Misure elettriche e tecnologie di misura elettrica, ruolo e importanza delle misure
Cos'è una dimensione
La misurazione è una delle operazioni più antiche utilizzate dall'uomo nella pratica sociale, e con lo sviluppo della società permea sempre più vari campi di attività.
La misurazione è un processo cognitivo: dopo aver misurato una certa quantità, sappiamo sempre qualcosa di più su questa quantità rispetto a prima della misurazione: ne scopriamo la dimensione, che spesso è la fonte di una serie di informazioni aggiuntive per noi, apprendiamo un'idea su questo quantità, la sua relazione con altre quantità ecc.
Il processo di misurazione è un esperimento fisico: la misurazione non può essere effettuata speculativamente, solo attraverso calcoli teorici, ecc.
La misura di una grandezza fisica è un confronto con un certo valore della stessa grandezza fisica preso come unità: si può misurare, ad esempio, la lunghezza solo confrontandola con una certa lunghezza.
Dalla definizione di cui sopra segue che per eseguire qualsiasi misurazione è generalmente necessario:
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misura - una riproduzione reale di un'unità di misura, ad esempio, quando si pesa, è richiesto un peso;
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dispositivo di misurazione - mezzi tecnici per eseguire il processo di confronto di un valore misurato con una misura.
Avere una misura è assolutamente necessario per effettuare la misurazione. È vero che in alcuni casi la misura sembra mancare nella misurazione: ad esempio, quando si pesa un quadrante, i pesi possono non essere utilizzati direttamente, ma ciò non significa che la misura non sia coinvolta in tale misurazione: il la bilancia di questi pesi è pretarata utilizzando pesi appropriati.
Pertanto, nella scala di tali pesi, è, per così dire, posta una misura di massa, che partecipa così a tutte le pesate.
Allo stesso modo, quando si misura la resistenza elettrica con un ohmmetro nd, è richiesto l'uso di misure di resistenza, ma in questo caso possono essere abbandonate solo perché durante la fabbricazione dell'ohmmetro, la sua scala viene calibrata utilizzando misure di resistenza del campione, che sono indirettamente inclusi in ogni utilizzo del dispositivo.
Non sempre, invece, è necessario un misuratore per effettuare una misurazione: per le misurazioni più semplici è sufficiente avere solo un misurino, ma il dispositivo potrebbe non aderire.
Guarda anche: Grandezze e parametri fisici, unità
Misure dirette, indirette e aggregate
Secondo il metodo per ottenere il risultato della misurazione, è necessario distinguere:
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misurazioni dirette;
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misure indirette;
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misurazioni cumulative.
Le misurazioni dirette sono quelle misurazioni in cui la quantità di interesse stessa viene misurata direttamente: pesare su una bilancia per determinare la massa di un corpo, misurare la lunghezza confrontando direttamente una data distanza con una corrispondente misura di lunghezza, misurare la resistenza elettrica utilizzando un ohmmetro, corrente elettrica con amperometro ecc.
Le misurazioni dirette sono un tipo molto comune di misurazione tecnica. Le misurazioni indirette sono quelle misurazioni in cui l'importo dell'interesse stesso non è misurato direttamente, ma alcune altre quantità con le quali l'importo misurato è in una certa relazione; Dopo aver determinato i valori di queste grandezze (mediante misurazioni dirette) e utilizzando la relazione nota tra queste grandezze e la quantità misurata, è possibile calcolare il valore della quantità misurata.
Ad esempio, per determinare la resistenza elettrica specifica di un determinato materiale, vengono misurate la lunghezza di un filo costituito da tale materiale, la sua sezione trasversale e la sua resistenza elettrica. Dai risultati di queste misurazioni è possibile calcolare la resistenza desiderata.
Le misurazioni indirette sono più complicate delle misurazioni dirette, ma sono utilizzate abbastanza spesso nella tecnologia e nella ricerca scientifica, soprattutto perché in molti casi le misurazioni dirette di alcune quantità risultano praticamente impossibili.
Le misurazioni cumulative sono quelle misurazioni in cui il risultato della misurazione desiderato è derivato dai risultati di diversi gruppi di misurazioni dirette o indirette di singole quantità, la relazione funzionale con cui le quantità che ci interessano sono espresse sotto forma di funzioni implicite.
Sulla base dei risultati di gruppi di misurazioni dirette o indirette di un numero di quantità, viene compilato un sistema di equazioni, la cui soluzione fornisce i valori delle quantità di interesse.
Il ruolo delle misure e l'importanza della metrologia nella società moderna
Lo sviluppo della scienza e della tecnologia è indissolubilmente legato allo sviluppo e al miglioramento degli strumenti di misura. L'affermazione di ogni nuovo problema scientifico o tecnico ci costringe a cercare nuovi strumenti di misura e il miglioramento degli strumenti di misura contribuisce allo sviluppo di nuovi rami della scienza e della tecnologia.
L'accumulo di conoscenze scientifiche e applicate nel campo dell'elettricità e del magnetismo ha notevolmente arricchito la teoria e la tecnica delle misurazioni e ha portato alla formazione di un ramo indipendente ed esteso: la tecnologia di misurazione elettrica.
La tecnologia di misurazione elettrica copre i metodi delle misurazioni elettriche, la progettazione e la produzione dei mezzi tecnici necessari (dispositivi di misurazione), nonché le domande sul loro uso pratico.
Attualmente, gli oggetti delle misurazioni elettriche sono principalmente tutte le grandezze elettriche e magnetiche (corrente, tensione, potenza, energia elettrica, quantità di elettricità, frequenza di corrente, proprietà magnetiche dei materiali, ecc.).
Tuttavia, a causa dell'elevata accuratezza, sensibilità e grande convenienza sperimentale dei metodi di misura elettrica, si stanno diffondendo sempre più tecniche di misura che si riducono ad una preliminare conversione delle grandezze da misurare in una grandezza elettrica ad esse proporzionale, che è quindi misurato direttamente.
Tali metodi di misurazione, le cosiddette «misure non elettriche di grandezze non elettriche» (temperatura, pressione, umidità, velocità, accelerazione, vibrazioni, deformazioni elastiche, ecc.) A distanza, eseguendo operazioni matematiche al diavolo con quantità misurabili e maggiore comodità per registrarli in tempo.
Le apparecchiature elettriche di misura svolgono il ruolo di importante fattore di progresso scientifico e tecnico nel funzionamento dei sistemi energetici, e la misura dei parametri elettrici delle centrali elettriche è un incentivo alla razionalizzazione del risparmio energetico.
Le tecnologie di misurazione elettrica sono anche estremamente importanti nel controllo dei processi produttivi in varie industrie, nel controllo della qualità dei materiali, dei semilavorati e di molti prodotti, nelle indagini geologiche e in un'ampia varietà di ricerche scientifiche, dove le misurazioni elettriche e magnetiche i metodi di misurazione vengono utilizzati per ottenere i risultati più accurati in una gamma molto ampia di valori misurati.
Una selezione di articoli su vari dispositivi di misurazione elettrici e il loro uso pratico:
Classificazione degli strumenti di misura elettrici, simboli di scala dei dispositivi
Scala del metro, divisione della scala
Norme per unità elettriche e misure esemplari