מידות: 720 x 540 פיקסלים, פורמט: .jpg. להורדת שקופית בחינם לשימוש בשיעור, לחץ לחיצה ימנית על התמונה ולחץ על "שמור תמונה בשם...". אתה יכול להוריד את כל המצגת "Metrology.ppt" בארכיון zip של 95 KB.

מידות

"יחידות SI בסיסיות" - אמפר. שם היחידות ואיותן. יחידות SI בסיסיות. קנדלה. מטר. שְׁנִיָה. קלווין. המערכת היא בינלאומית. עָשׁ. קִילוֹגרָם.

"כמויות פיזיות ומדידתן" - מושגים פיזיקליים. מכשירי מדידה פשוטים. תיאור הכוס. על המושג "פיסיקה". הכדור מתגלגל. תיאור המדחום. מילים וביטויים. צייר טבלה במחברת שלך. תיאור הדינמומטר. כמויות פיזיות. גוף פיזי.

"מכשירי מדידה" - דינמומטר רפואי. כלי מדידה. הסרגל ישר ובעל קנה מידה. מכשיר הוא מכשיר למדידת כמויות פיזיות. מדחום הוא מכשיר זכוכית למדידת טמפרטורת האוויר. המנומטר עובד בגלל גמישות. סילומר. מכשירים עושים את החיים קלים מאוד. מד חום.

"שגיאות תוצאת המדידה" - שגיאה הנובעת משינויים בתנאי המדידה. טעות שיטתית משמעותית. טעות אינסטרומנטלית. סיווג שגיאות שיטתיות. טעות בשיטת המדידה. תוצאת מדידה. טעויות מדידה. שגיאה שיטתית שלא נכללה. מרכיבים של שגיאה שיטתית.

"מידת מסה" - ג' גלילאו. מטרות השיעור: מדידות אורך. זקן ארשין, אבל טווח מחשבה - על אדם מבוגר, אבל טיפש. יחידות המדידה הראשונות. היקום הוא, אחרי הכל, אינסופי. לבסוף, אתה צריך לדעת את רוחב האצבעות שלך. יחידות. מסוף המאה ה-16 הסליל משמש כיחידת מסה למתכות ואבנים יקרות. פוד הוא יחידת משקל (מסה) המשמשת ברוסיה, בלארוס ואוקראינה.

מהי מטרולוגיה?

מטרולוגיה --מדע המדידות של כמויות פיזיקליות, שיטות ואמצעים להבטחת אחדותן והדרכים להשיג את הדיוק הנדרש. נושא המטרולוגיה הוא מיצוי מידע כמותי על תכונותיהם של עצמים עם דיוק ואמינות נתונים. כלי מטרולוגי הוא סט של מדידות ותקנים מטרולוגיים המספקים את הדיוק הנדרש.

מדידה ומטרולוגיה חשובות כמעט בכל היבט של פעילות אנושית, מכיוון שהן משמשות בכל דבר, החל מבקרת ייצור, מדידת איכות הסביבה, הערכת בריאות ובטיחות, ובדיקות איכות של חומרים, מזון וסחורות אחרות כדי להבטיח סחר הוגן והגנת הצרכן. . אני רוצה לתת כמה דוגמאות.

מטרות ויעדים של המטרולוגיה:

• · יצירת תורת המדידות הכללית;
• היווצרות יחידות של כמויות פיזיקליות ומערכות של יחידות;
• · פיתוח וסטנדרטיזציה של שיטות ומכשירי מדידה, שיטות לקביעת דיוק המדידות, יסודות הבטחת אחידות המידות ואחידות מכשירי המדידה (מה שמכונה "מטרולוגיה חוקית");
• · יצירת תקנים ומכשירי מדידה למופת, אימות אמצעים ומכשירי מדידה. משימת המשנה העדיפה של כיוון זה היא פיתוח מערכת תקנים המבוססת על קבועים פיזיקליים.

המטרולוגיה חוקרת גם את התפתחות מערכת המידות, היחידות המוניטריות והחשבונות בפרספקטיבה היסטורית.

אקסיומות של מטרולוגיה:

• · כל מדידה היא השוואה.
• · כל מדידה ללא מידע אפריורי היא בלתי אפשרית.
• · התוצאה של כל מדידה ללא עיגול הערך היא ערך אקראי.

המונח "תשתית מטרולוגית" משמש ביחס למתקנים המטרולוגיים של מדינה או אזור ומרמז על קיומם של שירותי כיול ואימות, מכונים ומעבדות מטרולוגיות וכן ארגון וניהול המערכת המטרולוגית.

