें एकीकृत हैं, क्योंकि माप की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए उनका एकीकरण महत्वपूर्ण है।
माप के सिद्धांत और विधि का चुनाव माप कार्य के विश्लेषण के आधार पर किया जाता है, जिसमें निम्नलिखित प्रश्नों का समाधान किया जाता है: वस्तु की कौन सी भौतिक मात्रा और पैरामीटर मापे जाने हैं; माप परिणाम कितनी सटीकता होना चाहिए; इसे किस रूप में प्रस्तुत किया जाना चाहिए ताकि यह माप कार्य के उद्देश्य के अनुरूप हो।
मापने का सिद्धांत यह एक भौतिक घटना या प्रभाव है जो एक या दूसरे प्रकार के माप उपकरण का उपयोग करके माप का आधार बनता है।
उदाहरण के लिए, सीबेक घटना के अनुसार, दो असमान कंडक्टरों द्वारा गठित एक बंद विद्युत सर्किट में एक थर्मो-ईएमएफ उत्पन्न होता है। प्रत्यक्ष धारा, टांका लगाने वाले कंडक्टरों के सिरों के बीच तापमान अंतर के आनुपातिक। इस थर्मो-ईएमएफ का परिमाण। फ़ंक्शन द्वारा दर्शाया जा सकता है इ अब= एफ(टी ए- टी बी) , कहाँ टी एऔर टी बीटांका लगाने वाले कंडक्टरों के सिरों का तापमान एऔर में. यह भौतिक घटना थर्मोकपल के साथ तापमान माप का आधार है।
माप पद्धति वां कार्यान्वित माप सिद्धांत के अनुसार मापी गई भौतिक मात्रा की उसकी इकाई से तुलना करने की एक तकनीक या तकनीकों का सेट। मापन विधियाँ माप समस्याओं को हल करने की विधियाँ हैं, जो उनके सैद्धांतिक औचित्य और माप उपकरणों का उपयोग करने के लिए बुनियादी तकनीकों के विकास द्वारा विशेषता हैं। मापन विधियाँ बहुत विविध हैं। उनकी उपस्थिति वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति के कारण है।
मुख्य माप विधियों का वर्गीकरण चित्र 5 में दिखाया गया है। माप विधियों के इस विभाजन में वर्गीकरण विशेषता माप के दौरान माप की उपस्थिति या अनुपस्थिति है। इस संबंध में, माप विधियों को प्रत्यक्ष मूल्यांकन की विधि और माप के साथ तुलना की विधि में विभाजित किया गया है।
प्रत्यक्ष मूल्यांकन की विधि (गिनती) एक माप पद्धति जिसमें पीवी मान सीधे मापने वाले उपकरण के रीडिंग डिवाइस से निर्धारित किया जाता है (चित्रा 6)।
माप के साथ तुलना विधि एक माप पद्धति जिसमें मापे गए मूल्य की तुलना माप द्वारा पुनरुत्पादित मूल्य से की जाती है।
मापे गए मूल्य और माप द्वारा पुनरुत्पादित मूल्य के बीच अंतर की तुलना करते समय उपस्थिति या अनुपस्थिति के आधार पर तुलना विधि को शून्य और विभेदक तरीकों में विभाजित किया जाता है।
शून्य माप विधि किसी माप के साथ तुलना करने की एक विधि, जिसमें तुलना उपकरण पर मापी गई मात्रा और माप के प्रभाव का परिणामी प्रभाव शून्य पर लाया जाता है (चित्र 7)।
विभेदक माप विधि माप की एक विधि जिसमें मापी जाने वाली मात्रा की तुलना एक सजातीय मात्रा से की जाती है जिसका ज्ञात मान होता है जो प्रारंभ में मापी जाने वाली मात्रा से भिन्न होता है, और जिसमें इन दो मात्राओं के बीच का अंतर मापा जाता है।
विरोध, प्रतिस्थापन और संयोग के तरीकों का उपयोग करके शून्य और विभेदक तरीकों का उपयोग करके माप किया जा सकता है।
विरोधाभासी विधि किसी माप से तुलना करने की एक विधि, जिसमें मापा गया मूल्य और माप द्वारा पुनरुत्पादित मूल्य एक साथ तुलना के साधनों को प्रभावित करते हैं, जिसकी सहायता से इन मूल्यों के बीच संबंध स्थापित किया जाता है (चित्र 8, ए)।
प्रतिस्थापन विधि - माप के साथ तुलना करने की एक विधि, जिसमें मापी गई मात्रा को ज्ञात मात्रा के माप से बदल दिया जाता है (चित्र 7, बी और 8, बी)।
संयोग विधि (वर्नियर विधि) - किसी माप के साथ तुलना करने की एक विधि, जिसमें मापे गए मूल्य और पुनरुत्पादित माप के मूल्य के बीच के अंतर को पैमाने के निशान या आवधिक संकेतों के संयोग का उपयोग करके मापा जाता है।
प्रत्यक्ष मूल्यांकन विधि.
