Качественные и количественные характеристики измеряемых величин реферат

Обновлено: 02.07.2024

Метрология(от греч. "метро" - мера, "логос" - учение) — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности 1 .
Современная метрология включает три составляющие: законодательную метрологию, фундаментальную (научную) и практическую (прикладную) метрологию

Измерение — совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой всеми участниками за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений).

Виды измерени:
Измерения различают по способу получения информации, по характеру изменений измеряемой величины в процессе измерений, по количеству измерительной информации, по отношению к основным единицам.
По способу получения информации измерения разделяют на прямые, косвенные, совокупные и совместные.
^ Прямые измерения— это непосредственное сравнение физической величины с ее мерой. Например, при определении длины предмета линейкой происходит сравнение искомой величины (количественного выражения значения длины) мерой, т.е. линейкой.
^Косвенные измерения отличаются от прямых тем, что искомое значение величины устанавливают по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с искомой определенной зависимостью. Так, если измерить силу тока амперметром, а напряжение вольтметром, то по известной функциональной взаимосвязи всех трех названных величин можно рассчитать мощность электрической цепи.
^Совокупные измерения сопряжены с решением системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин. Решение системы уравнений дает возможность вычислить искомую величину.
^Совместные измерения — это измерения двух или более неоднородных физических величин для определения зависимости между ними.
Совокупные и совместные измерения часто применяют в измерениях различных параметров и характеристик в области электротехники.
По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений бывают статистические, динамические и статические измерения.
^Статистические измерения связаны с определением характеристик случайных процессов, звуковых сигналов, уровня шумов и т.д.
Статические измерения имеют место тогда, когда измеряемая величина практически постоянна.
^Динамические измерения связаны с такими величинами, которые в процессе измерений претерпевают те или иные изменения.
Статические и динамические измерения в идеальном виде на практике редки.
По количеству измерительной информации различают однократные и многократные измерения.
^Однократные измерения — это одно измерение одной величины, т.е. число измерений равно числу измеряемых величин. Практическое применение такого вида измерений всегда сопряжено с большими погрешностями, поэтому следует проводить не менее трех однократных измерений и находить конечный результат как среднее арифметическое значение.
^Многократные измерения характеризуются превышением числа измерений количества измеряемых величин. Обычно минимальное число измерений в данном случае больше трех. Преимущество многократных измерений — в значительном снижении влияний случайных факторов на погрешность измерения.

По отношению к основным единицам измерения делят на абсолютные и относительные.
^Абсолютными измерениями называют такие, при которых используются прямое измерение одной (иногда нескольких) основной величины и физическая константа. Так, в известной формуле Эйнштейна Е=тс2 масса (т) — основная физическая величина, которая может быть измерена прямым путем (взвешиванием), а скорость света (с) — физическая константа.
^Относительные измерения базируются на установлении отношения измеряемой величины к однородной, применяемой в качестве единицы. Естественно, что искомое значение зависит от используемой единицы измерений.
С измерениями связаны такие понятия, как "шкала измерений", "принцип измерений", "метод измерений".
^Шкала измерений — это упорядоченная совокупность значений физической величины, которая служит основой для ее измерения. Поясним это понятие на примере температурных шкал.
В шкале Цельсия за начало отсчета принята температура таяния льда, а в качестве основного интервала (опорной точки) — температура кипения воды. Одна сотая часть этого интервала является единицей температуры (градус Цельсия). В температурной шкале Фаренгейта за начало отсчета принята температура таяния смеси льда и нашатырного спирта (либо поваренной соли), а в качестве опорной точки взята нормальная температура тела здорового человека. За единицу температуры (градус Фаренгейта) принята одна девяносто шестая часть основного интервала. По этой шкале температура таяния льда равна + 32°F, а температура кипения воды + 212°F. Таким образом, если по шкале Цельсия разность между температурой кипения воды и таяния льда составляет 100°С, то по Фаренгейту она равна 180°F. На этом примере мы видим роль принятой шкалы как в количественном значении измеряемой величины, так и в аспекте обеспечения единства измерений. В данном случае требуется находить отношение размеров единиц, чтобы можно было сравнить результаты измерений, т.е. t°F/t°C.
В метрологической практике известны несколько разновидностей шкал: шкала наименований, шкала порядка, шкала интервалов, шкала отношений и др.
^Шкала наименований — это своего рода качественная, а не количественная шкала, она не содержит нуля и единиц измерений. Примером может служить атлас цветов (шкала цветов). Процесс измерения заключается в визуальном сравнении окрашенного предмета с образцами цветов (эталонными образцами атласа цветов). Поскольку каждый цвет имеет немало вариантов, такое сравнение под силу опытному эксперту, который обладает не только практическим опытом, но и соответствующими особыми характеристиками зрительных возможностей
^Шкала порядкахарактеризует значение измеряемой величины в баллах (шкала землетрясений, силы ветра, твердости физических тел и т.п.).
^ Шкала интервалов (разностей) имеет условные нулевые значения, а интервалы устанавливаются по согласованию. Такими шкалами являются шкала времени, шкала длины.
^Шкала отношений имеет естественное нулевое значение, а единица измерений устанавливается по согласованию. Например, шкала массы (обычно мы говорим "веса"), начинаясь от нуля, может быть градуирована по-разному в зависимости от требуемой точности взвешивания. Сравните бытовые и аналитические весы.

