Je ťažké preceňovať dôležitosť meraní v živote moderného človeka. Ako sa technológia vyvíja, otázka ich potreby vôbec nie je, ale do popredia sa dostávajú princípy a metódy, ktoré umožňujú zvýšiť presnosť meraní. Rozširuje sa aj okruh oblastí, v ktorých sa využívajú meracie systémy a metódy. Zároveň sa rozvíjajú nielen technické a technologické prístupy k realizácii týchto operácií, ale aj koncepcie ich aplikácie. K dnešnému dňu je metóda merania súborom techník alebo techník, ktoré vám umožňujú implementovať jeden alebo druhý princíp na určenie požadovanej hodnoty.
Princípy metód merania
Základom každej metódy merania je určitý fyzikálny zákon, ktorý je zasa založený na konkrétnom prírodnom jave. V metrológii sú fyzikálne javy často definované ako efekty, ktoré spôsobujú určitý vzor. Na meranie rôznych veličín platia osobitné zákony. Napríklad meranie prúdu sa vykonáva pomocou Josephsonovho javu. Tento jav, podľa ktorého supravodivý prúd prechádza cez medzivrstvu dielektrika,oddeľujúce supravodiče. Na určenie charakteristík absorbovanej energie sa používa ďalší efekt - Peltier a na výpočet rýchlosti - zákon zmeny frekvencie žiarenia, ktorý objavil Doppler. Jednoduchší príklad určenia hmotnosti objektu využíva gravitáciu, ktorá sa prejavuje v procese váženia.
Klasifikácia metód merania
Zvyčajne sa používajú dva znaky oddelenia metód merania - podľa charakteru zmeny hodnôt v závislosti od času a podľa spôsobu získavania údajov. V prvom prípade sa rozlišujú štatistické a dynamické metódy. Štatistické metódy merania sa vyznačujú tým, že získaný výsledok sa nemení v závislosti od momentu, v ktorom sú aplikované. Môžu to byť napríklad hlavné metódy merania hmotnosti a veľkosti objektu. Dynamické techniky, naopak, spočiatku počítajú s možnosťou kolísania výkonu. Takéto metódy zahŕňajú metódy, ktoré umožňujú sledovať charakteristiky tlaku, plynu alebo teploty. K zmenám zvyčajne dochádza pod vplyvom prostredia. Existujú aj iné klasifikácie metód kvôli rozdielu v presnosti merania a podmienkach prevádzky. Ale zvyčajne sú druhoradé. Teraz stojí za zváženie najobľúbenejších metód merania.
Meraj metódu porovnania
V tomto prípade sa meranie uskutoční porovnaním požadovanej hodnoty s hodnotami reprodukovanými meraním. Príkladom tejto metódy je výpočet hmotnosti spomocou váh pákového typu. Používateľ spočiatku pracuje s nástrojom, ktorý obsahuje určité hodnoty s mierami. Najmä pomocou systému vyvažovania pomocou závaží dokáže s určitou presnosťou fixovať hmotnosť predmetu. Klasické zariadenie na meranie tlaku tiež v niektorých modifikáciách zahŕňa určovanie hodnoty porovnaním s údajmi v prostredí, v ktorom fungujú už pôvodne známe hodnoty. Ďalší príklad sa týka merania napäťového prúdu. V tomto prípade budú napríklad charakteristiky kompenzátora porovnávané so známou elektromotorickou silou normálneho prvku.
Metóda merania pridaním
Tiež pomerne bežná technika, ktorá sa používa v rôznych oblastiach. Spôsob merania hodnoty prídavku tiež zabezpečuje požadovanú hodnotu a určitú mieru, ktorá je vopred známa. Iba na rozdiel od predchádzajúcej metódy sa meranie vykonáva priamo pri porovnaní nie s vypočítanou hodnotou, ale za podmienok jej pridania s podobnou hodnotou. Metódy a meracie prístroje podľa tohto princípu sa spravidla častejšie používajú pri práci s fyzikálnymi ukazovateľmi charakteristík objektu. V istom zmysle je táto technika podobná metóde určovania veličín pomocou substitúcie. Iba v tomto prípade nie je korekčný faktor poskytnutý hodnotou, ktorá je podobná požadovanej hodnote, ale hodnotami referenčného objektu.
Organoleptická metóda merania
Je to peknéneobvyklý smer metrológie, ktorý je založený na využívaní ľudských zmyslov. Existujú dve kategórie organoleptických meraní. Napríklad metóda prvok po prvku umožňuje vyhodnotiť špecifický parameter objektu bez poskytnutia úplného obrazu o jeho charakteristikách a možných prevádzkových kvalitách. Druhá kategória predstavuje integrovaný prístup, v ktorom metóda merania pomocou zmyslov poskytuje ucelenejší obraz o rôznych parametroch objektu. Je dôležité pochopiť, že komplexná analýza je často užitočná nie tak ako spôsob, ako vziať do úvahy celú skupinu charakteristík, ale ako nástroj na posúdenie celkovej vhodnosti objektu z hľadiska možného použitia na konkrétny účel. Čo sa týka praktickej aplikácie organoleptických metód, možno nimi hodnotiť napríklad oválnosť alebo kvalitu rezu valcových dielov. Pri komplexnom meraní touto metódou môžete získať predstavu o radiálnom hádzaní hriadeľa, ktoré sa zistí práve po analýze rovnakej oválnosti a charakteristík vonkajšieho povrchu prvku.