लोड एक्स का वजन मूल्य के आधार पर माप परिवर्तन के आधार पर निर्धारित किया जाता है - वसंत का विरूपण।
चित्र 6. प्रत्यक्ष मूल्यांकन माप योजना।
माप के साथ तुलना के तरीके.
भार X भार द्वारा संतुलित होता है।
चित्र 7. शून्य विधि माप योजनाएँ:
क) विरोध का तरीका; बी) प्रतिस्थापन विधि.
चित्र 8. विभेदक माप योजनाएँ:
चित्र 7 और 8 में दिखाए गए आरेखों से यह पता चलता है कि इन विधियों की एक विशिष्ट विशेषता मापी गई मात्रा और माप का एक साथ प्रभाव है। प्रतिस्थापन विधि के साथ, मापी गई मात्रा (माप की वस्तु) और माप माप उपकरण पर वैकल्पिक रूप से कार्य करते हैं।
2 . माप की शर्तें
माप की शर्तों को किस उद्देश्य से और कैसे मानकीकृत किया जाता है?
माप के दौरान, मापी गई भौतिक मात्रा के साथ-साथ अन्य भौतिक कारक भी शामिल होते हैं, जिनकी क्रिया माप परिणाम को विकृत कर सकती है। इन साथ आने वाली मात्राओं को प्रभावशाली मात्राएँ कहा जाता है और इसमें मुख्य रूप से शामिल हैं: परिवेश का तापमान, वायुमंडलीय दबाव, आर्द्रता, कंपन के दौरान दोलनों का आयाम और आवृत्ति, वोल्टेज और प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति, चुंबकीय प्रेरण, आदि। माप प्रक्रिया के दौरान, प्रभावित करने वाली मात्राओं के मूल्यों को बदलना बेहद अवांछनीय है, क्योंकि इससे माप सटीकता में कमी आती है।
माप की सटीकता बढ़ाने के लिए, प्रभावित करने वाली मात्राओं के मूल्यों को सामान्यीकृत किया जाता है। इस मामले में, प्रत्येक प्रकार के माप के लिए, प्रभावित करने वाली मात्राओं और उनके मूल्यों का एक सेट स्थापित किया जाता है।
निम्नलिखित को कुछ प्रभावशाली मात्राओं के सामान्य मान के रूप में स्वीकार किया जाता है:
परिवेशी वायु तापमान (20±2)°C;
बैरोमीटर का दबाव (101.325+3.3) केपीए;
आपूर्ति वोल्टेज (22010) वी,
एसी आवृत्ति (505) हर्ट्ज, आदि।
माप उपकरणों की मूल (सीमांत) त्रुटि की गणना आमतौर पर प्रभावित करने वाली मात्राओं के सामान्य मूल्यों के लिए की जाती है; विभिन्न परिस्थितियों में किए गए माप के परिणाम उन्हें दिए जाते हैं।
प्रभावित करने वाली मात्राओं के सामान्य मूल्यों की सीमाएँ GOST 8.395-80 "सत्यापन के लिए सामान्य स्थितियाँ" द्वारा निर्धारित की जाती हैं।
माप उपकरणों के उपयोग की सामान्य स्थितियाँ परिचालन स्थितियाँ नहीं हैं। प्रत्येक प्रकार के माप उपकरण के लिए, मानक या तकनीकी विनिर्देश प्रभावित मात्राओं के मूल्यों की एक विस्तारित (कार्यशील) सीमा स्थापित करते हैं, जिसके भीतर अतिरिक्त त्रुटि का मूल्य सामान्यीकृत होता है।
उदाहरण के लिए, मात्राओं को प्रभावित करने की कार्य सीमा ली गई है:
परिवेश का तापमान 5 से 50°C (-50 से +50°C);
सापेक्ष आर्द्रता 30 से 80% (या 30 से 98%) तक;
आपूर्ति वोल्टेज 187 से 242V, आदि।
कामकाजी परिस्थितियों में, बाहरी घटनाएं घटित हो सकती हैं, प्रभाव पड़ सकता है
