«Семь раз отмерь, один раз отрежь…» С чего начались методы измерения? 12f559 Команда «Поколение Х» Все, что я хотел бы знать, – это яблоня. Все, что я знаю, – ветвь яблони. Все, что я могу преподать ученикам, – это семечко. Но из семечка может вырасти яблоня… Французский писатель Ж. Эрве-Базена

Измерение является одной из самых древнейших операций в процессе познания человеком окружающего материального мира. Вся история цивилизации представляет собой непрерывный процесс становления и развития измерений, совершенствования средств методов и измерений, повышения их точности и единообразия мер. В процессе своего развития человечество прошло путь от измерений на основе органов чувств и частей человеческого тела до научных основ измерений и использования для этих целей сложнейших физических процессов и технических устройств. В настоящее время измерениями охватываются все физические свойства материи практически независимо от диапазона изменения этих свойств.

С развитием человечества измерения приобретали все большее значение в экономике, науке, технике, в производственной деятельности. Многие науки стали называться точными благодаря тому, что они могут устанавливать с помощью измерений количественные соотношения между явлениями природы. По существу, весь прогресс науки и техники неразрывно связан с возрастанием роли и совершенствованием искусства измерений. Д.И. Менделеев говорил, что «наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры».

Не меньшее значение имеют измерения в технике, производственной деятельности, при учете материальных ценностей, при обеспечении безопасных условий труда и здоровья человека, в сохранении окружающей среды. Современный научно-технический прогресс невозможен без широкого использования средств измерений и проведения многочисленных измерений.

Что измерять? Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Как измерять? Понятия физическая величина и измерение тесным образом связаны с понятием шкалы физической величины - упорядоченной совокупностью значений физической величины, служащей исходной основой для измерений данной величины. Шкалой измерений называют порядок определения и обозначения возможных значений конкретной величины или проявлений какого-либо свойства. Понятия шкалы возникли в связи с необходимостью изучать не только количественные, но и качественные свойства природных и рукотворных объектов и явлений.

Первоисточник знаний Наблюдения при измерении – операции, проводимые при измерении и имеющие целью своевременно и правильно произвести отчет. Результаты наблюдений подлежат дальнейшей обработке для получения результата измерения. Для вычисления результата измерения следует из каждого наблюдения следует исключить систематическую погрешность. В итоге получаем исправленный результат данного наблюдения из числа нескольких, а за результат измерения принимаем среднее арифметическое из исправленных результатов наблюдений. При измерении с однократным наблюдением термином наблюдение пользоваться не стоит.

Для того чтобы можно было провести измерение и достичь поставленную перед ним цель, необходимо сформулировать измерительную задачу, в которую должны войти следующие составляющие элементы измерений: объект измерения, т.е. измеряемая величина; единица измерения, с которой сравнивается эта величина; средство измерений, выбор которого должен быть оптимальным для достижения требуемого результата измерений; результат измерения, представляющий, как правило, именованное число, например, метр, грамм; точность измерений, которая, как правило, задается при постановке измерительной задачи.

Метрология Под метрологией подразумевается наука об измерениях, о существующих средствах и методах, помогающих соблюсти принцип их единства, а также о способах достижения требуемой точности. Происхождение самого термина «метрология» возводят к двум греческим словам: metron, что переводится как «мера», и logos – «учение». Бурное развитие метрологии пришлось на конец ХХ в. Оно неразрывно связано с развитием новых технологий. До этого метрология была лишь описательным научным предметом.

Метрология изучает 1) методы и средства для учета продукции по следующим показателям: длине, массе, объему, расходу и мощности; 2) измерения физических величин и технических параметров, а также свойств и состава веществ; 3) измерения для контроля и регулирования технологических процессов.

Основные направления метрологии 1)общая теория измерений; 2) системы единиц физических величин; 3) методы и средства измерений; 4) методы определения точности измерений; 5) основы обеспечения единства измерений, а также основы единообразия средств измерения; 6) эталоны и образцовые средства измерений; 7) методы передачи размеров единиц от образцов средств измерения и от эталонов рабочим средствам измерения.

Классификация измерений В зависимости от рода измеряемой величины, условий проведения измерений и приемов обработки экспериментальных данных измерения могут классифицироваться с различных точек зрения. С точки зрения общих приемов получения результатов они разделены на четыре класса: прямые; косвенные; совокупные; совместные.

По числу измерений одной и той же величины измерения делятся на однократные и многократные. По характеру изменения измеряемой величины в процессе измерений они делятся на статические и динамические (величина изменяется в процессе измерений). По отношению к основным единицам измерения делятся на абсолютные и относительные.

Метод измерений Метод измерений – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Метод непосредственной оценки – метод, при котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений. Например, взвешивание на циферблатных весах или измерение давления пружинным манометром. Дифференциальный метод – метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами.

Нулевой метод измерений – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля. Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения физической величины. Например, измерение массы на равноплечных весах при помощи гирь. Принадлежит к числу очень точных методов. Метод сравнения с мерой – метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение напряжения постоянного тока на компенсаторе сравнением с известной ЭДС нормального элемента.

Чем измерять ? Измерения физических величин выполняются с помощью устройств, называемых измерительными приборами или измерительными установками. Измерительным прибором называют измерительное устройство, представляющее собой более или менее единое целое и градуированное по большей части непосредственно в единицах измеряемой физической величины. Измерительная установка обычно включает в себя несколько приборов и вспомогательных устройств. Четкую грань между прибором и установкой провести трудно. Измерительные приборы и установки характеризуются пределами измерений, чувствительностью, ценой деления и точностью.

Семь раз отмерь, один раз отрежь… Семь раз отмерь. Действительно, измерения надо проводить тщательно. Вы должны быть полностью уверены в данных, лежащих в основе предпринимаемых вами действий. Учитывая погрешность измерений, одного измерения будет явно недостаточно. Откуда вам знать, что результат этого однократного измерения, сделанного в произвольный момент времени, является характерным для работы в целом? Один раз отрежь. В наш столь стремительный век у нас нет времени на реализацию сразу нескольких стратегий, и мы больше не можем позволить себе подход, основанный на методе проб и ошибок. Так что вам остается только одно: принимать единственное решение, основываясь на тщательно проверенных данных, и реализовать его. Не суетитесь понапрасну. Не стоит делать что-то на скорую руку, необходимо полностью разобраться в деталях измерения и выяснить, о чем свидетельствуют данные. Возможно, бросившись спасать положение, вы будете выглядеть настоящим героем, но, если только это не по-настоящему серьезная авария, ваше рвение принесет вред, чем пользу.