Kontaktné a bezkontaktné metódy merania
Princípy kontaktného a bezkontaktného merania sa výrazne líšia. V prípade kontaktných zariadení je hodnota pevne stanovená v tesnej blízkosti objektu. Ale keďže to nie je vždy možné z dôvodu prítomnosti agresívnych médií a ťažkého prístupu na miesto merania, rozšíril sa aj bezkontaktný princíp výpočtu hodnôt. Používa sa metóda kontaktného meraniapri určovaní takých veličín ako hmotnosť, prúd, celkové parametre atď. Pri meraní extrémne vysokých teplôt to však nie je vždy možné.
Bezkontaktné meranie je možné vykonávať pomocou špeciálnych modelov pyrometrov a termovíznych kamier. Počas prevádzky nie sú priamo v cieľovom meracom prostredí, ale interagujú s jeho žiarením. Bezkontaktné metódy merania teploty nie sú z mnohých dôvodov veľmi presné. Preto sa používajú iba tam, kde potrebujete mať predstavu o charakteristikách určitých zón alebo oblastí.
Measurements
Sortiment meracích nástrojov je veľmi rozsiahly, aj keď hovoríme o konkrétnej oblasti samostatne. Napríklad na samotné meranie teploty sa používajú teplomery, pyrometre, rovnaké termokamery a multifunkčné stanice s funkciami vlhkomeru a barometra. Nedávno sa v komplexe používali záznamníky vybavené citlivými sondami na zaznamenávanie údajov o vlhkosti a teplote. Pri hodnotení atmosférických podmienok sa často používa aj manometer - ide o zariadenie na meranie tlaku, ktoré je možné doplniť o snímače na sledovanie plynných médií. Široká skupina prístrojov je zastúpená aj v segmente meracích prístrojov pre charakteristiky elektrických obvodov. Tu si môžete vybrať zariadenia ako voltmeter a ampérmeter. Opäť, ako v prípade meteostaníc, prostriedky na zohľadňovanie parametrov elektrického poľa môžu byť univerzálne – teda zohľadňovanie viacerých parametrov súčasne.
Inštrumentáciaprístroje a automatizácia
V tradičnom zmysle je meracie zariadenie nástroj, ktorý poskytuje informácie o konkrétnej hodnotovej charakteristike konkrétneho objektu v danom okamihu. Počas prevádzky užívateľ zaznamenáva odčítania a následne sa na základe nich rozhoduje. Ale stále častejšie sú tieto isté zariadenia integrované do komplexu zariadení s automatizáciou, ktorá na základe rovnakých zaznamenaných hodnôt nezávisle rozhoduje napríklad o korekcii prevádzkových parametrov. Najmä automatizácia prístrojov a zariadení sa úspešne kombinuje v komplexoch plynovodov, vo vykurovacích a ventilačných systémoch atď. plyn.
Merania a neistoty
Takmer každý proces merania zahŕňa určitý stupeň odchýlky v hlásených výsledkoch v porovnaní so skutočnými hodnotami. Chyba môže byť 0,001 % alebo 10 % alebo viac. V tomto prípade sa rozlišujú náhodné a systematické odchýlky. Náhodná chyba výsledku merania sa vyznačuje tým, že sa neriadi určitým vzorcom. Naopak, systematické odchýlky od skutočných hodnôt sa líšia v tom, že si zachovávajú svoje hodnoty aj po mnohých opakovaných meraniach.
Záver
Výrobcovia meracích prístrojov a vysoko špecializovaných metrologických zariadení sa snažia vyvíjať funkčnejšie a zároveň cenovo dostupné modely. A to platí nielen pre profesionálne vybavenie, ale aj pre domáce spotrebiče. Napríklad meranie prúdu sa môže vykonávať doma pomocou multimetra, ktorý zaznamenáva niekoľko parametrov súčasne. To isté možno povedať o zariadeniach, ktoré pracujú s údajmi o tlaku, vlhkosti a teplote, ktoré sú obdarené širokou funkčnosťou a modernou ergonómiou. Je pravda, že ak je úlohou zaregistrovať konkrétnu hodnotu, odborníci stále odporúčajú používať špeciálne zariadenia, ktoré pracujú iba s cieľovým parametrom. Majú tendenciu mať vyššiu presnosť merania, čo je často rozhodujúce pri hodnotení výkonu zariadenia.