जो सीधे डिवाइस की रीडिंग (कनवर्टर के आउटपुट सिग्नल) को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन मापने वाले उपकरण इकाइयों (आक्रामक गैसों, धूल, पानी, आदि) की क्षति और खराबी का कारण बन सकता है। मापने वाले उपकरणों को सुरक्षात्मक आवरणों, आवरणों आदि का उपयोग करके इन कारकों के प्रभाव से बचाया जाता है। इसके अलावा, बाहरी यांत्रिक बल (कंपन, कंपकंपी, झटका) मापने वाले उपकरणों को प्रभावित कर सकते हैं, जिससे उनकी रीडिंग में विकृति आ सकती है और रिपोर्टिंग की असंभवता हो सकती है। यांत्रिक प्रभाव के तहत काम करने वाले माप उपकरणों को विशेष उपकरणों द्वारा विनाशकारी प्रभावों से बचाया जाता है या उनकी ताकत बढ़ाई जाती है।
बाहरी प्रभावों से सुरक्षा की डिग्री और उनके प्रतिरोध के आधार पर, उपकरणों और कन्वर्टर्स को सामान्य, कंपन-प्रूफ, धूल-प्रूफ, स्प्लैश-प्रूफ, हेमेटिक, गैस-प्रूफ, विस्फोट-प्रूफ इत्यादि में विभाजित किया जाता है। इससे परिचालन स्थितियों के संबंध में एसआई का चयन करना संभव हो जाता है।
मापने के उपकरण क्या हैं?
उपकरण को मापना - यह एक तकनीकी साधन (या तकनीकी साधनों का एक सेट) है जो माप के लिए है, जिसमें मानकीकृत तकनीकी विशेषताएं हैं जो एक या अधिक भौतिक मात्राओं को पुन: पेश करती हैं और/या संग्रहीत करती हैं, जिनके आयाम एक ज्ञात अवधि में अपरिवर्तित माने जाते हैं (अंतर- सत्यापन अंतराल)।
माप उपकरणों के बारे में बात करते समय, वे निम्नलिखित अवधारणाओं का उपयोग करते हैं: एसआई प्रकार, एसआई प्रकार।
देखना मापन उपकरण - किसी दिए गए प्रकार के पीवी को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए माप उपकरणों का एक सेट।
प्रकार मापन उपकरण - एक ही उद्देश्य के लिए माप उपकरणों का एक सेट, संचालन के एक ही सिद्धांत पर आधारित, एक ही डिजाइन वाला, एक ही तकनीकी दस्तावेज के अनुसार निर्मित, लेकिन अलग-अलग संशोधन (उदाहरण के लिए, अलग-अलग माप सीमाएं)। एक प्रकार के माप उपकरण में कई प्रकार शामिल हो सकते हैं, एक प्रकार में कई संशोधन शामिल हो सकते हैं।
माप उपकरणों का वर्गीकरण विभिन्न मानदंडों के अनुसार किया जा सकता है। मेट्रोलॉजी में, एसआई को आमतौर पर प्रकार, संचालन के सिद्धांत और मेट्रोलॉजिकल उद्देश्य (चित्रा 10) के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।
सभी माप उपकरणों को दो प्रकारों में विभाजित किया गया है: माप और माप उपकरण। बदले में, बाद वाले, माप जानकारी की प्रस्तुति के रूप के आधार पर, मापने वाले ट्रांसड्यूसर, मापने वाले उपकरण, मापने वाले प्रतिष्ठानों और मापने वाले सिस्टम में विभाजित होते हैं।
उपाय - एक या अधिक निर्दिष्ट आकारों के पीवी को पुन: उत्पन्न करने और/या संग्रहीत करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक माप उपकरण, जिसके मान पारंपरिक इकाइयों में व्यक्त किए जाते हैं और आवश्यक सटीकता के साथ जाने जाते हैं। निम्नलिखित प्रकार के उपाय प्रतिष्ठित हैं:
- असंदिग्ध उपाय- एक माप जो एक आकार की भौतिक मात्रा को पुन: उत्पन्न करता है (उदाहरण के लिए, 1 किलो वजन);
- बहुमूल्य माप- एक माप जो विभिन्न आकारों की भौतिक मात्रा को पुन: उत्पन्न करता है (उदाहरण के लिए, लंबाई की एक रेखा माप - एक शासक);
- उपायों का सेट- एक ही भौतिक मात्रा के विभिन्न आकारों के मापों का एक सेट, जिसका उद्देश्य व्यवहार में माप करना है, व्यक्तिगत रूप से और विभिन्न संयोजनों में (उदाहरण के लिए, अंतिम उपायों का एक सेट);
- स्टोर उपाय- संरचनात्मक रूप से एक ही उपकरण में संयुक्त उपायों का एक सेट, जिसमें उन्हें विभिन्न संयोजनों में जोड़ने के लिए उपकरण शामिल हैं (उदाहरण के लिए, विद्युत प्रतिरोधों का एक भंडार)।
ट्रांसड्यूसर - एक मापने वाला उपकरण जिसका उपयोग मापी गई मात्रा को दूसरी मात्रा या मापे गए सिग्नल में बदलने के लिए किया जाता है, जो प्रसंस्करण, भंडारण, आगे के परिवर्तनों, प्रदर्शन या संचरण के लिए सुविधाजनक है, लेकिन पर्यवेक्षक द्वारा प्रत्यक्ष धारणा के लिए उत्तरदायी नहीं है।
मापने का उपकरण - एक माप उपकरण जिसे एक निर्दिष्ट सीमा में मापी गई भौतिक मात्रा के मूल्य के बारे में एक संकेत उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो एक पर्यवेक्षक द्वारा प्रत्यक्ष धारणा के लिए सुलभ है।
मापने का सेटअप - कार्यात्मक रूप से संयुक्त उपायों, माप उपकरणों, मापने वाले ट्रांसड्यूसर और अन्य उपकरणों का एक सेट जो एक या अधिक भौतिक मात्रा को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है और एक ही स्थान पर स्थित है।
मापने वाले उपकरणों की मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए मापने वाले प्रतिष्ठानों का उपयोग आमतौर पर प्रयोगशालाओं में किए गए वैज्ञानिक अनुसंधान, गुणवत्ता नियंत्रण और मेट्रोलॉजिकल सेवाओं में किया जाता है। वे ऑपरेटर द्वारा प्रत्यक्ष धारणा के लिए सुविधाजनक रूप में माप जानकारी प्रदर्शित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
माप प्रणाली - इस वस्तु की विशेषता वाली एक या अधिक भौतिक मात्राओं को मापने के उद्देश्य से नियंत्रित वस्तु के विभिन्न बिंदुओं पर स्थित कार्यात्मक रूप से संयुक्त उपायों, माप उपकरणों, मापने वाले ट्रांसड्यूसर, कंप्यूटर और अन्य तकनीकी साधनों का एक सेट, और माप संकेत उत्पन्न करने के उद्देश्य से स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में ट्रांसमिशन, भंडारण, प्रसंस्करण और उपयोग के लिए सुविधाजनक एक फॉर्म।
उद्देश्य के आधार पर, मापने की प्रणालियों को मापने की जानकारी, मापने के नियंत्रण, मापने के नियंत्रण, मापने की कंप्यूटिंग आदि में विभाजित किया जाता है। एक उदाहरण थर्मल पावर प्लांट की माप प्रणाली है, जिसमें बड़ी संख्या में मापने वाले चैनल होते हैं, जिनमें से सेंसर दूरी पर होते हैं अंतरिक्ष में एक दूसरे से काफी दूरी पर।
माप उपकरणों के मुख्य भाग क्या हैं?