המונח "מטרולוגיה" משמש לעתים קרובות במובן רחב, המכסה היבטים תיאורטיים ומעשיים של מדידה כאחד. אם יש צורך בהגדרה ספציפית יותר, ניתן להשתמש במונחים הבאים:

מטרולוגיה כללית:חלק מהמטרולוגיה העוסק בבעיות המשותפות לכל השאלות המטרולוגיות, ללא קשר לכמות הנמדדת. מטרולוגיה כללית עוסקת בבעיות תיאורטיות ומעשיות כלליות הנוגעות ליחידות מדידה (כלומר, מבנה מערכת של יחידות, או המרה של יחידות מדידה בנוסחאות); בעיות שגיאות מדידה; בעיות של תכונות מטרולוגיות של מכשירי מדידה, החלים ללא קשר לכמות הנחשבת. לפעמים, במקום המונח "מטרולוגיה כללית", משתמשים ב"מטרולוגיה מדעית".

ישנם תחומים מיוחדים שונים במטרולוגיה. הנה כמה דוגמאות:

• · מטרולוגיה מסה, הקשורה למדידת מסות;
• · מטרולוגיה של מימד, הקשורה למדידות של אורכים וזוויות;
• · מטרולוגיה של טמפרטורה, הנוגעת למדידות של טמפרטורות;
• · מטרולוגיה כימית, שקשורה לכל מיני מדידות בכימיה.

פוסטולטה הנחה היא אמירה שמתקבלת ללא ראיות ומשמשת בסיס לבניית כל תיאוריה מדעית. אקסיומה - עמדה שהתקבלה ללא ראיות הגיוניות בשל יכולת שכנוע ישירה "(TSB). דרישות להנחות (אקסיומות): - מכלול האקסיומות חייב להיות שלם (ממצה) ועקבי. -האקסיומות חייבות להיות עצמאיות, כלומר. לא לזוז אחד מהשני. -יש לקבוע את האקסיומות כתוצאה מובנת באופן חד משמעי של ניסיון אמפירי (תצפית, ניסוי, מחקר), מכיוון התיאוריה חייבת להיות מספקת, ותוצאותיה חייבות להיות ניתנות לאימות. הדרישות לדיסציפלינה מדעית כתחום ידע מדעי ספציפי הן נושא לימוד ספציפי. - המטרה, המורכבת בתיאור, הסבר וחיזוי של תהליכי ותופעות המציאות המרכיבים את נושא חקר שלה. - בעיה ספציפית. - מנגנון מושגי משלה. - שיטות ואמצעים ספציפיים ומושאלים ממדעיים אחרים להשגת המטרה ובניית ראיות. דיסציפלינה מדעית חייבת גם לעמוד בדרישות של עקביות פנימית, הלימה (תיאור והסבר של המאפיינים הנצפים של נושא המחקר) ופרספקטיבה (ניבוי תכונות בלתי נצפות של נושא המחקר). על הנחות ואקסיומות של מטרולוגיה

בעיות של מטרולוגיה תיאורטית - הבעיות העיקריות של מטרולוגיה תיאורטית כוללות יצירה ופיתוח של: - היסודות הפיזיים של יחידות PV, סולמות ומערכות של יחידות הנחוצות ליישום מדידות. - עיבוד מתמטי והצגת תוצאות המדידה. לימוד על מושגי יסוד ונקודות מוצא - לימוד על מושגי יסוד ונקודות מוצא; - בסיסים של מחקר מטרולוגי, בניית מעגלים מטרולוגיים (מאפיינים מטרולוגיים, מהימנות מטרולוגית של מכשירי מדידה); - תורת דיוק המדידה (דיוק האמצעים והתוצאה של המדידה, דיוק בר השגה של מדידה של PV); - תורת הסטנדרטים של יחידות PV והעברת גדלים של יחידות PV; - התיאוריה של בניית מערכת של תמיכה מטרולוגית. 4

ניסוח ההנחות הבסיסיות של המטרולוגיה ההנחה הראשונה של המטרולוגיה א.1 במסגרת מודל המחקר המקובל, קיים PV מסוים שניתן למדידה והערך האמיתי שלו. יש ערך אמיתי של הכמות הפיזית שאנו מודדים. מההנחה הראשונה עולה כי הערך האמיתי של כמות פיזיקלית הוא ערך המשקף באופן אידיאלי בצורה איכותית וכמותית את התכונה המקבילה של מושא המדידה; א.1 בין המצבים של מאפיין נתון ובין ערכי הכמויות התואמות קיים יחס איזומורפיזם (כלומר, מצבים אלו "מסודרים באופן דומה" או "שווים").

