I. NOŢIUNI GENERALE DE METROLOGIE
1.1. Obiectul metrologiei, conceptul de măsurare
Metrologia ca ştiinţă a măsurătorilor are ca obiect determinarea valorică a
mărimilor fizice. Metrologia se aplică întregului ansamblu de fenomene care
formează obiectul fizicii şi al ştiinţelor exacte, cu observaţia că punctul de vedere
din care le cercetează îi este propriu: măsurarea, compararea de mărimi.
Măsurătoarea se defineşte ca operaţie experimentală prin care se determină
cu ajutorul mijloacelor de măsurat, valoarea numerică a unei mărimi în raport cu
o unitate de măsură dată. O altă definiţie a măsurătorii este: operaţie prin care se
stabileşte pe cale experimentală raportul numeric între mărimea de măsurat şi o
valoare oarecare a acesteia, luată ca unitate de măsură.
Prin mărime se înţelege o proprietate comună unei clase de obiecte,
fenomene sau procese. Nu toate mărimile existente în natură se pot măsura,
mulţimea mărimilor măsurabile fiind doar o submulţime a lor. În natură se pot
distinge:
- mulţimea mărimilor observabile (Mo), care reprezintă mărimile pentru
care se pot obţine informaţii ce permit cel puţin o discriminare de ordin
calitativ;
- mulţimea mărimilor reperabile (Mr), acestea fiind mărimile pentru care
se poate construi o scară de măsură;
- mulţimea mărimilor măsurabile(Mm), acestea fiind mărimile pentru
care se poate construi şi un mijloc de măsurare.
Între mulţimea mărimilor din natură (Mn) şi celelalte mulţimi prezentate există
relaţia:
Mm ⊂ Mr ⊂ Mo ⊂ Mn )
Pentru ca o mărime să fie măsurabilă este necesar ca aceasta să se bucure de
următoarele proprietăţi:
- observabilitatea;
- posibilitatea construirii unei scări de măsură;
- posibilitatea conceperii mijloacelor de măsurare.
Prin alegerea unei unităţi de măsură şi prin procedeul experimental de
măsurare, fiecărei cantităţi dintr-o mărime fizică măsurabilă i se asociază o valoare
numerică. Mărimea fizică X se exprimă prin produsul dintre unitatea de măsură
adoptată um şi valoarea numerică obţinută în urma măsurătorii Xm:
I. NOTIUNI GENERALE DE METROLOGIE
10
m
m m m u
X = X u ⇒ X = X (1.1)
Dacă se alege o altă unitate de măsură u’m, va rezulta evident o valoare X’m
diferită de Xm. Mărimea fizică fiind însă independentă de sistemul de unităţi de
măsură adoptat rezultă:
m
m m m u
X X u X X'
= ' ' ⇒ ' = (1.2)
Rezultatul măsurătorii (valoarea numerică a mărimii măsurate) Xm este un număr
adimensional şi variază invers proporţional cu mărimea unităţii de măsură adoptată.
Pentru efectuarea unei măsurători, în conformitate cu definiţiile prezentate,
este necesar ca unitate de măsură să poată fi realizată în mod concret. Realizarea
concretă a unităţii de măsură constituie ’’măsura’’; evident, numai pentru anumite
unităţi este posibilă concretizarea sub formă de măsuri.
1.1.1. Sisteme de unităţi de măsură
Deoarece valoarea mărimii fizice este dependentă de unitatea de măsură, s-a
impus ideea elaborării de unităţi coerente pentru diferite domenii de activitate.
Aceasta implică pe de o parte limitarea numărului de unităţi de măsură alese
arbitrar, iar pe de altă parte, realizarea unor relaţii condiţionale (relaţii între diferite
unităţi de măsură) cât mai simple. Unităţile alese în mod convenţional se numesc
unităţi fundamentale (mărimile fizice măsurate cu acestea se numesc mărimi
fundamentale), iar unităţile care se definesc pe baza acestora se numesc unităţi
derivate (mărimile fizice numindu-se de asemenea derivate).
Totalitatea unităţilor fundamentale şi derivate care formează un ansamblu
coerent pentru un anumit domeniu de măsurare constituie un sisteme de unităţi de
măsură.
Dacă notăm cu l numărul legilor care descriu un anumit domeniu de măsură
şi cu m numărul mărimilor ce intervin în acel domeniu, atunci numărul de mărimi
fundamentale (n) este:
n = m − l
Dacă adoptând un număr minim de unităţi fundamentale rezultă relaţii condiţionale
complicate se poate mări numărul unităţilor fundamentale. După ce s-a stabilit
numărul de unităţi fundamentale este necesar ca acestea să fie nominalizate. Acest
lucru se realizează ţinându-se seama de anumite criterii care urmăresc simplificarea
şi comoditatea în operaţiile de măsurare şi de definire a unităţilor derivate. Aceste
criterii sunt formulate astfel:
- mărimile şi unităţile fundamentale trebuie asociate unor fenomene
reprezentative pentru domeniul respectiv, care să aibă proprietăţi de
invarianţă în timp şi spaţiu;
MĂSURĂRI ELECTRICE ŞI ACHIZIŢII DE DATE
11
- unităţile fundamentale trebuie să poată fi realizate şi reproduse în
condiţii avantajoase sub formă de etaloane;
- între unităţile fundamentale şi cele derivate trebuie să existe relaţii
simple pe baza cărora să poată fi realizate uşor unităţi derivate:
- valorile efective ale unităţilor fundamentale se adoptă ţinând seama de
considerente practice privind utilizarea lor şi a unităţilor derivate,
precum şi de posibilitatea realizării unor multipli şi submultipli
corespunzători cerinţelor de folosire curentă.
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