मापने वाले उपकरणों (एमडी) में ऐसे तत्व शामिल होते हैं जो इनपुट सिग्नल को ऊर्जा के रूप या प्रकार के अनुसार परिवर्तित करने, दोलनों को शांत करने, हस्तक्षेप क्षेत्रों से बचाने, सर्किट स्विच करने, प्रस्तुत करने, जानकारी संसाधित करने आदि का कार्य करते हैं।
मापने वाले उपकरणों में शामिल हैं:
- रूपांतरण तत्व, जिसमें कई मात्रा परिवर्तनों में से एक होता है;
- मापने का सर्किट- मापने वाले उपकरण के तत्वों का एक सेट जो इनपुट से आउटपुट तक एक पीवी के मापने के संकेत का निरंतर पथ बनाता है; (माप प्रणाली के लिए इसे मापने वाला चैनल कहा जाता था);
- संवेदन तत्व- मापने वाले सर्किट में मापने वाले ट्रांसड्यूसर का हिस्सा जो इनपुट मापने के संकेत को मानता है;
- मापने का तंत्र- मापने वाले उपकरण के तत्वों का एक सेट जो सूचक (तीर, प्रकाश स्थान, आदि) की आवश्यक गति प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, एक मिलीवोल्टमीटर के लिए, माप तंत्र में एक स्थायी चुंबक और एक चल फ्रेम होता है;
- सूचक यंत्र- मापने वाले उपकरण के तत्वों का एक सेट जो मापी गई मात्रा या उससे जुड़ी मात्राओं के मूल्यों की दृश्य धारणा प्रदान करता है;
- सूचक- सूचक यंत्र का वह भाग, जिसकी स्केल चिह्नों के सापेक्ष स्थिति मापक यंत्र की रीडिंग निर्धारित करती है। सूचक एक तीर, एक प्रकाश किरण, एक थर्मामीटर में तरल स्तंभ की सतह आदि हो सकता है।
- रिकॉर्ड करने वाला डिवाइस- मापने वाले उपकरण के तत्वों का एक सेट जो मापी जाने वाली या उससे जुड़ी मात्रा के मूल्य को रिकॉर्ड करता है।
मापने वाले उपकरणों के ब्लॉक आरेख क्या हैं?
मापने वाले उपकरणों के एक दूसरे के साथ और स्वायत्त नियंत्रण साधनों के साथ विभिन्न कनेक्शनों का विश्लेषण करने की सुविधा के लिए, किसी भी मापने वाले उपकरण को इनपुट सिग्नल (इनपुट एक्शन) एक्स को आउटपुट सिग्नल (प्रतिक्रिया) वाई में परिवर्तित करने के लिए कनवर्टर के रूप में माना जाता है।
चित्र 10 प्रत्यक्ष परिवर्तन (ए) - प्रत्यक्ष क्रिया, और व्युत्क्रम परिवर्तन (तुलना) (बी) - संतुलन या क्षतिपूर्ति परिवर्तन की विधि के आधार पर माप उपकरणों के ब्लॉक आरेख दिखाता है। किसी विशेष उपकरण का ब्लॉक आरेख पूरी तरह से रूपांतरण विधि द्वारा निर्धारित किया जाता है।
चित्र 10 - मापने वाले उपकरणों के ब्लॉक आरेख: ए) प्रत्यक्ष रूपांतरण; बी) उलटा परिवर्तन (तुलना)
प्रत्यक्ष रूपांतरण विधि पर आधारित एक माप उपकरण निम्नानुसार कार्य करता है। मापी गई मात्रा यह रूप के अनुसार. कभी-कभी तत्व 2 गायब हो सकता है। तत्व 2 का आउटपुट सिग्नल माप तंत्र 3 को आपूर्ति किया जाता है, जिसके तत्वों की गति एक रीडिंग डिवाइस 4 का उपयोग करके निर्धारित की जाती है। माप तंत्र द्वारा उत्पन्न आउटपुट सिग्नल वाई (रीडिंग), मानव इंद्रियों द्वारा माना जा सकता है .