ניסוח ההנחות הבסיסיות של המטרולוגיה השנייה - ההנחה העיקרית של המטרולוגיה A.2 אי אפשר לקבוע את הערך האמיתי של כמות פיזיקלית, היא קיימת רק במסגרת המודלים המקובלים. א.2 קיימת אי התאמה בין הערך הנמדד לתכונה הנחקרת של האובייקט Сl.1: אי אפשר למצוא את הערך האמיתי של הערך Сl.2: דיוק המדידה בר השגה נקבע על ידי מידע אפריורי על אובייקט המדידה אקסיומה 2 של מטרולוגיה אקסיומה 2 של מטרולוגיה באמצעות כלי מדידה, ניתן לקבוע על בסיס מודל מתמטי המתאר את האיכויות המטרולוגיות של כלי זה

מסקנה מההנחה השנייה: חוסר שלמות של אמצעים ושיטות מדידות, יסודיות לא מספקת בביצוע מדידות ועיבוד תוצאותיהן, השפעת גורמים חיצוניים מערערים, עלות גבוהה. המורכבות ומשך המדידות אינם מאפשרים לקבל את הערך האמיתי של הכמות הפיזית בעת המדידה. ברוב המקרים, מספיק לדעת את הערך האמיתי של הכמות הפיזיקלית הנמדדת - ערך שנמצא בניסוי וקרוב כל כך לערך האמיתי עד שניתן להשתמש בו במקום למטרות אלו. לאחר מכן. ההנחה השנייה מאומצת כעיקרית: הכמות הפיזית הנמדדת והערך האמיתי שלה קיימים רק במסגרת מודל המחקר התיאורטי המקובל (אובייקט מדידה).

ניסוח ההנחות הבסיסיות של המטרולוגיה A.3 הערך האמיתי של כמות פיזיקלית הוא קבוע. א.3 מיפוי המצב של מאפיין נתון לתוך תמונת המצב אינו חד משמעי (זהו מיפוי של נקודה לקבוצה נפרדת) מהנחה זו נובע באופן הגיוני שלתרגול די לדעת את השגיאה של תוצאת המדידה - ההפרש האלגברי בין הערך הנמדד לערכים בפועל של הכמות הנמדדת. עמדה שלישית ואקסיומה של מטרולוגיה

משוואות מדידה בסיסיות ושגיאת מדידה מדידת טרנספורמציה מתוארת רשמית על ידי משוואת המדידה הראשית: Q = Nq, X=q[X] כאשר Q הוא הערך הנמדד; q היא היחידה של הערך הנמדד; N הוא ערך מספרי המגדיר את הקשר בין Q ל-q. כל אובייקט מדידה מאופיין בקבוצה מסוימת של כמויות פיזיקליות: (ФВ1,..., ФВn, או Q1,..., Qn) = x – Q, היכן היא שגיאת המדידה, x היא תוצאת המדידה (ה ערך הכמות הפיזית שהושגה במהלך המדידה), Q הוא הערך האמיתי של הכמות הפיזית. Δ ~ x - גיהנום גיהנום - הערך האמיתי של הכמות הפיזית 9

הניסוח המתמטי של ההנחה הבסיסית של המטרולוגיה הוא משוואת המדידה הבסיסית, כאשר q הוא ערך מספרי, [Q] היא היחידה של הכמות הנמדדת. הליך השוואה שלוקח בחשבון את חוסר האפשרות של השוואה ישירה עם מידה (למשל, לנוזלים בזמן שקילה). הליך השוואה שלוקח בחשבון את הצורך בהגדלה במדידות מיקרו וננו. מודל מתמטי של מדידה בסולם של יחסים (בלי לקחת בחשבון גורמים מכפלים). הליך פשוט להשוואת אלמונים

הספירה היא מספר אקראי. כל המטרולוגיה מבוססת על הנחה זו, הניתנת לאימות בקלות ונשארת תקפה בכל התחומים וסוגי המדידות. הספירה לאחור בו לא יכולה להיות מיוצגת במספר בודד. ניתן לתאר אותו רק באמצעות מילים או סמלים מתמטיים, המוצגים עם מערך של נתונים ניסיוניים, בטבלאות, גרפים, ביטויים אנליטיים וכו'. דוגמה 1. עם - מדידה עצמאית מרובה של אותה כמות פיזית בגודל קבוע, המספרים המוצגים בעמודה הראשונה של הטבלה הופיעו באופן אקראי על לוח האור של מכשיר מדידה דיגיטלי (ראה את השקף הבא)

