Struktura

Základy teorie měření ve strojírenství

Základy teorie měření ve strojírenství

Měření je soubor činnosti, jejímž cílem je stanovit hodnotu dané veličiny (délky, tvrdosti, drsnosti, atd.). U náročných měřicích operací se specifikuje i působeni veličin ovlivňujících přesnost měření (např. teplota). Měření můžeme definovat jako proces přiřazování čísel konkrétním vlastnostem, tedy kvantifikování příslušné vlastnosti.

Systém měření je soubor operací, postupů, měřidel, osob a dalšího vybavení, který je používán k přiřazení čísla ke zjišťované charakteristice. Jedná se o komplexní proces používaný pro získání výsledků měření. Ideální systém měření by při každém použití produkoval výhradně „správná” měření.

Chyby měření

Z každého měření dostaneme hodnoty, které se při dostatečně přesném měření liší od správné hodnoty. Naprosto přesnou hodnotu měření veličiny neumíme určit, proto pokládáme za její nejpravděpodobnější hodnotu průměr jednotlivých měření a tento průměr nazýváme konvenčně správná hodnota. Konvenčně správnou hodnotu tedy stanovíme jako aritmetický průměr naměřených hodnot dané veličiny. Rozdíl mezi správnou (absolutně přesnou) hodnotou a konvenčně správnou hodnotou nazýváme chyba měření. Hlavními zdroji chyb jsou osobní chyby, např. nedokonalost lidských smyslů, nepřesnost měřicích přístrojů, vliv prostředí (stálost teploty, vlhkost a tlak vzduchu). Chyby se projevují tím, že při opakování téhož měření se naměřené hodnoty od sebe liší.

Podle výskytu a příčiny rozlišujeme chyby

  • Soustavné (systematické)

  • Náhodné

  • Hrubé

Soustavné chyby se vyskytují při stejných podmínkách měření pravidelně se stálou hodnotou a smyslem. Příčinou těchto chyb jsou chyby osobní, nesprávná metoda měření, nepřesnost přístrojů, vliv prostředí. Velikost soustavných chyb můžeme zjistit například kontrolou měřidel, použitím jiné metody, výpočtem apod. Velikost osobních chyb závisí na odborné kvalifikaci pracovníka. Osobní chyby mohou být způsobené nedokonalostí smyslů (zrak), nepozorností, únavou a nevědomostí. Se zřetelem na citlivost oka se v měřicí technice používá žluté světlo, se zřetelem na únavu zraku má většina přístrojů monochromatické světlo zelené barvy. Chyby způsobené nesprávným použitím měřidla jsou chyby, které vzniknou tím, že námi zvolené měřidlo nezměří všechny veličiny, které mají vliv na velikost naměřené jednotky. Nepřesnost měřicího přístroje může být způsobena při výrobě, montáži nebo nesprávným nastavením přístroje. U délkových měřidel je chyba měřidla způsobena nepřesností měřicích ploch, vůlí mezi hlavním a pomocným měřidlem. Chyby způsobené vnějšími vlivy jsou chyby, které vzniknou z rozdílných teplot. Proto se musí při měření dbát na vyrovnání teplot měřicího zařízení a měřeného předmětu, na vliv doteku ruky, účinku sálavého tepla a vliv dechu pracovníka (používání rukavic, přístroje a měřidla umístit do zasklených skříní).

Náhodné chyby se vyskytují při všech měřeních a jsou způsobeny různými vlivy. Projevují se tím, že při opakovaném měření za stejných podmínek se výsledky měření liší. Náhodné chyby nelze odstranit jako chyby soustavné. Vliv náhodných chyb na přesnost měření můžeme zmenšit vícenásobným opakováním měření a vhodným zpracováním naměřených hodnot. Rozložení náhodných chyb odpovídá Gaussově křivce.

Hrubé chyby jsou takové, které se výrazně odlišují od ostatních a zjevně tak ukazují, že hodnota byla zjištěna nesprávně. K těmto chybám dochází zřídka a mohou být způsobeny poruchou měřicího zařízení, nevhodným zásahem do průběhu měření, špatným odečtením nebo zapsáním hodnot. Hrubá chyba se projeví podstatně odlišnou velikostí naměřené hodnoty. Měření zatížená hrubými chybami se sice zapisují, ale při zpracování výsledků se tato měření nepoužívají.

Zákonné měřicí jednotky

V současné době je celosvětově nejrozšířenější soustava jednotek SI (Systéme International d‘Unités), která byla oficiálně přijata 11. Generální konferencí vah a měr v r. 1960. Tato soustava jednotek se sestává ze 7 základních jednotek a odvozených jednotek. Jedná se o tzv. soustavu koherentní, to znamená, že jednotky jsou vzájemně svázány operacemi násobení a dělení s číselným faktorem. Z těchto 2 druhů jednotek se pak odvozují jejich násobky a díly pomocí stanovených předpon. Výjimku tvoří jednotka hmotnosti jeden kilogram.

Subjekty a orgány státní správy v České republice jsou povinny používat základní měřicí jednotky, jejich označování, násobky a díly stanovené vyhláškou MPO č. 264/2000 Sb. Kromě základních měřicích jednotek se také používají vedlejší jednotky, doplňkové jednotky a odvozené jednotky. Z důvodu přehlednosti se používají desetinné díly nebo násobky jednotek, přednostně se používá řada násobků 103.

Základními měřícími jednotkami jsou:

jednotka délky metr (m);

jednotka hmotnosti kilogram (kg);

jednotka času sekunda (s);

jednotka elektrického proudu ampér (A);

jednotka termodynamické teploty kelvin (K);

jednotka látkového množství mol (mol);

jednotka svítivosti kandela (cd).

Logolink