Elektrische metingen en elektrische meettechnologieën, de rol en het belang van metingen
Wat is een dimensie
Meten is een van de oudste operaties die door de mens in de sociale praktijk worden gebruikt, en met de ontwikkeling van de samenleving doordringt het steeds meer verschillende werkterreinen.
Meten is een cognitief proces: na het meten van een bepaalde grootheid weten we altijd iets meer over deze grootheid dan voor de meting: we ontdekken de grootte ervan, wat voor ons vaak de bron is van een aantal aanvullende informatie, we leren hier een idee over hoeveelheid, de relatie met andere hoeveelheden enz.
Het meetproces is een fysiek experiment: metingen kunnen niet speculatief worden gedaan, alleen door middel van theoretische berekeningen, enz.
Het meten van een fysieke grootheid is een vergelijking met een bepaalde waarde van dezelfde fysieke grootheid als eenheid genomen: men kan bijvoorbeeld lengte alleen meten door het te vergelijken met een bepaalde lengte.
Uit de bovenstaande definitie volgt dat om elke meting uit te voeren die u over het algemeen nodig heeft:
-
meten — een echte weergave van een maateenheid, bijvoorbeeld bij het wegen is een gewicht vereist;
-
meetinstrument — technische middelen voor het uitvoeren van het proces van het vergelijken van een gemeten waarde met een meting.
Het hebben van een maat is absoluut noodzakelijk om de meting uit te voeren. Het is waar dat in sommige gevallen de maat lijkt te ontbreken in de meting: bij het wegen van bijvoorbeeld een wijzerplaat mogen de gewichten niet direct worden gebruikt, maar dit betekent niet dat de maat niet betrokken is bij zo’n meting: de schaal van deze gewichten is vooraf gekalibreerd met behulp van geschikte gewichten.
Daarom wordt in de schaal van dergelijke gewichten als het ware een massamaat geplaatst, die dus deelneemt aan alle wegingen.
Op dezelfde manier, wanneer u elektrische weerstand meet met een ohmmeter en, is het gebruik van weerstandsmetingen vereist, maar in dit geval kunnen ze alleen worden opgegeven omdat tijdens de fabricage van de ohmmeter de schaal wordt gekalibreerd met behulp van monsterweerstandsmetingen, die zijn indirect inbegrepen bij elk gebruik van het apparaat.
Aan de andere kant is er niet altijd een meetinstrument nodig om een meting uit te voeren: voor de eenvoudigste metingen is het voldoende om alleen een maat te hebben, maar het apparaat mag niet blijven plakken.
Zie ook: Fysieke grootheden en parameters, eenheden
Directe, indirecte en geaggregeerde metingen
Volgens de methode om het meetresultaat te verkrijgen, is het noodzakelijk om onderscheid te maken tussen:
-
directe metingen;
-
indirecte metingen;
-
cumulatieve metingen.
Directe metingen zijn die metingen waarbij de hoeveelheid van belang zelf direct wordt gemeten: wegen op een weegschaal om de massa van een lichaam te bepalen, lengte meten door een bepaalde afstand direct te vergelijken met een corresponderende lengtemaat, elektrische weerstand meten met een ohmmeter, elektrische stroom met ampèremeter etc.
Directe metingen zijn een veel voorkomende vorm van technische metingen. Indirecte metingen zijn die metingen waarbij het belang zelf niet direct wordt gemeten, maar enkele andere grootheden waarmee het gemeten bedrag in een bepaalde relatie staat; Na het bepalen van de waarden van deze grootheden (door directe metingen) en gebruik te maken van de bekende relatie tussen deze grootheden en de gemeten grootheid, is het mogelijk om de waarde van de gemeten grootheid te berekenen.
Om bijvoorbeeld de specifieke elektrische weerstand van een bepaald materiaal te bepalen, worden de lengte van een draad gemaakt van dat materiaal, de dwarsdoorsnede en de elektrische weerstand gemeten. Uit de resultaten van deze metingen kan de gewenste weerstand worden berekend.
