Cos'è la metrologia? Tipi, basi, mezzi e obiettivi della metrologia

In questo articolo scopriremo cos'è la metrologia. Il progresso scientifico e tecnico è abbastanza difficile da immaginare senza metodi e strumenti di misurazione. Anche in molte questioni interne, non ne facciamo a meno. Per questo motivo, un volume di conoscenza così ampio e completo non può rimanere senza sistematizzazione e selezione in un'area separata della scienza. Questa direzione scientifica è stata chiamata metrologia. Spiega i vari strumenti di misurazione da un punto di vista scientifico. Questo è soggetto di studio metrologia. Tuttavia, le attività degli specialisti di metrologia includono anche una componente pratica.

Che cos'è la metrologia

Il dizionario internazionale di termini di base e generali in metrologia definisce questo concetto come la scienza della misurazione. La metrologia, così come qualsiasi tipo di misurazione, svolge un ruolo significativo in quasi tutte le aree dell'attività umana. Esse sono applicate in tutto il mondo, compreso il controllo della produzione, il controllo della qualità dell'ambiente, la sicurezza e la salute umana, nonché la valutazione di materiali, prodotti alimentari, beni per la negoziazione a condizioni eque e la tutela dei diritti dei consumatori. Qual è la base della metrologia?

Il concetto di "infrastruttura metrologica" è spesso usato. Si applica alla capacità di misurazione della regione o del paese nel suo insieme e comporta il lavoro di servizi di verifica e taratura, laboratori e istituti di metrologia, nonché la gestione e l'organizzazione del sistema metrologico.

Concetti di base

Il concetto di "metrologia" è più spesso usato in senso generalizzato, implicando non solo aspetti teorici, ma anche pratici di un sistema di misurazione. Se si desidera specificare l'ambito, vengono comunemente utilizzati i seguenti concetti.

Metrologia generale

Cos'è questo tipo di metrologia? Si occupa di problemi comuni a tutte le aree delle misurazioni metrologiche. La metrologia generale affronta questioni pratiche e teoriche che riguardano le unità di misura, in particolare la struttura del sistema di unità, nonché la conversione delle unità di misura nelle formule. Si occupa anche del problema degli errori di misurazione, dei problemi con gli strumenti di misurazione e delle proprietà metrologiche. Molto spesso, la metrologia generale è anche definita scientifica. La metrologia generale copre varie aree, ad esempio:

• Metrologia di massa, misurazione della massa.
• Dimensione metrologica, ovvero la misurazione di angoli e lunghezze.
• Metrologia della temperatura.
• Metrologia chimica.
  

Metrologia industriale

Qual è la metrologia utilizzata nell'industria? Questo campo scientifico si occupa delle misurazioni della produzione e del controllo di qualità. I principali problemi incontrati dalla metrologia industriale o tecnica sono gli intervalli e le procedure di calibrazione, il controllo delle apparecchiature di misurazione, la verifica del processo di misurazione, ecc. Molto spesso, questo concetto è usato nella descrizione dell'attività metrologica in campo industriale.

Metrologia legale

Questo termine è incluso nell'elenco dei requisiti tecnici obbligatori. Le organizzazioni nel campo della metrologia legale sono impegnate nella verifica dell'applicazione di questi requisiti al fine di identificare l'accuratezza e l'accuratezza delle procedure di misurazione eseguite. Questo vale per aree pubbliche come salute, commercio, sicurezza e ambiente. Le aree coperte dalla metrologia legale dipendono dai rispettivi regolamenti per ogni singolo paese.

Considerare le basi della metrologia in maggior dettaglio di seguito.

Le basi

Il tema della metrologia è la derivazione di informazioni in determinate unità di misura, contenenti informazioni sulle proprietà dell'oggetto in questione, nonché i processi, in base alla affidabilità e all'accuratezza stabilite.

Per metrologia si intende un aggregato strumenti di misurazione e standard generalmente accettati che consentono il loro uso razionale. La standardizzazione e la metrologia sono strettamente correlate.

oggetti

Gli oggetti di metrologia includono:

1. Qualsiasi valore misurato.
2. Unità di quantità fisica.
3. Misura.
4. Errore di misura
5. Il metodo di misurazione.
6. Il mezzo con cui viene effettuata la misurazione.

Criteri di significatività

Esistono anche alcuni criteri che determinano il significato sociale del lavoro metrologico. Questi includono:

1. Fornire informazioni accurate e obiettive sulle misurazioni.
2. Proteggere la società da risultati di misurazione imprecisi per garantire la sicurezza.

obiettivi

Gli obiettivi principali della regolamentazione tecnica e della metrologia sono:

1. Migliorare la qualità dei prodotti dei produttori nazionali e migliorarne la competitività. Ciò riguarda l'aumento dell'efficienza produttiva, l'automazione e la meccanizzazione del processo di creazione dei prodotti.
2. Adeguamento dell'industria russa ai regolamenti generali del mercato e superamento degli ostacoli tecnici agli scambi.
3. Risparmiare risorse di vario tipo.
4. Aumentare l'efficacia della cooperazione nel mercato internazionale.
5. Tenere traccia dei prodotti e delle risorse del piano materiale.

compiti

I compiti di metrologia includono:

1. Lo sviluppo della teoria della misurazione.
2. Sviluppo di nuovi strumenti e metodi di misurazione.
3. Fornire regole di misurazione uniformi.
4. Migliorare la qualità delle attrezzature utilizzate per il lavoro di misurazione.
5. Certificazione delle apparecchiature di misurazione in base alle normative vigenti.
6. Miglioramento dei documenti che regolano i principali problemi di metrologia.
7. Migliorare le capacità del personale che fornisce il processo di misurazione.

tipi

Le misurazioni sono classificate da una serie di fattori, vale a dire dal metodo di acquisizione delle informazioni, dalla natura delle modifiche, dalla quantità di informazioni da misurare, in relazione agli indicatori normali. Esistono tipi di metrologia.

Tra l'altro si ottengono informazioni, dirette e indirette, nonché misure congiunte e cumulative.

Quali sono i mezzi di metrologia?

Misure dirette e indirette

La retta è il confronto fisico di misura e valore. Ad esempio, quando si misura la lunghezza di un oggetto usando un righello, viene confrontata un'espressione quantitativa del valore della lunghezza con l'oggetto della misura.

Le misure indirette suggeriscono di impostare il valore desiderato del valore come risultato delle misurazioni dirette degli indicatori correlati in un certo modo al valore da controllare. Ad esempio, quando si misura la forza corrente con un amperometro e un voltmetro - tensione, tenendo conto dell'interrelazione della natura funzionale di tutte le grandezze, è possibile calcolare la potenza dell'intero circuito elettrico.

Misurazioni cumulative e articolari

Le misurazioni aggregate implicano la risoluzione di equazioni in un sistema ottenuto come risultato della misurazione di più dello stesso tipo nello stesso momento. Il valore desiderato viene calcolato risolvendo questo sistema di equazioni.

Le misurazioni congiunte sono la definizione di due o più diversi tipi di grandezze fisiche al fine di calcolare la relazione tra loro. Gli ultimi due tipi di misure sono abbastanza spesso utilizzati nel campo dell'ingegneria elettrica per determinare diversi tipi di parametri.

Dalla natura del cambiamento di magnitudo nel processo di misurazione delle procedure sono allocate misurazioni dinamiche, statistiche e statiche.

statistico

Le statistiche sono misurazioni associate all'identificazione di segni di processi casuali, livello di rumore, segnali sonori, ecc. Per i cambiamenti statici, al contrario, è caratterizzato da un valore misurato costante.

Le misure dinamiche includono misure che tendono a cambiare nel processo del lavoro metrologico. Le misurazioni dinamiche e statiche sono piuttosto rare nella pratica in forma perfetta.

Ripetuto e singolo

su quantità di informazioni le misure sono divise in più e singole. Sotto singolo significa una dimensione di una magnitudine. Pertanto, il numero di misurazioni è completamente correlato con i valori misurati. L'uso di questo tipo di misurazione è associato a errori significativi nel calcolo, pertanto comporta la rimozione del valore medio aritmetico dopo aver eseguito diverse procedure metrologiche.

Vengono chiamate misurazioni multiple, che sono caratterizzate da un eccesso del numero di operazioni metrologiche sui valori misurati. Il principale vantaggio di questo tipo di misurazione è un leggero effetto sull'errore di fattori casuali.

Assoluto e relativo

In relazione alle unità metrologiche di base, si distinguono le misurazioni assolute e relative.

Le misure assolute presuppongono l'uso di una o più quantità di base insieme a una costante costante. Relativo basato sul rapporto tra valori metrologici e omogeneo, utilizzato come unità.

Scala di misurazione

Concetti come scale di misurazione, principi e metodi sono direttamente correlati alla metrologia.

La scala delle misure è intesa come un insieme sistematico di valori di una quantità nella sua espressione fisica. Il concetto di scala di misurazione è convenientemente considerato sull'esempio delle scale di temperatura.

La temperatura di fusione del ghiaccio è il punto di riferimento iniziale e il punto di riferimento è la temperatura alla quale l'acqua bolle. Per una unità di temperatura, cioè il grado Celsius, viene presa una centesima parte dell'intervallo sopra descritto. Esiste anche una scala di temperatura Fahrenheit, il cui punto di partenza è considerato la temperatura di fusione della miscela di ghiaccio con ammoniaca, e la normale temperatura corporea è presa come punto di riferimento. Un'unità Fahrenheit è il novantaseiesimo dell'intervallo. Su questa scala, il ghiaccio si scioglie a 32 gradi e l'acqua bolle a 212. Così, si scopre che l'intervallo è 100 gradi Celsius e 180 gradi Fahrenheit.

Altri tipi di scale sono anche noti nel sistema metrologico, ad esempio nomi, ordini, intervalli, relazioni, ecc.

La scala dei nomi implica un'unità qualitativa, ma non quantitativa. Questo tipo di scala non ha un punto iniziale e di riferimento, così come unità metrologiche. Un esempio di tale scala potrebbe essere un atlante di colori. È usato per correlare visivamente un oggetto dipinto con i campioni di riferimento inclusi nell'atlante. Poiché ci sono molte varianti di sfumature, il confronto dovrebbe essere fatto da uno specialista esperto che ha una vasta esperienza pratica in questo campo, così come speciali abilità visive.

Per la scala dell'ordine è caratterizzato dal valore della misura, espresso in punti. Questi possono essere scale di terremoti, durezza dei corpi, forza del vento, ecc.

La scala delle differenze o degli intervalli ha valori zero relativi. Gli intervalli su questa scala sono determinati di comune accordo. Questo gruppo include la durata e le scale temporali.
La scala della relazione ha un valore zero specifico e l'unità metrologica è determinata per accordo. La scala di massa, ad esempio, può essere classificata in diversi modi, tenendo conto della necessaria precisione di pesata. Le scale analitiche e familiari differiscono in modo significativo l'una dall'altra.

conclusione

Pertanto, la metrologia è coinvolta in tutte le aree pratiche e teoriche dell'attività umana. Nell'area di costruzione, le misurazioni vengono utilizzate per determinare le deviazioni della struttura in determinati piani. In ambito medico, un'attrezzatura accurata consente procedure diagnostiche, lo stesso vale per l'ingegneria meccanica, dove gli specialisti utilizzano dispositivi che consentono di eseguire calcoli con la massima precisione.

Esistono anche centri metrologici speciali che effettuano regolazioni tecniche e realizzano progetti su vasta scala, stabiliscono regolamenti e conducono alla sistematizzazione. Tali agenzie estendono la loro influenza a tutti i tipi di ricerca metrologica, applicando loro gli standard stabiliti. Nonostante l'accuratezza di molti indicatori utilizzati in metrologia, questa scienza, come tutte le altre, continua ad andare avanti e subisce alcuni cambiamenti e aggiunte.