القياسات الكهربائية وتقنيات القياس الكهربائي دور وأهمية القياسات

ما هو البعد

القياس هو أحد أقدم العمليات التي يستخدمها الإنسان في الممارسة الاجتماعية ، ومع تطور المجتمع فإنه يتغلغل بشكل متزايد في مجالات النشاط المختلفة.

القياس هو عملية معرفية: بعد قياس كمية معينة ، نعلم دائمًا شيئًا عن هذه الكمية أكثر من قبل القياس: نكتشف حجمها ، والذي غالبًا ما يكون مصدر عدد من المعلومات الإضافية بالنسبة لنا ، نتعلم فكرة عن هذا الكمية وعلاقتها بالكميات الأخرى وما إلى ذلك.

عملية القياس عبارة عن تجربة فيزيائية: لا يمكن إجراء القياس بشكل تخميني ، فقط من خلال الحسابات النظرية ، إلخ.

قياس الكمية المادية هو مقارنة بقيمة معينة لنفس الكمية المادية المأخوذة كوحدة: يمكن قياس الطول ، على سبيل المثال ، فقط من خلال مقارنته بطول معين.

من التعريف أعلاه ، يتبع ذلك لإجراء أي قياس تحتاجه بشكل عام:

• القياس - إعادة إنتاج حقيقية لوحدة قياس ، على سبيل المثال ، عند الوزن ، يلزم وجود وزن ؛

• جهاز القياس - الوسائل التقنية لتنفيذ عملية مقارنة القيمة المقاسة بقياس.

وجود مقياس ضروري للغاية لإجراء القياس. صحيح أنه في بعض الحالات يبدو أن المقياس مفقود في القياس: على سبيل المثال ، عند قياس وزن قرص ، قد لا يتم استخدام الأوزان بشكل مباشر ، لكن هذا لا يعني أن المقياس غير متضمن في مثل هذا القياس: يتم معايرة مقياس هذه الأوزان مسبقًا باستخدام الأوزان المناسبة.

لذلك ، في مقياس هذه الأوزان ، يتم وضع مقياس للكتلة ، كما كان ، والذي يساهم بالتالي في جميع عمليات الوزن.

بالطريقة نفسها ، عند قياس المقاومة الكهربائية باستخدام مقياس الأومتر الثاني ، يلزم استخدام مقاييس المقاومة ، ولكن في هذه الحالة يمكن التخلي عنها فقط لأنه أثناء تصنيع مقياس الأومتر ، تتم معايرة مقياسه باستخدام مقاييس مقاومة العينة ، والتي يتم تضمينها بشكل غير مباشر في كل استخدام للجهاز.

من ناحية أخرى ، لا يكون جهاز القياس ضروريًا دائمًا لإجراء القياس: بالنسبة لأبسط القياسات ، يكفي أن يكون لديك مقياس فقط ، ولكن قد لا يلتصق الجهاز.

أنظر أيضا: الكميات والمعلمات الفيزيائية والوحدات

القياسات المباشرة وغير المباشرة والإجمالية

وفقًا لطريقة الحصول على نتيجة القياس ، من الضروري التمييز بين:

• قياسات مباشرة

• قياسات غير مباشرة

• القياسات التراكمية.

القياسات المباشرة هي تلك القياسات التي يتم فيها قياس كمية الفائدة نفسها بشكل مباشر: الوزن على مقياس لتحديد كتلة الجسم ، وقياس الطول عن طريق المقارنة المباشرة لمسافة معينة مع قياس الطول المقابل ، وقياس المقاومة الكهربائية باستخدام مقياس الأومتر ، التيار الكهربائي مع مقياس التيار الكهربائي إلخ.

القياسات المباشرة هي نوع شائع جدًا من القياس الفني. القياسات غير المباشرة هي تلك القياسات التي لا يتم فيها قياس مقدار الفائدة نفسه بشكل مباشر ، ولكن بعض الكميات الأخرى التي تكون الكمية المقاسة في علاقة معينة ؛ بعد تحديد قيم هذه الكميات (بالقياسات المباشرة) واستخدام العلاقة المعروفة بين هذه الكميات والكمية المقاسة ، يمكن حساب قيمة الكمية المقاسة.

