(II)5. Сущность процесса измерения. Виды измерений. Роль измерений в науке, технике. Погрешности измерений, их виды, причины возникновения.

Эксперимент осуществляется с помощью наблюдений и измерений. Наблюдения заключаются в сборе и анализе фактов без каких-либо специальных приспособлений. Измерения, напротив, требуют наличия технической базы, так как приходится сравнивать объект с эталоном. Измерение — операция сравнения определяемой величины исследуемого объекта с соответствующей величиной эталона.

Прямые измерения: Определяемая величина сравнивается с единицей измерения непосредственно с помощью измерительного прибора.

Косвенные измерения: Определяемая величина вычисляется по формуле, включающей результат прямых измерений. Всякое измерение неизбежно связано с погрешностями. Погрешности бывают:

1. Систематические. Возникают в каждом измерении, каждый раз одна и та же ошибка; от неё можно избавиться, если устранить причину её возникновения.

2. Случайные. Непредсказуемым образом возникают в каком-либо измерении; избавиться невозможно, можно лишь уменьшить, производя многократные измерения одной и той же величины.

3. Приборные. Обусловлены конструктивной особенностью измерительного узла прибора; избавиться невозможно, но можно увеличить точность измерений, если будет выбран более точный прибор

4. Грубые. Человеческий фактор — промахи

(II)6.Использование достижений естественных наук в приборостроении. Приборостроение.

Приборостроение — отрасль науки и техники, являющаяся отраслью машиностроения, разрабатывающая и производящая средства измерения, обработки и представления информации, автоматические и автоматизированные системы управления. Основным направлением развития приборостроения является измерительная техника, состоящая из методов и приборов измерения механических, электрических, магнитных, тепловых, оптических и других физических величин. Измерительные приборы совместно с автоматическими управляющими и с исполнительными устройствами образуют техническую базу автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Виды измерительных приборов

Радиоизмерительные приборы: Осциллографы; Анализаторы спектра; Электроизмерительные приборы; Веберметры.; Тесламетры; Вольтметры

Приборы, измеряющие окружающую среду: Термометры; Измерители скорости воздуха; Измерители звука

В России, до 1929 года, приборостроение было развито слабо, и было представлено всего несколькими небольшими предприятиями по выпуску термометров, манометров, весов и других простых устройств. Промышленное развитие отрасли началось в 1929-1932 годах вместе с процессами индустриализации в РСФСР.

(II)7. Звуковые волны. Инфразвук, гиперзвук, ультразвук и его применение в технике и технологиях.

Звук- упругие волны, распространяющиеся в какой-либо упругой среде и создающие в ней механические колебания. Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой и спектром частот. Обычно человек слышит звуки, передаваемые по воздуху, в диапазоне частот от 16-20 Гц до 15-20 кГц. Различают продольные и поперечные звуковые волны в зависимости от соотношения направления распространения волны и направления механических колебаний частиц среды распространения.

Инфразвук — упругие волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. За верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16-25 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0.001 Гц.

Гиперзвук — упругие волны с частотами от 109 до 1012-1018Гц. По физической природе гиперзвук не отличается от звуковых и ультразвуковых волн. Гиперзвук часто представляют как поток квазичастиц — фононов.

Ультразвук — упругие звуковые колебания высокой частоты. Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до миллиарда Гц.

Применение ультразвука в технике: бурение сверхпрочных горных пород, ультразвуковая гравировка