اندازه گیری چیست ؟ تعریف دقیق اندازه گیری

اندازه گیری از گذشته تا به امروز عضو جدا نشدنی زندگی بشر بوده است. این کار یک مرحله مهم در جمع آوری اطلاعات است و کمک می کند تا با یک مقایسه درست، به نتیجه گیری صحیح در مورد یک شی و یا یک پدیده برسیم. پاسخ به این سوال که “اندازه گیری یعنی چه” نیازمند یکسری اطلاعات زمینه ای مانند ابزار اندازه گیری، یکای اندازه گیری، سازمان جهانی یکاها و … است. در این مقاله ابتدا سعی در آشنایی با مفهوم اندازه گیری و تعریف دقیق آن است و سپس به تعریف یکاها و ابزار های مربوطه می پردازیم. بنابراین توصیه می شود تا انتهای این مطلب با تست ابزار همراه باشید .

سازمان نظارتی	سازمان جهانی یکاها SI
یکاهای اصلی	طول، جرم، زمان، دما و …
یکاهای فرعی	متشکل از پیوند چند یکای اصلی
پارامتر ها	دقت ، تفکیک پذیری، تکرار پذیری

 

اندازه گیری چیست؟

اندازه گیری به عمل کمی سازی (عددی سازی) صفات یک شی یا یک رخداد گفته می شود که می توان نتایج حاصله را برای مقایسه با سایر اشیا و یا رخداد ها دیگر مورد استفاده قرار داد. به بیان دیگر سنجش عبارت است از مقایسه عددی یک کمیت مجهول با مقداری معلوم از همان کمیت که اصطلاحا «واحد» یا یکا نامیده می شود. واحد (یکا) های استانداردی که برای هر کمیت تعیین می گردد بر طبق قراردادهای بین المللی تعیین شده است. مقداری را که ما از هر اندازه گیری بدست می آوریم نشان می دهد که مقدار اندازه گیری شده در واقع چند برابر مقدار یکای آن کمیت است.

یکای اندازه گیری چیست؟

واحد یا یکای اندازه گیری به یک مقدار معین و ثابتی گفته می شود که به عنوان یک معیار برای اندازه گیری و شمارش یک کمیت فیزیکی مورد استفاده قرار می گیرد. یکاهای اندازه گیری یا به صورت یک شی و یا در قالب یک پدیده تعریف می شوند. برای مقایسه پذیربودن اعداد بدست آمده در اندازه گیری، نیاز است تا واحدها مربوط یه یک کمیت مقداری ثابت بوده و در شرایط فیزکی تعریف شده در دسترس باشد. این واحدها در طی یک سری قرار دادهای بین المللی در بین دانشمندان تعریف می شود که متولی آن سازمانه جهانی یکاها (SI) است. اهمیت واحد ها آنجا بیشتر میشود که باید شناخت دقیقی از هرکدام داشته باشیم تا بتوانیم با بهترین واحد و در مقیاس درست ، اندازه گیری را انجام داده و مقدار آن را گزارش کنیم. به عنوان مثال میلی متر ، کیلومتر و سال نوری همگی به عنوان واحد های اندازه گیری فاصله و طول شناخته میشود ولی هر کدام در جای خود به عنوان یکا مورد استفاده قرار میگیرد.

اندازه شناسی (metrolojy)

مترولوژی به صورت ساده به دانش اندازه‌گیری گفته می شود و تمام جنبه‌های نظری و عملی اندازه‌گیری را مورد مطالعه و بررسی قرار می دهد. آنچه امروزه به عنوان مبنای علم اندازه گیری به صورت علمی استناد می شود، مترولوژی نام گرفته است. مترولوژی در تمام خواص ها، کیمت ها و قوانین ریاضی،فیزیک، شیمی و … به صورت بهینه مورد استفاده قرار می گیرد. در علم مترولوژی میزان ردیابی و قطعیت یک نتیجه اندازه گیری به صورت پله ای قابل بیان است. هرم اندازه گیری میزان قطعیت یک سنجش را به ترتیب بیان می کند و به شما نشان می دهد که دقت و صحت اندازه گیری به چه نحوی اولیت بندی می گردد.

 

سازمان جهانی واحد های اندازه گیری (SI)

برای سنجش کمیت ها بر حسب تمام واحد های اندازه گیری، قانون مشخص و جهانی تصویب شد تا همه برای هر یکا اندازه گیری از یک واحد مشخص استفاده کنند. سازمان جهانی  SIدر همان سال ها تشکیل شد تا یک مقیاس مشخص برای هر ابزار ارائه دهد که ثابت و غیر قابل تغییر باشد. برای مثال در تمام دنیا واحد اندازه جرم با کیلوگرم(kg) و یا طول بر حسب متر(m) سنجیده می شود. یکاهای اندازه گیری در تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق نقش بسیار مهمی جهت اندازه گیری و کنترل یک سیستم را ایفا می کنند از این رو آشنایی با یکاها بسیار مهم و ضروری است.