Indirecte metingen zijn ingewikkelder dan directe metingen, maar ze worden vrij vaak gebruikt in technologie en wetenschappelijk onderzoek, vooral omdat directe metingen van sommige grootheden in veel gevallen praktisch onmogelijk blijken te zijn.
Cumulatieve metingen zijn die metingen waarbij het gewenste meetresultaat wordt afgeleid uit de resultaten van verschillende groepen directe of indirecte metingen van individuele grootheden, de functionele relatie waarmee de grootheden waarin we geïnteresseerd zijn, wordt uitgedrukt in de vorm van impliciete functies.
Op basis van de resultaten van groepen directe of indirecte metingen van een aantal grootheden, wordt een systeem van vergelijkingen samengesteld, waarvan de oplossing de waarden van de van belang zijnde grootheden geeft.
De rol van metingen en het belang van metrologie in de moderne samenleving
De ontwikkeling van wetenschap en technologie is onlosmakelijk verbonden met de ontwikkeling en verbetering van meetinstrumenten. De vaststelling van elk nieuw wetenschappelijk of technisch probleem dwingt ons op zoek te gaan naar nieuwe meetinstrumenten, en de verbetering van meetinstrumenten draagt bij aan de ontwikkeling van nieuwe takken van wetenschap en technologie.
De accumulatie van wetenschappelijke en toegepaste kennis op het gebied van elektriciteit en magnetisme heeft de theorie en techniek van metingen aanzienlijk verrijkt en geleid tot de vorming van een onafhankelijke en uitgebreide tak - elektrische meettechnologie.
Elektrische meettechniek omvat de methoden van elektrische metingen, het ontwerp en de productie van de benodigde technische middelen (meetapparatuur), evenals vragen over het praktische gebruik ervan.
Momenteel zijn de objecten van elektrische metingen in de eerste plaats alle elektrische en magnetische grootheden (stroom, spanning, vermogen, elektrische energie, hoeveelheid elektriciteit, stroomfrequentie, magnetische eigenschappen van materialen, enz.).
Vanwege de hoge nauwkeurigheid, gevoeligheid en het grote experimentele gemak van elektrische meetmethoden, worden echter steeds meer meettechnieken gebruikt, die worden gereduceerd tot een voorlopige omzetting van de te meten grootheden in een elektrische grootheid die daarmee evenredig is. dan direct gemeten.
Dergelijke meetmethoden, de zogenaamde «niet-elektrische metingen van niet-elektrische grootheden» (temperatuur, druk, vochtigheid, snelheid, versnelling, trillingen, elastische vervormingen, enz. Op afstand wiskundige bewerkingen naar de hel uitvoeren met meetbare grootheden en meer gemak om ze op tijd op te nemen.
Elektrische meetapparatuur speelt een belangrijke rol voor de wetenschappelijke en technische vooruitgang bij de werking van energiesystemen, en het meten van elektrische parameters van energiecentrales is een stimulans voor het rationaliseren van energiebesparing.
Elektrische meettechnologieën zijn ook uitermate belangrijk bij de beheersing van productieprocessen in diverse industrieën, bij de beheersing van de kwaliteit van materialen, halffabrikaten en vele producten, bij geologisch onderzoek en bij een grote verscheidenheid aan wetenschappelijk onderzoek, waarbij elektrische en magnetische meetmethoden worden gebruikt om de meest nauwkeurige resultaten te verkrijgen in een zeer breed bereik van meetwaarden.
Een selectie van artikelen over diverse elektrische meettoestellen en hun praktisch gebruik:
Classificatie van elektrische meetinstrumenten, schaalsymbolen van apparaten
Normen voor elektrische eenheden en voorbeeldmaatregelen
Middelen en methoden voor het meten van magnetische grootheden