Električna mjerenja i električne mjerne tehnologije, uloga i značaj mjerenja
Što je dimenzija
Mjerenje je jedan od najstarijih postupaka kojima se čovjek služi u društvenoj praksi, a s razvojem društva sve više prožima razna područja djelovanja.
Mjerenje je kognitivni proces: nakon mjerenja određene veličine uvijek znamo nešto više o toj veličini nego prije mjerenja: otkrivamo njezinu veličinu koja nam je često izvor niza dodatnih informacija, saznajemo predodžbu o tome količina, njezin odnos s drugim količinama itd.
Proces mjerenja je fizički eksperiment: mjerenje se ne može izvesti spekulativno, samo kroz teoretske proračune itd.
Mjerenje fizikalne veličine je usporedba s određenom vrijednošću iste fizikalne veličine uzete kao jedinice: duljina se, primjerice, može izmjeriti samo usporedbom s određenom duljinom.
Iz gornje definicije slijedi da je za izvođenje bilo kojeg mjerenja općenito potrebno:
-
mjera — stvarna reprodukcija mjerne jedinice, npr. kod vaganja je potreban uteg;
-
mjerni uređaj — tehničko sredstvo za provođenje postupka uspoređivanja izmjerene veličine s mjerom.
Za mjerenje je apsolutno neophodno imati mjeru. Istina je da se u nekim slučajevima čini da mjera nedostaje u mjerenju: na primjer, prilikom vaganja brojčanika, utezi se možda neće izravno koristiti, ali to ne znači da mjera nije uključena u takvo mjerenje: skala ovih utega unaprijed je kalibrirana pomoću odgovarajućih utega.
Stoga je u ljestvici takvih utega takoreći postavljena mjera za masu, koja tako sudjeluje u svakom vaganju.
Na isti način, kada mjerite električni otpor ohmmetrom, potrebna je uporaba mjera otpora, ali u ovom slučaju ih se može napustiti samo zato što se tijekom proizvodnje ohmmetra njegova skala kalibrira pomoću uzorka mjera otpora, koji neizravno su uključeni u svaku upotrebu uređaja.
S druge strane, za mjerenje nije uvijek potreban mjerni uređaj: za najjednostavnija mjerenja dovoljno je imati samo mjeru, ali se uređaj možda neće držati.
Vidi također: Fizičke veličine i parametri, jedinice
Izravna, neizravna i agregatna mjerenja
Prema načinu dobivanja rezultata mjerenja potrebno je razlikovati:
-
izravna mjerenja;
-
neizravna mjerenja;
-
kumulativna mjerenja.
Izravna mjerenja su ona mjerenja kod kojih se sama interesna veličina mjeri izravno: vaganje na vagi za određivanje mase tijela, mjerenje duljine izravnom usporedbom zadane udaljenosti s odgovarajućom mjerom duljine, mjerenje električnog otpora pomoću ohmmetra, električna struja s ampermetrom itd.
Izravna mjerenja su vrlo česta vrsta tehničkih mjerenja. Neizravna mjerenja su ona mjerenja kod kojih se izravno ne mjeri sam iznos kamate, već neke druge veličine s kojima je izmjereni iznos u određenom odnosu; Nakon utvrđivanja vrijednosti ovih veličina (izravnim mjerenjima) i korištenjem poznatog odnosa između tih veličina i izmjerene veličine, moguće je izračunati vrijednost izmjerene veličine.
Na primjer, da bi se odredio specifični električni otpor određenog materijala, mjeri se duljina žice izrađene od tog materijala, površina njezinog presjeka i njezin električni otpor. Iz rezultata ovih mjerenja može se izračunati željeni otpor.
Neizravna mjerenja su složenija od izravnih mjerenja, ali se dosta često koriste u tehnici i znanstvenim istraživanjima, pogotovo jer se u mnogim slučajevima direktna mjerenja nekih veličina pokažu praktički nemogućima.
Kumulativna mjerenja su ona mjerenja kod kojih se željeni rezultat mjerenja izvodi iz rezultata više skupina izravnih ili neizravnih mjerenja pojedinih veličina, funkcionalni odnos s kojima se veličine koje nas zanimaju izražavaju u obliku implicitnih funkcija.
Na temelju rezultata grupnih izravnih ili neizravnih mjerenja niza veličina sastavlja se sustav jednadžbi čije rješenje daje vrijednosti veličina od interesa.
Uloga mjerenja i značaj mjeriteljstva u suvremenom društvu
Razvoj znanosti i tehnologije neraskidivo je povezan s razvojem i usavršavanjem mjernih instrumenata. Postavljanje svakog novog znanstvenog ili tehničkog problema tjera nas na traženje novih mjernih instrumenata, a usavršavanje mjernih instrumenata doprinosi razvoju novih grana znanosti i tehnologije.
Akumulacija znanstvenih i primijenjenih spoznaja na području elektriciteta i magnetizma značajno je obogatila teoriju i tehniku mjerenja i dovela do formiranja samostalne i opsežne grane — električne mjerne tehnike.
Električna mjerna tehnika obuhvaća metode električnih mjerenja, projektiranje i izradu potrebnih tehničkih sredstava (mjernih uređaja), kao i pitanja njihove praktične uporabe.
Trenutno su objekti električnih mjerenja prvenstveno sve električne i magnetske veličine (struja, napon, snaga, električna energija, količina elektriciteta, frekvencija struje, magnetska svojstva materijala itd.).
Međutim, zbog visoke točnosti, osjetljivosti i velike eksperimentalne pogodnosti električnih mjernih metoda, sve su raširenije mjerne tehnike koje se svode na prethodno pretvaranje veličina koje se mjere u njima proporcionalnu električnu veličinu. zatim se mjeri izravno.
Takve metode mjerenja, tzv. «neelektrična mjerenja neelektričnih veličina» (temperatura, tlak, vlažnost, brzina, ubrzanje, vibracije, elastične deformacije, itd. Na daljinu, izvođenje matematičkih operacija dovraga s mjerljivim veličinama i veću pogodnost da ih snimite na vrijeme.
Električna mjerna oprema ima ulogu važnog čimbenika znanstveno-tehničkog napretka u radu energetskih sustava, a mjerenje električnih parametara elektrana poticaj je za racionalizaciju uštede energije.
Električne mjerne tehnologije također su iznimno važne u kontroli proizvodnih procesa u raznim industrijama, u kontroli kvalitete materijala, poluproizvoda i mnogih proizvoda, u geološkim istraživanjima iu raznim znanstvenim istraživanjima, gdje se električna i magnetska mjerne metode koriste se za dobivanje najtočnijih rezultata u vrlo širokom rasponu izmjerenih vrijednosti.
Izbor članaka o raznim električnim mjernim uređajima i njihovoj praktičnoj primjeni:
Klasifikacija električnih mjernih instrumenata, ljestvice uređaja
Etaloni za električne jedinice i ogledne mjere