דוגמה 2, הממחישה את התקפות והאוניברסליות של ההנחה הבסיסית של המטרולוגיה עם מדידה עצמאית של פי-פיפול של אותה כמות פיזיקלית בגודל קבוע על ידי מכשיר מדידה אנלוגי, המצביע של מכשיר הקריאה ברצף אקראי מ' פעמים נעצר בכל של חלוקות הסולם (ראה את השקף הבא) ??? מהי קריאה במדידה זו?

אם ניתן היה להגדיל את מספר המדידות, אז בגבול (כלומר, כאשר נוטים למספר אינסופי של מדידות), המצולע היה עובר לעקומת צפיפות התפלגות ההסתברות לקריאה המוצגת באיור ב. כאשר סופרים כמה פעמים נעצר המצביע של מכשיר הקריאה משמאל לכל סימן קנה מידה, משרטט את היחס בין מספר הסטיות הללו למספרן הכולל מעל סימן זה לאורך ציר הסמין ומחבר את הנקודות שהתקבלו עם קטעי ישרים - קו שבור הנקרא עקומה מצטברת.

מודלים מתמטיים של הנחת היסוד של מטרולוגיה על סולמות מרווחים וסדר מודל מדידה על סולם המרווחים מודל מדידה על סולם סדר מודל המדידה על סולם סדר מתאר את ההליך להשוואת שני ממדים מאותה כמות מדודה. התוצאה היא החלטה איזה מהגדלים גדול יותר, או שהם שווים. 1=01=2

מכשיר ראשון מכשיר שני U, BU 2, B 2 U, BU 2, B תוצאות מדידת מתח עם מד מתח שונה

כל מדידה בסולם יחס כרוכה בהשוואה בין גודל לא ידוע לגודל ידוע וביטוי הראשון עד השני ביחס מרובה או חלקי. בביטוי מתמטי, ההליך להשוואת ערך לא ידוע עם ידוע וביטוי הראשון עד השני ביחס כפול או שברים ייכתב באופן הבא:

בפועל, לא תמיד ניתן להציג גודל לא ידוע להשוואה ליחידה. נוזלים ומוצקים בתפזורת, למשל, מוצגים לשקילה במיכלים. דוגמה נוספת היא כאשר ניתן למדוד ממדים ליניאריים קטנים מאוד רק לאחר הגדלה עם מיקרוסקופ או מכשיר אחר. במקרה הראשון, הליך המדידה יכול לבוא לידי ביטוי על ידי היחס

בשנייה

כאשר v הוא משקל הטרה ו-n הוא מקדם ההגדלה. ההשוואה עצמה, בתורה, מתרחשת בהשפעת גורמים רבים אקראיים ולא אקראיים, תוספים (מתוספים) ומכפילים (מתוך ggshshhrNso - אני מכפיל), שהחשבון המדויק שלהם אינו אפשרי, והתוצאה של ההשפעה המשותפת היא בלתי צפויה. אם נגביל את עצמנו, להקלת השיקול, רק להשפעות תוספיות, שהשפעתן המשולבת יכולה להילקח בחשבון על ידי האיבר האקראי q, אז נקבל את המשוואה הבאה מדידות בסולם יחס :

משוואה זו מבטאת את הפעולה, כלומר. הליך השוואה בתנאים אמיתיים, שהיא המדידה. מאפיין ייחודי של הליך מדידה כזה הוא שכאשר הוא חוזר על עצמו, בשל האופי האקראי של Г| הקריאה בסולם היחס X שונה בכל פעם. עמדה יסודית זו היא חוק הטבע. בהתבסס על הניסיון הרב של מדידות מעשיות, מנוסחת ההצהרה הבאה, הנקראת הנחה בסיסית של מטרולוגיה : הספירה היא מספר אקראי. כל המטרולוגיה מבוססת על הנחה זו.

המשוואה המתקבלת היא מודל מתמטי של מדידה בסולם יחס.

אקסיומות של מטרולוגיה. אקסיומה ראשונה:ללא מידע אפריורי, מדידה בלתי אפשרית. אקסיומה זו של המטרולוגיה מתייחסת למצב שלפני המדידה ואומרת שאם איננו יודעים דבר על המאפיין המעניין אותנו, אז לא נדע דבר. עם זאת, אם הכל ידוע על זה, אז המדידה אינה נחוצה. לפיכך, המדידה נובעת מהיעדר מידע כמותי על תכונה מסוימת של חפץ או תופעה והיא מכוונת להקטנתו.

