15. Измерения как один из способов познания.

Измерение – это один из способов познания. Это сравнение какой-либо величины (например, отрезка линии) с однородной величиной (например, сантиметром), принимаемым за единицу меры. Результат измерения выражается числом, показывающим, сколько раз выбранная единица содержится в измеряемой величине.

С другой стороны, измерения являются одними из важнейших информационных технологий. Развитие науки и техники тесно связано с измерениями. Научные исследования сопровождаются измерениями, позволяющими установить количественные соотношения и закономерности свойств изучаемых явлений.

Измерение физической величины – длины, площади, объема, веса, температуры - проводится опытным путем с помощью различных средств измерений, например, весов, термометра. В процессе измерения осуществляется нахождение опытным путем числового значения измеряемой величины, например длины, веса, температуры, в принятых единицах измерения. Сопоставление результатов измерения какой-либо величины и точек числовой прямой производится по шкале.

Например, мы смотрим, какому делению шкалы соответствует уровень жидкости в термометре и таким образом переводим замеренную температуру в число градусов, то есть кодируем ее - запоминаем или записываем в виде числа.

Д.И. Менделеев писал: "Наука начинается с тех пор, как начинают измерять: точная наука немыслима без меры".

Человек столкнулся с необходимостью измерений в глубокой древности, на раннем этапе своего развития – в практической жизни, в земледелии, строительстве своего жилья, дворцов своих властителей, храмов, в торговле. Людям потребовалось измерять расстояния, площади, объемы, веса, и, разумеется, время.

Первые единицы длины были весьма приблизительными. Они были связаны с размерами частей тела человека. В Англии и США до сих пор используются единицы длины "ступня" - фут (31 см), "большой палец" - дюйм (25,4 мм) и ярд (91 см.). Он был равен расстоянию от кончика носа короля Генриха I до конца пальцев его вытянутой руки. 1фут=12 дюймам.

16. Измерительные приборы прямого преобразования.

Средства измерения прямого преобразования в статическом режиме.

Рисунок 1 - Структурная схема средства измерений прямого преобразования.

х - входной сигнал, несущий информацию об измеряемой величине;

П1, П2, ... , Пn - звенья; х1, • • • • xn-1 - промежуточные сигналы; xn-выходной сигнал.

Как видно из рисунка 1, входной сигнал х последовательно испытывает несколько преобразований и в конечном итоге на выходе получается сигнал xn.

Для измерительного прибора сигнал xn выходит в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, например в виде отклонения указателя отсчетного устройства.

Для измерительного преобразователя сигнал xn выходит в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения.

Примером прибора электроизмерения, имеющей структурную схему прямого преобразования, может быть амперметр для измерения больших постоянных токов. В схеме этого прибора измеряемый ток сначала с помощью шунта превратится в падение напряжения на шунт, затем в малый ток, который измеряется измерительным механизмом, то есть превратится в отклонение указателя.

Разновидностей электрических приборов для измерения неэлектрических величин значительно больше, чем приборов для измерения электрических величин. Это объясняется тем, что контролируемых неэлектрических величин значительно больше, чем электрических.

Важнейшие причины широкого применения электрических приборов для измерения неэлектрических величин заключаются в следующем:

1) Приборы электроизмерительные лучше неэлектрические приборы позволяют осуществлять дистанционные измерения, благодаря чему обеспечиваются измерения в одном месте различных по своей природе параметров, контролируемых нередко в территориально удаленных друг от друга и недоступных для наблюдения точках.

2) Приборы электроизмерительные легче поддаются автоматизации, что значительно улучшает их качество.Автоматизация исключает субъективные свойства оператора.

3) Приборы электроизмерительные более удобны, чем неэлектрические для решения задач автоматического управления.

4) Приборы электроизмерительные дают возможность регистрировать как очень медленно переменные величины, так и быстро меняющиеся, имеют широкий диапазон пределов измерения.