یکاهای اصلی

یکاها در واحد SI بر اساس دو کمیت اصلی و فرعی معرفی شده اند. آنچه بیشتر مورد استفاده در جوامع قرار گرفته است کمیت های اصلی می باشند که برای شناخت بشتر ابزار ها و کارایی آن ها بهتر است آن ها را به خاطر بسپارید.

انواع یکاها های اصلی

 از جمله مهم ترین یکاهای اصلی عبارتند از؛

زمان: بر حسب ثانیه با نماد ثابت s

دما: بر حسب کلوین با نماد ثابت k

مقدار ماده: بر حسب مول با نماد ثابت mol

شدت جریان الکتریکی: بر حسب آمپر با نماد ثابت A

 

یکاهای فرعی

تا به این جا در این مقاله سعی شد تا با مفهوم اندازه گیری، ابزار های آن و همچنین یکاهای ثابت جهانی که این ابزار ها بر این اساس کار می کنند آشنا شوید در این شرایط در ابتدا یکا های اصلی می باشند و سپس از پیوند دو یکا اصلی، یکای فرعی مورد نظر ایجاد شده است.

 برای مثال یکا سرعت: متر بر ثانیه است که عملکرد سرعت موردنظر بر اساس میزان جابه جایی بر واحد زمان را معرفی می کند. به این صورت یکاهای فرعی شکل گرفتند و مورد استفاده روزمره واقع شدند. در ادامه به معرفی برخی از یکاهای فرعی می پردازیم.

انواع یکاهای فرعی

برخی از مهم ترین یکاهای فرعی که در زندگی روزمره به کار می آیند بر حسب ذیل می باشند،

سرعت: متر بر ثانیه m/s، حجم: متر مکعب، مساحت: متر مربع و …

ابزار اندازه گیری چیست ؟

این ابزار تجهیزاتی مقیاس بندی شده هستند که بر اساس یک یکای مشخص، می توانند مقدار یک کمیت فیزیکی را گزارش کنند. این تجهیزات بر اساس یکاهای مختلف کالیبره می شوند و می توانند با دقتی معین یک کمیت را اندازه بگیرند. گسترش تکنولوژی و شناخت دقیق قوانین و خواص فیزیکی موجب شده است تا به مرور زمان پیشرفت های چشمگیری در تجهیزات اندازه گیری رخ دهد. ارائه متد های جدید اندازه گیری بر اساس ابداعات و اختراعات در کنار پیشرفت روز افزون تکنولوژی منجر به ظهور تجهیزاتی پیشرفته تر، دقیق تر و کاربردی تر شده است. به عنوان مثال بعد از اختراع لیزر و استفاده از خواص فیزیکی آن، متر های لیزری به وجود آمدند که با دقت و سرعت بالا می توانستند فواصل را اندازه گیری کنند.

شاخص های مورد استفاده در ابزار اندازه گیری

برای درک تفاوت میان ابزار اندازه گیری و انتخاب بهترین ابزار برای سنجش، نیاز است تا شاخص های تاثیر گذار برای یک اندازه گیری را بدانیم. این پارامترها و تعاریف مربوط به آن می تواند در انتخاب بهترین و دقیق ترین ابزار برای سنجش به شما کمک کند.

1- صحت (accuracy)  اندازه گیری

صحت در سنجش به میزان انحراف نتیجه به دست آمده از یک معیار درست و دقیق گفته می شود .بر اساس تعریف داریم : E=A-B .که E  صحت و A مقدار اندازه گیری شده و B مقدار دقیق و درست است. از آنجا که مقدار دقیق و درست در ابزار اندازه گیری مجهول است بنابراین میزان صحت یک دستگاه در مقایسه با یک تجهیز دقیق و درست در آزمایشگاه های کالیبراسیون بر اسا درصد بیان می گردد. مثلا اگر رنج اندازه گیری یک  فشارسنج بین ۱ تاBar 10 باشد و میزان صحت آن F.S.D 10% باشد بنابراین خطای اندازه گیری توسط این فشار سنج در بازه 1 تا 10 بار ، 1 بار است. مقدار صحت عموما توسط سازنده اعلام می شود.

2- دقت اندازه گیری

دقت اندازه گیری با صحت تفاوت کوچکی دارد. صحت اندازه گیری به اختلاف مقدار اندازه گیری شده با مقدار دقیق و درست گفته می شود درحالی که دقت به قابلیت ارائه مجدد مقادیر اندازه گیری شده توسط یک دستگاه با مقدار صحت مشخص گفته می شود. دقت اندازه گیری و صحت در بیان کلی به یک موضوع اشاره دارد و آن بیانگر اختلاف مقدار نمایش داده شده توسط ابزار اندازه گیری با یک مقدار صحیح و دقیق است که با تکرار اندازه گیری این اختلاف ثابت بوده و از حد تعریف شده تجاوز نکند.دقت اندازه گیری بیانگر میزان قطعیت نتیجه است. مفهوم دقت با مقدار خطا بیان میشود و به هر میزان خطا افزایش یابد دقت کاهش می یابد. شیوه های گوناگونی برای بیان دقت اندازه گیری مرسوم است . مرسوم ترین شیوه بیان دقت، برحسب درصد در کل مقیاس قابل اندازه گیری توسط دستگاه است.

3- خطا (تلرانس)

به حداکثر میزان انحراف از یک معیار مشخص شده، خطا گفته میشود. به عبارتی دیگر تلرانس حداکثر خطایی است که در محدوده اندازه گیری قابل قبول باشد. مقدار تلرانس تجهیزات اندازه گیری عموما در کاتالوگ بیان میشود.

4- محدوده (رنج) اندازه گیری

به حدفاصل کوچکترین و بزرگترین مقداری که یک ابزار اندازه گیری میتواند اندازه گیری کند را گستره اندازه گیری میگویند. این بازه در دیتاشیت دستگاه به صورت دقیق بیان میشود.

5- بایاس ( افست)

به مقدار خطا در نقطه صفر دستگاه بایاس گفته میشود و این مقدار در کل محدوده ی کاری دستگاه یک میزان خطای ثابت را به وجود می آید. به عنوان مثال در ترازوهای شاهین دار هنگامی که هیچ وزنه ای در دو کفه ترازو وجود نداشته باشد، به مقدار فاصله دو شاهین از یکدیگر بایاس گفته میشود.با انجام کالیبراسیون میتوان این مقدار را به کمترین میزان رساند.

6- تفیکیک پذیری:

به کمترین مقدار قابل اندازه گیری توسط ابزار را تفکیک پذیری میگویند. به عنوان مثال در خط کش شما میتوانید حداکثر مقدار یک میلیمتر را اندازه گیری کنید که در این مورد میزان تفکیک پذیری 1 میلیمتر است اما در دستگاهی مانند میکرومتر میزان تفیکک پذیری کمتر از 1 میلی متر است.

انواع ابزار های اندازه گیری

ابزار های اندازه گیری را میتوان از منظرهای گوناگون دسته بندی کرد. اما در تست ابزار، ابزار های اندازه گیری را میتوان در سه حوزه بزرگ طبقه بندی کرد که این سه حوزه عبارتند از :

مجموعه ابزارهای برق و صنعت

 از جمله ابزارهای مهمی که تست ابزار ارائه دهنده بهترین برند آن در مجموعه برق و صنعت می باشد می توان به آمپر متر های کلمپی، تستر های الکتریکی، ارت سنج ها، مولتی متر  و … اشاره کرد.

مجموعه ابزارهای فیزیکی و محیطی

تست ابزار که بهترین مرجع برای فروش ابزار مورد نیاز می باشد یقین دارد که می تواند همراهان همیشگی خود را در تمام قسمت ها از جمله طرفداران و پیروان بخش مهم فیزیکی و محیطی را با رضایت خاطر کامل از خرید خود همراه سازد. از ابزارهایی که در این بخش وجود دارد می توان به؛ دماسنج ، رطوبت سنج ها و سرعت سنج باد اشاره نمود.

مجموعه ابزارهای شیمیایی

از دیگر بخش هایی که مجموعه ابزارهای کاملی از آن در تست ابزار موجود می باشد؛ ابزارهای بخش شیمیایی می باشند. که سعی بر آن شده در این مجموعه اقلام کاملی از موارد موردنیاز همراهان فراهم گردد تا با آرامش خاطر و آسودگی خرید خوبی را برای خود به ارمغان آورند. از جمله ابزارهای این بخش می توان به اسید سنج و ORP مترها، کنداکتیویتی متر و سختی سنج مایعات، تجهیزات آزمایشگاهی اشاره نمود.

 

سوالات متداول

در این بخش به سوالات متداول شما در این زمینه پاسخ داده ایم.