तुलना उपकरणों की एक विशिष्ट विशेषता नकारात्मक प्रतिक्रिया की उपस्थिति है (चित्र 10, बी)। संवेदन तत्व के आउटपुट से उत्पन्न होने वाला Z सिग्नल तुलना रूपांतरण तत्व 5 (तुलना तत्व) को आपूर्ति किया जाता है, जो इसके इनपुट पर प्राप्त दो मात्राओं की तुलना करने में सक्षम है। Z के अलावा, विपरीत चिह्न के साथ तत्व 5 के इनपुट पर एक संतुलन संकेत Z स्तर की आपूर्ति की जाती है, जो व्युत्क्रम परिवर्तित तत्व 6 के आउटपुट पर उत्पन्न होता है। तत्व 5 के आउटपुट पर एक संकेत उत्पन्न होता है जो आनुपातिक होता है ZZ स्तर के मानों में अंतर. यह मध्यवर्ती परिवर्तनकारी तत्व 2 में प्रवेश करता है, जिसका आउटपुट सिग्नल माप तंत्र 3 और तत्व 6 के इनपुट पर एक साथ भेजा जाता है। तत्व 2 के मध्यवर्ती परिवर्तनों के प्रकार के आधार पर, मापा पैरामीटर के प्रत्येक मान और संबंधित के लिए मान Z, इनपुट तत्व 5 पर प्राप्त अंतर (Z Z ur) को 0 तक कम किया जा सकता है या मापा मान के अनुपात में कुछ छोटा मान हो सकता है।
मापने वाले उपकरणों से रीडिंग प्राप्त करने के लिए रीडिंग डिवाइस के किन तत्वों का उपयोग किया जाता है?
एक संकेत एक मापने वाले उपकरण के संकेतक उपकरण पर एक मात्रा या संख्या का मान है, जो इस मात्रा की स्वीकृत इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। रीडिंग डिवाइस एक डिजिटल डिस्प्ले है, या अधिक बार एक पॉइंटर वाला स्केल होता है। स्केल रीडिंग उपकरणों के लिए, चित्र 11 में चित्रित कई अवधारणाओं का उपयोग करना प्रथागत है।
पैमानामापन उपकरण- संकेत देने वाले उपकरण का हिस्सा, जो उनसे जुड़ी संख्या के साथ-साथ चिह्नों की एक क्रमबद्ध श्रृंखला है। पैमाने के प्रकार के आधार पर निशान समान रूप से या असमान रूप से लगाए जा सकते हैं।
स्केल चिह्न- मापने वाले उपकरण (डैश, टूथ, डॉट, आदि) के पैमाने पर एक चिन्ह, जो एक भौतिक मात्रा का एक निश्चित मूल्य बनाता है।
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भौतिकी एक प्रायोगिक विज्ञान है। इसके कानून अनुभवजन्य रूप से स्थापित तथ्यों पर आधारित हैं। हालाँकि, भौतिक विज्ञान द्वारा अध्ययन की गई घटनाओं की पूरी समझ प्राप्त करने के लिए केवल भौतिक अनुसंधान के प्रायोगिक तरीके ही पर्याप्त नहीं हैं।
आधुनिक भौतिकी भौतिक अनुसंधान के सैद्धांतिक तरीकों का व्यापक रूप से उपयोग करती है, जिसमें प्रयोगों से प्राप्त आंकड़ों का विश्लेषण, प्रकृति के नियमों का निर्माण, इन कानूनों के आधार पर विशिष्ट घटनाओं की व्याख्या और सबसे महत्वपूर्ण, भविष्यवाणियां और सैद्धांतिक औचित्य (व्यापक के साथ) शामिल हैं। नई घटनाओं का गणितीय तरीकों का उपयोग)।
सैद्धांतिक अध्ययन किसी विशिष्ट भौतिक शरीर के साथ नहीं, बल्कि उसके आदर्श एनालॉग के साथ किया जाता है - एक भौतिक मॉडल जिसमें अध्ययन के तहत शरीर के बुनियादी गुणों की एक छोटी संख्या होती है। उदाहरण के लिए, कुछ प्रकार की यांत्रिक गति के अध्ययन के दौरान, भौतिक शरीर के एक मॉडल का उपयोग किया जाता है - एक भौतिक बिंदु।
इस मॉडल का उपयोग तब किया जाता है जब किसी पिंड के आयाम उसके आंदोलन के सैद्धांतिक विवरण के लिए आवश्यक नहीं होते हैं, अर्थात, "भौतिक बिंदु" मॉडल में, केवल शरीर के द्रव्यमान को ध्यान में रखा जाता है, और शरीर का आकार और इसके आयामों पर ध्यान नहीं दिया जाता है.
