b
Dokładność wartości pomiarowych to umiejętność usprawnienia egzystencji człowieka i jego otoczenia. Nie sposób wyobrazić sobie życia, w którym nie byłoby dla nas wszystkich znanych i uznanych koncepcji czasu, długości i masy. Jednak oprócz umiejętności ich rozróżniania równie ważne jest nauczenie się wyznaczania i obliczania odległości i odcinków, masy, prędkości poruszania się obiektów, przebiegu przedziałów czasowych. W ciągu tysiącletniej historii istnienia ludzkość zdobyła wiele bezcennej wiedzy i zdołała usystematyzować je w odrębne nauki.
Pojęcia i notacja - podstawy metrologii
Metrologia to nauka, która pomaga zrozumieć pomiary różnych wielkości. Pozwala zrozumieć, czym jest miara, jedność i standaryzacja wielkości, definiuje takie pojęcia jak dokładność pomiaru, błąd, wprowadza różnorodne przyrządy i narzędzia pomiarowe.
Procespomiar wiąże się z określeniem danych dotyczących określonej wielkości za pomocą eksperymentów, a także z późniejszą korelacją uzyskanych wartości z ogólnie przyjętymi standardami i jednostkami. Możemy zatem założyć, że dokładność pomiaru bezpośrednio zależy od tego, jak bardzo dane uzyskane w wyniku eksperymentów są zbliżone do prawdziwych wartości wielkości, które w zasadzie nie podlegają dyskusji i są aksjomatem.
Całkowicie niedokładne
Naukowcy twierdzą, że zmierzenie czegokolwiek całkowicie poprawnie jest prawie niemożliwe. Faktem jest, że istnieje zbyt wiele czynników, które wpływają na proces ustalania wartości, niezależnie od ludzkich działań. W tym zakresie metrologia dopuszcza możliwość istnienia błędów, które są niedokładnościami uzyskanymi w procesie pomiarowym, a także pewnego wskaźnika, który pokazuje odchylenia od ogólnie przyjętej prawdy i normy.
Błąd może być systematyczny lub losowy. Praktycznie niemożliwe jest wykluczenie pierwszego podczas eksperymentu, ponieważ jest to taki czynnik, który za każdym razem zniekształci wynik, ale błąd przypadkowy może być wynikiem rażącego błędu lub niedokładności działania analitycznego.
Prawdopodobieństwo błędu można również zmniejszyć, stosując bardziej zaawansowane metody i narzędzia, minimalizując wpływ wpływów zewnętrznych podczas eksperymentalnego wyznaczania wartości. Elementarnym przykładem zmniejszenia błędów może być użycie zegarów, jeśli czas mierzony jest nie w godzinach i minutach, ale w ułamkach sekundy, co pozwalatworzyć elektroniczne stopery.
Zmierz siedem razy…
Konieczność uzyskania absolutnie dokładnej wiedzy o ilościach wynika z wysokiej produktywności współczesnego świata. Jeśli pierwszym meblem była z grubsza sklecona deska sedesowa, której detale zostały wycięte na oku, to obecne technologie pomagają tworzyć elementy takich samych hokerów z błędem dochodzącym do milimetra. Być może w codziennym życiu człowieka takie mikroskopijne wartości są absolutnie nieistotne, ale gdy dokładność pomiaru dotyczy nauki, medycyny, produkcji, staje się decydującym czynnikiem sukcesu przedsiębiorstwa.
Jeśli przyjrzysz się uważnie, to każda osoba w domu ma najprostsze przyrządy pomiarowe. Elementarnymi przykładami są miarka budowlana, linijka, waga kuchenna lub podłogowa, stalownica, liczniki prądu, wody, gazu, różne stopery i zegary, termometry i termometry. Na przykładzie tego ostatniego można jeszcze raz zademonstrować metody i dokładność pomiaru. Tak więc konwencjonalny termometr alkoholowy, instalowany w pomieszczeniu w celu określenia temperatury powietrza w pomieszczeniu, ma skalę dziesięciu stopni, podczas gdy termometr rtęciowy, przeznaczony do pomiaru temperatury ciała człowieka, jest podzielony na jedną dziesiątą stopnia, co pomaga zmniejszyć prawdopodobieństwo błędu podczas zbierania historii pacjenta.
Jaka jest długość i jak ją zmierzyć?
Jedną z najbardziej rozpoznawalnych i pewnych wielkości jest długość. Prawdopodobnie początkowo osoba mierzyła odległość za pomocąkroki, teraz jednostki odległości są znormalizowane. Światowym standardem jest system metryczny, w którym największą wartość mierzy się w kilometrach, umownie podzielonych na metry, centymetry i milimetry. Istnieją również wartości pośrednie (decymetry, mikrometry), ale często są one używane tylko w wysoce wyspecjalizowanych obszarach.
