17 Лабораторная работа № 32 Датчик Метран

Ознакомительная работа (как практическое занятие)

Введение

Измерения являются одним из путей познания природы человеком, объединяющие теорию с практической деятельностью человека. Они являются основой научных знаний, служат для учета материальных ресурсов, обеспечения требуемого качества продукции, взаимозаменяемости деталей и узлов, совершенствования технологии, автоматизации производства, стандартизации, охраны здоровья и обеспечения безопасности труда и для многих других отраслей человеческой деятельности. Измерения количественно характеризуют окружающий материальный мир, раскрывая действующие в природе закономерности. Об этом очень образно сказал основоположник отечественной метрологии Дмитрий Иванович Менделеев: «Наука начинается... с тех пор, как начинают измерять». Известно аналогичное высказывание и основоположника английской метрологии Томсона: «Каждая вещь известна лишь в той степени, в какой ее можно измерить». С этим перекликается и мнение известного русского ученого Б. Я. Якоби, сформулированное более 100 лет назад: «Искусство измерения является могущественным оружием, созданным человеческим разумом для проникновения в законы природы и подчинения ее сил нашему гос­подству».

Под измерительной техникой в широком понимании значения этих слов подразумевают как все технические средства, с помощью которых выполняют измерения, так и технику проведения измерений. Во всем мире ежедневно производятся сотни, тысячи миллиардов измерений. В интересах каждой страны, во взаимоотношениях между странами необходимо, чтобы результаты изме­рений, где бы они не выполнялись, могли бы быть согласованы. Другими словами, необходимо, чтобы результаты измерений одинаковых величин, полученные в разных местах и с помощью различных измерительных средств, были бы воспроизводимы на уровне требуемой точности.

В первую очередь для этого необходимо единообразие единиц физических величин и мер, осуществляющих вещественное их воспроизведение. Обеспечение высокой степени единообразия средств измерения является одним из условий обеспечения воспроизводимости результатов измерений. Кроме того, необходимо выполне­ние ряда других условий для того, чтобы обеспечить все те качества результатов измерений, которые нужны для их сопоставимости и правильного использования, что в целом называют единством измерений.

Вопросами теории и практики обеспечения единства измерений занимается метрология.

Метрология в самом широком понимании представляет собой науку об измерениях, о методах и средствах, обеспечении их единства, о способах достижения требуемой точности. Метрология служит теоретической основой измерительной техники. И чем больше развивается измерительная техника, тем большее значение приобретает метрология, создающая и совершенствующая теоретические основы измерений, обобщающая практический опыт в области измерений и направляющая развитие измерительной техники.

При всем множестве и многообразии предприятий, изготовляющих средства измерений, и при еще большем множестве (во много раз большем) предприятий, организаций и учреждений, производящих измерения и использующих их результаты, метрология создала и осуществила систему, направленную на всеобщее обеспечение единства измерений и единообразие средств измерений. Эта система вылилась в единую государственную службу, которая раньше при ограниченной измерительной технике именовалась службой мер и весов. В настоящее время, когда диапазон деятельности этой службы вырос во много раз, она называется метрологической службой страны.

Обширна область измерений. От далеких галактик до мельчайших частиц, из которых построен атом, от температуры Солнца и ядерных реакций до низких температур криогенных установок, от электромагнитных волн, создаваемых и используемых человеком на Земле, до волн, приходящих на Землю от неведомых источников, расположенных на расстояниях в сотни и тысячи световых лет.

Измерения служат для познания природы: точность измерений - это путь к открытиям, хранению и применению точных знаний.

Измерять начали с давних пор. И с каждым годом роль и значение измерений повышались. Человечество далеко ушло в технике измерения. Пользуясь современными методами, ученые точно измеряют свойства вещей и явлений. Эти измерения являются одним из средств овладения тайнами природы, подчинения её стихии нашим нуждам.

Старые средства измерений (палка, тень, чашка, камень) заменились новыми, позволяющими нам воспринимать невидимый свет, «Световой год» - расстояние, которое световой луч проходит за один год. Один световой год равен 9,46·10¹⁵ м.

Звуковые и электромагнитные волны служат для измерений глубины океанов, толщины ледников, больших расстояний на Зем­ле, расстояний до Луны и других планет. Звуковые волны, отражаясь от дна океана, приходят обратно как эхо. Время, за которое эти волны проделывают путь туда и обратно, дает возможность определить глубину океана, так как скорость прохождения их в воде известна.

Электромагнитные волны, отражаясь от предметов, на которые они направлены, или от планет распространяются со скоростью света и тоже приходят обратно подобно эху, и позволяют определить расстояние (радиолокация).

Галилею приписывают изречение: «Измерять, что измеримо, делать измеримым то, что еще не измеримо». В этом лаконичном изречении заложена идея об опережающем значении метрологии для современного исследования.

В настоящее время прогресс во всех областях естественных наук, техники, промышленности, сельского хозяйства определяется, кроме экономических факторов, полнотой и достоверностью сведений о физических, химических, биологических и других явлениях и процессах, о свойствах веществ, материалов, конструкций и т. п., найденных только путем измерений.

Метрология органически связана со стандартизацией, и эта связь выражается прежде всего, в стандартизации единиц физических величин, системы государственных эталонов, средств изме­рений и методов поверок, в создании стандартных образцов свойств и состава веществ. В свою очередь стандартизация опи­рается на метрологию, обеспечивающую правильность и воспроизводимость результатов испытаний материалов и изделий, а также заимствует из метрологии методы определения и контроля качества.