किसी भौतिक मात्रा को कैसे मापें
परिभाषा 1
भौतिक मात्रा एक विशेषता है जो गुणात्मक अर्थ में कई भौतिक वस्तुओं या घटनाओं के लिए सामान्य है, लेकिन उनमें से प्रत्येक के लिए अलग-अलग अर्थ प्राप्त कर सकती है।
भौतिक मात्राओं का माप किसी वस्तु या घटना की विशेषता बताने वाली भौतिक मात्रा को खोजने के लिए प्रायोगिक कार्यों का एक क्रम है। मापने का अर्थ है मापी गई मात्रा की मानक के रूप में ली गई किसी अन्य सजातीय मात्रा से तुलना करना।
माप पाए गए मूल्य के वास्तविक मूल्य या वास्तविक औसत के सन्निकटन की डिग्री निर्धारित करने के साथ समाप्त होता है। वास्तविक औसत उन मूल्यों की विशेषता है जो प्रकृति में सांख्यिकीय हैं, उदाहरण के लिए, किसी व्यक्ति की औसत ऊंचाई, गैस अणुओं की औसत ऊर्जा, और इसी तरह। शरीर के वजन या आयतन जैसे मापदंडों को एक वास्तविक मान द्वारा दर्शाया जाता है। इस मामले में, हम किसी भौतिक मात्रा के पाए गए औसत मूल्य के उसके वास्तविक मूल्य के सन्निकटन की डिग्री के बारे में बात कर सकते हैं।
माप या तो प्रत्यक्ष हो सकते हैं, जब वांछित मात्रा सीधे प्रयोगात्मक डेटा से पाई जाती है, या अप्रत्यक्ष, जब प्रश्न का अंतिम उत्तर भौतिक मात्रा के बीच ज्ञात संबंधों के माध्यम से पाया जाता है। हम उन मात्राओं में भी रुचि रखते हैं जिन्हें प्रत्यक्ष माप का उपयोग करके प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त किया जा सकता है।
पथ, द्रव्यमान, समय, बल, तनाव, घनत्व, दबाव, तापमान, रोशनी - ये सभी भौतिक मात्राओं के उदाहरण नहीं हैं जिनसे कई लोग भौतिकी का अध्ययन करते समय परिचित हुए हैं। किसी भौतिक राशि को मापने का अर्थ है उसकी तुलना एक इकाई के रूप में ली गई सजातीय मात्रा से करना।
माप प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष हो सकते हैं। प्रत्यक्ष माप के मामले में, उचित इकाइयों में कैलिब्रेटेड माप उपकरण का उपयोग करके किसी मात्रा की तुलना उसकी इकाई (मीटर, सेकंड, किलोग्राम, एम्पीयर, आदि) से की जाती है।
प्रयोगात्मक रूप से मापी गई मुख्य मात्राएँ दूरी, समय और द्रव्यमान हैं। उन्हें मापा जाता है, उदाहरण के लिए, क्रमशः एक टेप माप, एक घड़ी और एक स्केल (या स्केल) का उपयोग करके। जटिल मात्राओं को मापने के लिए भी उपकरण हैं: स्पीडोमीटर का उपयोग निकायों की गति को मापने के लिए किया जाता है, एमीटर का उपयोग विद्युत प्रवाह की ताकत निर्धारित करने के लिए किया जाता है, आदि।
माप त्रुटियों के मुख्य प्रकार
मापने के उपकरणों और मानवीय इंद्रियों की अपूर्णता, और अक्सर मापा मूल्य की प्रकृति ही इस तथ्य को जन्म देती है कि किसी भी माप का परिणाम एक निश्चित सटीकता के साथ प्राप्त होता है, अर्थात प्रयोग मापा गया मूल्य का सही मूल्य नहीं देता है। मूल्य, बल्कि करीब।
माप की सटीकता इस परिणाम की निकटता से मापा मूल्य के वास्तविक मूल्य या वास्तविक औसत से निर्धारित होती है; माप की सटीकता का एक मात्रात्मक माप त्रुटि है। सामान्य तौर पर, पूर्ण माप त्रुटि का संकेत दिया जाता है।
माप त्रुटियों के मुख्य प्रकारों में शामिल हैं:
- घोर त्रुटियाँ (चूकें) जो प्रयोगकर्ता की लापरवाही या असावधानी के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, आवश्यक उपकरणों के बिना गलती से मापे गए मूल्य की रीडिंग कर ली गई, पैमाने पर कोई संख्या गलत तरीके से पढ़ ली गई, इत्यादि। इन त्रुटियों से बचना आसान है.