Качественная характеристика измеряемых величин.

Измерения являются инструментом познания объектов и явлений окружающего мира. Объектами измерений являются физические и нефизические величины (в экономике, медицине, информатике, управлении качеством и пр.).

Вся современная физика может быть построена на семи основных величинах, которые характеризуют фундаментальные свойства материального мира. К ним относятся: длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура, количество вещества и сила света.

С помощью этих и двух дополнительных величин – плоского и телесного углов – введенных исключительно для удобства, образуется все многообразие производных физических величин и обеспечивается описание любых свойств физических объектов и явлений.

Размерность измеряемой величины является качественной ее характеристикой и обозначается символом dim, происходящим от слова dimension. Размерностьосновныхфизических величин обозначается соответствующими заглавными буквами. Например, для длины, массы и времени dim l = L; dim m = M; dim t = T.

Более подробная информация о том, сколько (меньше) или насколько лучше (плохо) иногда даже не требуется. Например, масса Ш12 на рисунке 1 может или не может быть больше, чем масса м2, но информации об измерениях, полученных этим методом, достаточно для решения более простой задачи. Многие из выбранных задач решаются аналогичным образом: кто сильнее или кто яснее Насколько это легко Кроме того, количество размеров по сравнению друг с другом Может быть достаточно большим. Размер измеряемой величины, упорядоченный в порядке возрастания или убывания, образует шкалу заказа.

В зависимости от степени воздействия на изделие управляющего импульсного преобразователя, различают две группы Систем контактного и бесконтактного действия. Людмила Фирмаль

Так, например, во многих соревнованиях и соревнованиях навыки исполнителей и спортсменов (или всей команды) определяются их положением за финальным столом. Последнее поэтому является мерой порядка. Это формат отображения информации об измерениях, отражающий тот факт, что некоторые уровни мастерства лучше, чем другие, но сколько (сколько раз) неизвестно. Поскольку мы строили людей по росту, мы можем использовать шкалу порядка, чтобы определить, кто выше кого, но мы не можем сказать, высота или частота. Расположение размера в порядке возрастания или убывания для получения информации об измерении в масштабе порядка называется ранжированием.

Некоторые точки могут быть зафиксированы в качестве контрольных точек для облегчения измерений по шкале заказа. Например, знания оцениваются по шкале оценки заказа. Это принимает форму неудовлетворенности, удовлетворения, добра и превосходства. Точка на эталонной шкале может быть связана с числом, называемым точкой. Например, сейсмическая интенсивность измеряется по 12-балльной международной сейсмической шкале M8K-64 (таблица 1 отображается в нескольких сокращениях). Эталонная шкала используется для измерения силы морских волн, минеральной твердости, чувствительности фотопленки и многих других величин.

Особенно популярна стандартная шкала Получил в гуманитарных, спортивных, художественных и других областях. Таблица 1 Простая характеристика счета. 1 Невидимая отметка только сейсмическими приборами- 2 Очень слабый: чувствует себя полностью отдыхающим. 3 Я чувствую только небольшую часть слабого населения. Умеренно распознается мелкими грохотами и вибрацией предметов, контейнеров, оконных стекол, скрипов дверей и стен 5 Очень крепкое здание, общее потрясение, раскачивание мебели, трещины в стекле и штукатурке, бодрствующий сон 6 сильных.

Все чувствуют. Картина падает со стены, куски штукатурки падают, свет 7 Очень сильная трещина в стене каменного дома. Сейсмические и деревянные здания остаются нетронутыми 8 разрушителей — крутые склоны и трещины в мокрой скале. Дом сильно поврежден 9 Разрушитель-Каменный дом серьезного урона и разрушения 10 больших трещин в разрушительной почве. Оползень и оползень. Разрушение каменных зданий, изгиб железнодорожных рельсов И катастрофа сломает землю. Многочисленные оползни и оползни. Каменный дом будет полностью разрушен 12 Серьезные бедствия Почвенные изменения огромны.

Многочисленные оползни, оползни и трещины. Водопад, озеро пруд снаружи. Отклонение речного стока. Одна структура не выдерживает Недостатком контрольной шкалы является неопределенность в расстоянии между контрольными точками. Следовательно, очки не могут быть добавлены, вычтены, умножены, разделены и т. Д. Более совершенной в этом отношении является шкала, состоящая из строго определенных интервалов. Например, общепринято измерять время по шкале, разделенной на интервалы, равные периоду обращения Земли вокруг Солнца (календарь).