Aby określić długość, musisz wybrać określony odcinek, który będzie miał początek i koniec (punkty A i B), a więc długość jest wartością największej odległości na płaszczyźnie pomiędzy tymi punktami. Do pomiaru długości stworzono wiele narzędzi od elementarnych, takich jak centymetr i linijka, po sprzęt kontrolno-pomiarowy o wysokim stopniu dokładności z minimalnym błędem.
Przyrządy do pomiaru długości w gospodarstwie domowym
Jest mało prawdopodobne, że zwykła osoba będzie musiała mierzyć duże odległości, każdy z nas w przybliżeniu zna długość naszych tras, takie dane można wyjaśnić za pomocą prędkościomierza samochodowego, krokomierza sportowego i turystycznego, a nawet za pomocą smartfona, pobierając do niego specjalny program.
W domu przyrządy do pomiaru długości są częściej wykorzystywane do budowy i naprawy. Miarka budowlana to coś, co każdy mężczyzna ma w swojej spiżarni. Jest to metalowa taśma o podziałce od 0 do 3, 5, 7, 5, 30 metrów nałożona na jedną lub obie jej strony z dodatkowymi podziałkami centymetrowymi i milimetrowymi. Alternatywą dla zwykłej taśmy mierniczej może być dalmierz laserowy, wykorzystującyktórym można obliczyć odległości do 250 m, dodatkowo zmierzenie jego długości jest łatwe do wykonania nawet w pojedynkę. Istnieją również modele wyświetlające powierzchnię i kubaturę pomieszczenia.
Zaciski
Pomiar suwmiarką da najdokładniejszy wynik. Jest to urządzenie stosowane w przemyśle i dające możliwość określenia wartości liniowej części o wielkości od 0,1 mm do 15 cm z minimalnym błędem. Aby dowiedzieć się, jak bardzo skala jest zbliżona do prawdziwej wartości, można skorzystać z takich metod porównawczych - porównanie z już przetestowanym narzędziem lub z gotową częścią o odpowiednim rozmiarze.
Istnieje kilka typów tego urządzenia, zasada działania jest podobna, różnią się one długością podziałki milimetrowej oraz mechanizmem, za pomocą którego dokonuje się pomiaru. Suwmiarki noniuszowe są najtrudniejsze w obróbce, ale ta opcja pozwala zminimalizować błędy systematyczne. W przyrządzie z tarczą lub wyświetlaczem cyfrowym pomiary wykonywane są za pomocą elektroniki i jeśli przyrząd jest dobrej jakości, to jego wyniki są wiarygodne z dużym prawdopodobieństwem.
Złożone technologie
Jeszcze bardziej wyrafinowany sprzęt komputerowy to oprzyrządowanie używane w przedsiębiorstwach przemysłowych i organizacjach zajmujących się instalacją linii energetycznych, układaniem kabli telewizyjnych, telefonicznych i internetowych. Ta technika działa od razu.z wieloma funkcjami. Głównym zadaniem jest zmierzenie długości kabla, jednak po drodze urządzenie potrafi wykryć błędy w działaniu przewodu, wskazując miejsce przerwy w dostawie prądu, co znacznie minimalizuje nakłady i czas potrzebny na wykonanie naprawy.
Istnieją różne klasy przyrządów pomiarowych. Najbardziej elementarne są instalacje ręczne z miernikami długości kabli, bardziej złożone opcje są w stanie obliczyć nie tylko długość drutów, ale także zmierzyć szerokie rolki z tkaninami, papierem i różnego rodzaju sznurkami. Oprócz tego, że ich stosowanie jest wskazane na liniach produkcyjnych, upowszechnia się wprowadzanie takich urządzeń do magazynów i dużych placówek handlowych.
Jak objąć ogrom
Pomiar czasu to także trudne i ważne zadanie. W sytuacjach życiowych niewiele osób zwraca uwagę na to, że zegarek osobisty może spieszyć się lub opóźnić o kilka minut za ogólnie przyjętym standardem. Jednak organizacje publiczne i przedsiębiorstwa nie mogą sobie pozwolić na takie swobody, dlatego porównują czas ze wskaźnikami w instytucjach państwowych, które z kolei kierują się danymi uzyskanymi za pomocą satelitów.
Warto zauważyć, że koncepcja dokładnego czasu jest dość arbitralna. Strefy czasowe, na które podzielona jest planeta, mają charakter obiektywny i są bezpośrednio zależne od granic państwowych, a czasem od woli politycznej rządów różnych krajów.