- यादृच्छिक त्रुटियाँ विभिन्न कारणों से उत्पन्न होती हैं, जिनका प्रभाव प्रत्येक प्रयोग में भिन्न होता है; उनका पहले से अनुमान नहीं लगाया जा सकता है। ये त्रुटियाँ सांख्यिकीय कानूनों के अधीन हैं और गणितीय सांख्यिकी विधियों का उपयोग करके गणना की जाती हैं।
- गलत माप पद्धति, उपकरणों की खराबी आदि के परिणामस्वरूप व्यवस्थित त्रुटियाँ उत्पन्न होती हैं। व्यवस्थित त्रुटियों के प्रकारों में से एक उपकरणों की त्रुटियाँ हैं जो उपकरणों की माप सटीकता निर्धारित करती हैं। पढ़ते समय, माप परिणाम अनिवार्य रूप से विभाजन मूल्य और, तदनुसार, डिवाइस की सटीकता को ध्यान में रखते हुए गोल किया जाता है। इस प्रकार की त्रुटियों से बचा नहीं जा सकता है और इन्हें यादृच्छिक त्रुटियों के साथ ही ध्यान में रखा जाना चाहिए।
प्रस्तावित दिशानिर्देश माप परिणामों के गणितीय प्रसंस्करण के लिए आवश्यक त्रुटियों के सिद्धांत के अंतिम सूत्र प्रदान करते हैं।
एसआई प्रणाली में क्षेत्र
क्षेत्रफल, आयतन और वेग व्युत्पन्न इकाइयाँ हैं; उनके आयाम माप की बुनियादी इकाइयों से आते हैं।
गणना में, कई इकाइयों का भी उपयोग किया जाता है; दस की पूरी शक्ति माप की मूल इकाई से अधिक है। उदाहरण के लिए: 1 किमी = 1000 मीटर, 1 डीएम = 10 सेमी (सेंटीमीटर), 1 मीटर = 100 सेमी, 1 किलो = 1000 ग्राम। या निजी इकाइयाँ, माप की स्थापित इकाई से दस डिग्री कम: 1 सेमी = 0.01 मीटर, 1 मिमी = 0.1 सेमी.
समय इकाइयाँ थोड़ी भिन्न हैं: 1 मिनट। = 60 सेकंड, 1 घंटा = 3600 सेकंड। भागफल केवल 1 एमएस (मिलीसेकंड) = 0.001 सेकेंड और 1 μs (माइक्रोसेकंड) = 10-6 सेकेंड हैं।
चित्र 1. भौतिक राशियों की सूची। लेखक24 - छात्र कार्यों का ऑनलाइन आदान-प्रदान
माप और मापने के उपकरण
माप और माप उपकरणों में शामिल हैं:
- मापक यंत्र वे उपकरण हैं जिनसे भौतिक मात्राएँ मापी जाती हैं।
- अदिश भौतिक राशियाँ वे भौतिक राशियाँ हैं जो केवल संख्यात्मक मानों द्वारा निर्दिष्ट होती हैं।
- भौतिक मात्रा किसी भौतिक वस्तु, भौतिक घटना, प्रक्रिया की एक भौतिक संपत्ति है जिसे मात्रात्मक रूप से चित्रित किया जा सकता है।
- वेक्टर भौतिक राशियाँ वे भौतिक राशियाँ हैं जो संख्यात्मक मान और दिशा द्वारा विशेषता होती हैं। किसी सदिश राशि का मान उसका मापांक कहलाता है।
- लंबाई एक बिंदु से दूसरे बिंदु की दूरी है।
- क्षेत्रफल एक मात्रा है जो सतह के आकार को निर्धारित करती है, जो ज्यामितीय आकृतियों के मुख्य गुणों में से एक है।
- आयतन एक ज्यामितीय पिंड की क्षमता है, या बंद सतहों द्वारा सीमित स्थान का एक हिस्सा है।
- किसी पिंड का विस्थापन पिंड की प्रारंभिक स्थिति से उसकी अंतिम स्थिति तक खींचा गया एक निर्देशित खंड है।
- द्रव्यमान एक भौतिक मात्रा है, जो किसी पिंड की मुख्य विशेषताओं में से एक है, जिसे आमतौर पर लैटिन अक्षर m द्वारा दर्शाया जाता है।
- गुरुत्वाकर्षण वह बल है जिससे पृथ्वी वस्तुओं को अपनी ओर आकर्षित करती है।
