Elektrische Messungen und elektrische Messtechnik, die Rolle und Bedeutung von Messungen
Was ist eine Dimension?
Das Messen ist eine der ältesten Operationen des Menschen in der sozialen Praxis und durchdringt mit der Entwicklung der Gesellschaft zunehmend verschiedene Tätigkeitsbereiche.
Die Messung ist ein kognitiver Prozess: Nach der Messung einer bestimmten Größe wissen wir immer etwas mehr über diese Größe als vor der Messung: Wir entdecken ihre Größe, die uns oft eine Reihe zusätzlicher Informationen liefert, wir lernen eine Vorstellung davon Menge, ihre Beziehung zu anderen Größen usw.
Der Messvorgang ist ein physikalisches Experiment: Messungen können nicht spekulativ, sondern nur durch theoretische Berechnungen usw. durchgeführt werden.
Die Messung einer physikalischen Größe ist ein Vergleich mit einem bestimmten Wert derselben physikalischen Größe als Einheit: Man kann beispielsweise die Länge nur messen, indem man sie mit einer bestimmten Länge vergleicht.
Aus der obigen Definition folgt, dass Sie für die Durchführung einer Messung im Allgemeinen Folgendes benötigen:
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Maß – eine echte Reproduktion einer Maßeinheit, zum Beispiel ist beim Wiegen ein Gewicht erforderlich;
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Messgerät – technisches Mittel zur Durchführung des Prozesses des Vergleichs eines Messwerts mit einem Maß.
Für die Durchführung der Messung ist es unbedingt erforderlich, über ein Maß zu verfügen. Es stimmt zwar, dass in manchen Fällen das Maß bei der Messung zu fehlen scheint: Beispielsweise dürfen beim Wiegen einer Skala die Gewichte nicht direkt verwendet werden, was jedoch nicht bedeutet, dass das Maß bei einer solchen Messung nicht beteiligt ist: das Die Waage dieser Gewichte ist mit geeigneten Gewichten vorkalibriert.
Daher wird in die Waage solcher Gewichte gewissermaßen ein Maß für die Masse gelegt, das somit an allen Wägungen teilnimmt.
Ebenso ist bei der Messung des elektrischen Widerstands mit einem Ohmmeter ND die Verwendung von Widerstandsmessungen erforderlich, in diesem Fall kann jedoch nur deshalb darauf verzichtet werden, weil bei der Herstellung des Ohmmeters dessen Skala anhand von Probenwiderstandsmessungen kalibriert wird sind indirekt in jeder Nutzung des Gerätes enthalten.
Andererseits ist ein Messgerät nicht immer notwendig, um eine Messung durchzuführen: Für die einfachsten Messungen reicht es aus, nur ein Maß zu haben, aber das Gerät haftet möglicherweise nicht.
Siehe auch: Physikalische Größen und Parameter, Einheiten
Direkte, indirekte und aggregierte Messungen
Je nach Methode zur Gewinnung des Messergebnisses ist zu unterscheiden:
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direkte Messungen;
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indirekte Messungen;
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kumulative Messungen.
Direkte Messungen sind Messungen, bei denen die interessierende Größe selbst direkt gemessen wird: Wiegen auf einer Waage zur Bestimmung der Masse eines Körpers, Längenmessung durch direkten Vergleich einer gegebenen Entfernung mit einem entsprechenden Längenmaß, Messung des elektrischen Widerstands mit einem Ohmmeter, elektrischer Strom mit Amperemeter usw.
Direkte Messungen sind eine sehr verbreitete Art der technischen Messung. Unter indirekten Messungen versteht man solche Messungen, bei denen nicht direkt die interessierende Menge selbst gemessen wird, sondern einige andere Größen, mit denen die gemessene Menge in einem bestimmten Verhältnis steht; Nachdem die Werte dieser Größen (durch direkte Messungen) ermittelt und die bekannte Beziehung zwischen diesen Größen und der gemessenen Größe verwendet wurden, ist es möglich, den Wert der gemessenen Größe zu berechnen.
Um beispielsweise den spezifischen elektrischen Widerstand eines bestimmten Materials zu bestimmen, werden die Länge eines aus diesem Material hergestellten Drahtes, seine Querschnittsfläche und sein elektrischer Widerstand gemessen. Aus den Ergebnissen dieser Messungen kann der gewünschte Widerstand berechnet werden.
Indirekte Messungen sind komplizierter als direkte Messungen, werden jedoch in der Technik und in der wissenschaftlichen Forschung häufig eingesetzt, zumal sich direkte Messungen einiger Größen in vielen Fällen als praktisch unmöglich erweisen.
Unter kumulativen Messungen versteht man solche Messungen, bei denen das gewünschte Messergebnis aus den Ergebnissen mehrerer Gruppen direkter oder indirekter Messungen einzelner Größen abgeleitet wird und der funktionale Zusammenhang, mit dem die für uns interessierenden Größen in Form impliziter Funktionen ausgedrückt werden.
Basierend auf den Ergebnissen von Gruppen direkter oder indirekter Messungen einer Reihe von Größen wird ein Gleichungssystem erstellt, dessen Lösung die Werte der interessierenden Größen liefert.
Die Rolle von Messungen und die Bedeutung der Metrologie in der modernen Gesellschaft
Die Entwicklung von Wissenschaft und Technik ist untrennbar mit der Entwicklung und Verbesserung von Messgeräten verbunden. Die Feststellung jedes neuen wissenschaftlichen oder technischen Problems zwingt uns, nach neuen Messgeräten zu suchen, und die Verbesserung von Messgeräten trägt zur Entwicklung neuer Wissenschafts- und Technologiezweige bei.
Die Anhäufung wissenschaftlicher und angewandter Erkenntnisse auf dem Gebiet der Elektrizität und des Magnetismus bereicherte die Theorie und Technik der Messungen erheblich und führte zur Bildung eines eigenständigen und umfassenden Zweigs – der elektrischen Messtechnik.
Die elektrische Messtechnik umfasst die Methoden elektrischer Messungen, den Entwurf und die Herstellung der notwendigen technischen Mittel (Messgeräte) sowie Fragen zu deren praktischen Einsatz.
Gegenstand elektrischer Messungen sind derzeit vor allem alle elektrischen und magnetischen Größen (Strom, Spannung, Leistung, elektrische Energie, Strommenge, Stromfrequenz, magnetische Eigenschaften von Materialien usw.).
Aufgrund der hohen Genauigkeit, Empfindlichkeit und des großen experimentellen Komforts elektrischer Messmethoden finden jedoch immer mehr Messtechniken Verbreitung, die auf eine vorläufige Umrechnung der zu messenden Größen in eine ihnen proportionale elektrische Größe reduziert werden dann direkt gemessen.
Solche Messmethoden, die sogenannten „nichtelektrischen Messungen nichtelektrischer Größen“ (Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Vibrationen, elastische Verformungen usw.) Aus der Ferne führen mathematische Operationen zur Hölle mit messbaren Größen und Es ist für Sie einfacher, sie rechtzeitig aufzuzeichnen.
Elektrische Messgeräte spielen die Rolle eines wichtigen Faktors für den wissenschaftlichen und technischen Fortschritt beim Betrieb von Energiesystemen, und die Messung elektrischer Parameter von Kraftwerken ist ein Anreiz zur Rationalisierung der Energieeinsparung.
Elektrische Messtechnologien sind auch bei der Steuerung von Produktionsprozessen in verschiedenen Industrien, bei der Kontrolle der Qualität von Materialien, Halbzeugen und vielen Produkten, bei geologischen Untersuchungen und in einer Vielzahl wissenschaftlicher Forschungen, bei denen es um elektrische und magnetische Verfahren geht, von großer Bedeutung Messverfahren werden eingesetzt, um in einem sehr breiten Messwertbereich möglichst genaue Ergebnisse zu erzielen.
Eine Auswahl an Artikeln zu verschiedenen elektrischen Messgeräten und deren praktischer Anwendung:
Klassifizierung elektrischer Messgeräte, Skalensymbole von Geräten
Normen für elektrische Geräte und beispielhafte Maßnahmen