على سبيل المثال ، لتحديد المقاومة الكهربائية المحددة لمادة معينة ، يتم قياس طول السلك المصنوع من تلك المادة ، ومساحة المقطع العرضي ، ومقاومتها الكهربائية. من نتائج هذه القياسات ، يمكن حساب المقاومة المرغوبة.

تعتبر القياسات غير المباشرة أكثر تعقيدًا من القياسات المباشرة ، ولكنها تُستخدم في التكنولوجيا والبحث العلمي في كثير من الأحيان ، خاصة أنه في كثير من الحالات ، تصبح القياسات المباشرة لبعض الكميات مستحيلة عمليًا.

القياسات التراكمية هي تلك القياسات التي يتم فيها اشتقاق نتيجة القياس المرغوبة من نتائج عدة مجموعات من القياسات المباشرة أو غير المباشرة للكميات الفردية ، ويتم التعبير عن العلاقة الوظيفية التي تتعلق بالكميات التي نهتم بها في شكل وظائف ضمنية.

بناءً على نتائج مجموعات القياسات المباشرة أو غير المباشرة لعدد من الكميات ، يتم تجميع نظام معادلات ، يعطي حلها قيم الكميات ذات الأهمية.

دور القياسات وأهمية المترولوجيا في المجتمع الحديث

يرتبط تطور العلوم والتكنولوجيا ارتباطًا وثيقًا بتطوير وتحسين أدوات القياس. يجبرنا بيان كل مشكلة علمية أو تقنية جديدة على البحث عن أدوات قياس جديدة ، ويساهم تحسين أدوات القياس في تطوير فروع جديدة للعلوم والتكنولوجيا.

أدى تراكم المعرفة العلمية والتطبيقية في مجال الكهرباء والمغناطيسية إلى إثراء نظرية وتقنية القياسات بشكل كبير وأدى إلى تكوين فرع مستقل وواسع - تكنولوجيا القياس الكهربائي.

تغطي تقنية القياس الكهربائي طرق القياسات الكهربائية ، وتصميم وإنتاج الوسائل التقنية اللازمة (أجهزة القياس) ، وكذلك أسئلة حول استخدامها العملي.

في الوقت الحالي ، تكون عناصر القياسات الكهربائية هي في الأساس جميع الكميات الكهربائية والمغناطيسية (التيار ، الجهد ، الطاقة ، الطاقة الكهربائية ، كمية الكهرباء ، التردد الحالي ، الخواص المغناطيسية للمواد ، إلخ).

ومع ذلك ، نظرًا للدقة العالية والحساسية والراحة التجريبية الكبيرة لطرق القياس الكهربائية ، أصبحت تقنيات القياس أكثر انتشارًا ، والتي يتم تقليلها إلى تحويل أولي للكميات المراد قياسها إلى كمية كهربائية تتناسب معها. ثم تقاس مباشرة.

طرق القياس هذه ، ما يسمى بـ "القياسات غير الكهربائية للكميات غير الكهربائية" (درجة الحرارة ، الضغط ، الرطوبة ، السرعة ، التسارع ، الاهتزازات ، التشوهات المرنة ، إلخ. راحة أكبر لك بتسجيلها في الوقت المحدد.

تلعب معدات القياس الكهربائية دورًا مهمًا في التقدم العلمي والتقني في تشغيل أنظمة الطاقة ، ويعد قياس المعلمات الكهربائية لمحطات الطاقة حافزًا لترشيد توفير الطاقة.

تعد تقنيات القياس الكهربائية أيضًا مهمة للغاية في التحكم في عمليات الإنتاج في مختلف الصناعات ، وفي التحكم في جودة المواد والمنتجات شبه المصنعة والعديد من المنتجات ، وفي المسوحات الجيولوجية وفي مجموعة متنوعة من الأبحاث العلمية ، حيث يتم استخدام الكهرباء والمغناطيسية تُستخدم طرق القياس للحصول على أكثر النتائج دقة في نطاق واسع جدًا من القيم المقاسة.

مجموعة مختارة من المواد على أجهزة القياس الكهربائية المختلفة واستخدامها العملي:

تصنيف أدوات القياس الكهربائية ورموز مقياس الأجهزة

مقياس متر ، تقسيم المقياس

معايير الوحدات الكهربائية والتدابير النموذجية

جسور قياس التيار المتردد واستخداماتها

وسائل وطرق قياس الكميات المغناطيسية