אקסיומה שנייה:מדידה אינה אלא השוואה. אקסיומה זו מתייחסת להליך המדידה ואומרת שאין דרך ניסיונית אחרת להשיג מידע על כל גודל, אלא על ידי השוואה ביניהם. החוכמה העממית, האומרת ש"הכל ידוע בהשוואה", מהדהדת כאן עם פרשנות המדידה של ל' אוילר, שניתנה לפני למעלה מ-200 שנה: מערכת היחסים שבה היא נמצאת איתה.

אקסיומה שלישית:תוצאת המדידה ללא עיגול היא אקראית. אקסיומה זו מתייחסת למצב לאחר המדידה ומשקפת את העובדה שתוצאת הליך מדידה אמיתי מושפעת תמיד מגורמים רבים ושונים, לרבות אקראיים, שהחשבון המדויק שלהם בלתי אפשרי עקרונית, והתוצאה הסופית אינה ניתנת לחיזוי. כתוצאה מכך, כפי שמראה בפועל, עם מדידות חוזרות ונשנות של אותו גודל קבוע או עם מדידה בו זמנית על ידי אנשים שונים, שיטות ואמצעים שונים, מתקבלות תוצאות לא שוות, אלא אם הן מעוגלות (גסות). אלו הם ערכים בודדים של תוצאת מדידה שהיא אקראית באופייה.

גורמים המשפיעים על איכות המדידות

השגת קריאה (או קבלת החלטה) היא הליך המדידה העיקרי. עם זאת, יש לקחת בחשבון עוד גורמים רבים, שלעתים החשבונאות שלהם היא משימה קשה למדי. בעת הכנה וביצוע מדידות ברמת דיוק גבוהה בפרקטיקה המטרולוגית, ההשפעה של:

מושא מדידה;

נושא (מומחה, או נסיין);

שיטת מדידה;

מדידה;

תנאי מדידה.

אובייקט מדידהיש ללמוד מספיק. לפני המדידה, יש צורך לדמיין מודל של האובייקט הנחקר, שבעתיד, עם הגעת מידע המדידה, ניתן לשנות ולחדד. ככל שהמודל מתאים יותר לאובייקט או לתופעה הנמדדת, כך ניסוי המדידה יהיה מדויק יותר.

עבור מדידות בספורט, מושא המדידה הוא אחד הרגעים הקשים ביותר, מכיוון שהוא שזירה של פרמטרים רבים הקשורים זה בזה עם "פיזור" אינדיבידואלי גדול של הערכים הנמדדים (הם, בתורם, מושפעים מ"חיצוניים" ביולוגיים "וגורמים "פנימיים", גיאוגרפיים, גנטיים, פסיכולוגיים, סוציו-אקונומיים ואחרים).

מומחה או נסיין, מכניס אלמנט של סובייקטיביות לתהליך המדידה, שאם אפשר, יש להפחיתו. זה תלוי בכשירות המד, במצבו הפסיכו-פיזיולוגי, עמידה בדרישות ארגונומיות במהלך מדידות ועוד ועוד. כל הגורמים הללו ראויים לתשומת לב. אנשים שעברו הכשרה מיוחדת ובעלי הידע, הכישורים והכישורים המעשיים המתאימים רשאים לבצע מדידות. במקרים קריטיים, יש להסדיר בקפדנות את פעולותיהם.

לְהַשְׁפִּיעַ כלי מדידהלפי הערך הנמדד מתבטא במקרים רבים כגורם מטריד. הכללת מכשירי מדידה חשמליים מובילה לחלוקה מחדש של זרמים ומתחים במעגלים חשמליים ובכך משפיעה על הערכים הנמדדים.

גם תנאי המדידה הם בין הגורמים המשפיעים. זה כולל טמפרטורת הסביבה, לחות, לחץ אטמוספרי, שדות חשמליים ומגנטיים, מתח אספקת החשמל, רעידות, רעידות ועוד.

ניתן לתת תיאור כללי של הגורמים המשפיעים מזוויות ראייה שונות: חיצוניות ופנימיות, אקראיות ולא אקראיות, האחרונות - קבועות ומשתנות לאורך זמן וכו'. וכו ' אחת האפשרויות לסיווג גורמים משפיעים מובאת להלן.