Эти интервалы (годы) делятся по очереди на меньшие интервалы (дни), равные периоду вращения Земли вокруг оси. Такой масштаб Это называется интервальной шкалой. В интервальной шкале вы уже можете определить не только, насколько велик один размер, но и насколько он велик, то есть интервальная шкала определяет математические действия, такие как сложение и вычитание. По предположениям, радикальный поворотный момент во время Второй мировой войны произошел под Сталинградом через 700 лет после поражения Александра Невского от рыцарей немецких рыцарей Ливонии на льду озера Пепси.

Но позже, когда я задал вопрос сколько раз произошло это событие, оно оказалось в 1942 году. e Григорианский стиль 242 1,56 раза, согласно юлианскому календарю, отсчитывает время от сотворения мира = 1,10 раза, по мнению евреев, учитывается время От сотворения Адама , 4 C- 1,14 раза и, согласно хронологии Мухаммеда, начинается со дня перехода из Мекки Мухаммеда в священную Медину Мусульманская община = 2,13 раза, поэтому невозможно сказать, сколько раз один размер больше другого размера на интервальной шкале, потому что только шкала известна на интервальной шкале и происхождении Необязательно, поэтому масштаб интервала не может определить, равен ли этот размер или равен.

Они не оправдывают достигнутые показатели и уровень качества продукта, они все еще находятся в разработке и могут стать реальностью через определенное время, указанное в стандарте. Людмила Фирмаль

Шкала интервалов может быть получена путем пропорционального деления интервала между двумя контрольными точками. Таким образом, на шкале температур Цельсия 1 градус составляет сотую часть интервала между температурой таяния льда в качестве контрольной точки и температурой кипения воды. На шкале температуры Реомюра тот же интервал делится на 80 градусов, на шкале температуры Фаренгейта — на -180 градусов, а контрольная точка смещается вниз на 32 ° P. Соотношение между этими шкалами показано на рисунке. 3.

Если вы выберете одну из двух опорных точек, размер которых не равен нулю (что приводит к появлению отрицательного значения), но фактически равен нулю, эта шкала подсчитывает абсолютное значение размера Указывает, является ли один размер больше или меньше другого, а также больше или меньше. Эта шкала называется реляционной шкалой. Примером является шкала температуры Кельвина. Абсолютный нуль температуры, при которой тепловое движение прекращается в молекуле была точкой отсчета. Там не может быть более низкой температуры. Вторым ориентиром является температура таяния льда.

По шкале Цельсия интервал между этими контрольными показателями составляет 273,16 ° C (см. Рисунок 3). Таким образом, по шкале Кельвина она делится на равные части, составляющие интервал ^ yy ^. Каждая из этих частей называется Кельвином и соответствует градусам Цельсия. Это позволяет очень легко перемещаться из одного масштаба в другой. -250 -200 -150 -100 -50 O 50 100 150 -200 -160 -120 -80 ^ 0 1О40Iв0 120 1- -360-270-180 1-90 O 90180270360 O 50 100 150 200 250 300 350 400 450 * Рисунок 3.

Температурная шкала Цельсия (° C), Реомюра (° K). Фаренгейт (° D) и Кельвин (K) Шкала отношений является наиболее продвинутой из всех рассмотренных шкал. Определите максимальное количество сложений, вычитаний, умножений и делений. К сожалению, однако, не всегда возможно построить шкалу отношений. Например, время может быть измерено только по шкале интервалов. Один и тот же размер отображается по-разному в зависимости от интервала, в котором делится шкала. Например, 0,001 км. 1 м; 100 см 1000 мм-4 версии того же размера. Они называются измерениями.

Таким образом, измеренное значение является представлением размера в конкретной единице измерения. Абстрактные числа, которые входят в это, называют числами. Это указывает количество единиц, чей измеренный размер больше 0 или больше 1 (измерение). Если 0,5 килограмма, 20 секунд, 8,12 рубля, 6 баллов, 400 единиц подачи, 100 тонн стандартного топлива являются измеренными значениями, то на них отображаются абстрактные цифры. Следовательно, значение измеренного значения O определяется его числовым значением 7 и единицей измерения 2 . O = TO .

Увеличение или уменьшение 3 С обратным пропорциональным изменением Поэтому, как и при измерении, значение не зависит от выбора единиц измерения. Такие фразы, как размер длины и размер массы , не используются в измерениях. Кроме того, поскольку длина и масса сами по себе являются размером, они не называются размером длины или размером массы . Обычно говорят просто длину, массу, время и скорость. Например, масса равна 3 кг (или равна), а скорость равна 15 м / с.

Образовательный сайт для студентов и школьников

Читайте также: