Meting

Van Wikipedia, de gratis encyclopedie
Spring naar navigatie Spring naar zoeken

Een meting is het uitvoeren van geplande activiteiten (bijvoorbeeld als onderdeel van een experiment) tot een kwantitatieve uitspraak over een gemeten variabele in vergelijking met een meeteenheid . [1] Metrologie en meettechnologie behandelen de theoretische basis en de praktische uitvoering van metingen.

De meting vindt plaats volgens een bepaalde methode met geschikte meetapparatuur . Er wordt onderscheid gemaakt tussen directe en indirecte metingen. Bij directe methoden wordt de maat direct vergeleken, bijvoorbeeld door een duimstok op de rand van een op te meten meubel te plaatsen. Anderzijds is er sprake van een indirecte meting wanneer de meetwaarde wordt bepaald door andere grootheden te meten. Om bijvoorbeeld de voertuigsnelheid te meten met behulp van radar , wordt eerst de verandering in de frequentie van het radarsignaal dat door het voertuig wordt gereflecteerd, gemeten en vervolgens omgezet in zijn snelheid. Voor alle metingen is het belangrijk om het onderliggende meetprincipe precies te kennen.

De term "meting" die in de natuurkunde en techniek is ontwikkeld, wordt ook naar andere gebieden overgebracht. B. krijgt in de sociale wetenschappen echter een andere betekenis. Omdat "een overdracht van dit meetconcept naar de sociale wetenschappen mislukt omdat die eenheden in die zin nog ontbreken in de sociale wetenschappen." [2] Om de term toch te gebruiken, wordt daar verder geformuleerd: "Meten is een opdracht van getallen naar objecten of gebeurtenissen, op voorwaarde dat deze toewijzing een homomorfe afbeelding is van een empirisch relatief in een numeriek relatief.

Basis voor de handel op de markt in Meppen: De eenheden lengte, voet en el , die afhankelijk zijn van de individuele hoogte, zijn hier uniform gedefinieerd.

Meten in termen van meettechnologie

In de meettechniek gebruikte termen voor Duitsland in de norm DIN 1319 definieert.

Het doel van een meting is om een meetresultaat te verkrijgen als een uitspraak over de onbekende waarde van een fysieke variabele. "De activiteiten die betrokken zijn bij het meten zijn voornamelijk van praktische (experimentele) aard, maar omvatten theoretische overwegingen en berekeningen." [1]

In de eerste stap is het resultaat van de meting een meetwaarde , die echter een meetafwijking bevat en afwijkt van de werkelijke waarde . Bekende systematische afwijkingen moeten uit de gemeten waarde worden berekend. Een volledig meetresultaat is een geschatte waarde verkregen uit metingen voor de werkelijke waarde van de gemeten variabele met kwantitatieve uitspraken over de nauwkeurigheid van de meting. "Het evalueren van meetwaarden van de meetgrootheid tot het gewenste resultaat is onderdeel van het meetobject en wordt geacht de meetgrootheid te meten." [1] Het verdere gebruik van de meetwaarde of meetresultaat maakt geen deel uit van de meting , z. B.

  • controleren of aan een voorwaarde is voldaan,
  • zodanig regelen dat de gemeten variabele een referentievariabele benadert.

De te meten hoeveelheid kan bijna elke fysieke grootheid zijn. De meeste fysieke grootheden kunnen niet direct worden gemeten, maar moeten worden berekend uit andere meetgegevens met behulp van fysieke modellen en daarvan afgeleide formules. Een voorbeeld is het meten van de snelheid van een object door zijn positie op twee verschillende tijdstippen te meten en het quotiënt van de afgelegde afstand en de vereiste duur te berekenen.

Een meetwaarde of meetresultaat wordt uitgedrukt als een product van de numerieke waarde en de (meet)eenheid (ook volgens DIN 1313 ). Beginnend met de internationale meterconventie van 1875, werd een internationaal systeem van eenheden (het SI-systeem, van Système International d'Unités ) gecreëerd onder leiding van de Algemene Conferentie voor Maten en Gewichten . Het bestaat uit zeven basiseenheden: meter , kilogram , seconde , ampère , kelvin , mol , candela , evenals afgeleide SI-eenheden , b.v. B. Volt . Er zijn ook algemeen geldende eenheden buiten de SI, b.v. B. Uur . De SI-eenheden zijn internationaal overeengekomen, nationaal wettelijk vastgestelde waarden van fysieke grootheden die in de normering zijn opgenomen, met als doel dat alle overige waarden van deze grootheid als een veelvoud van de eenheid worden gespecificeerd. (Definitie in Duitsland in de eenheids- en tijdwet en in DIN 1301-1 .)

Stappen om te meten

Meten omvat:

  1. Duidelijke definitie van de meettaak (meetprobleem) en de meetgrootheid :
    De taak, het te meten object en de fysieke meetgrootheid moeten worden gespecificeerd.
  2. Definitie van de meeteenheid voor het resultaat:
    De eenheid en het bijbehorende symbool worden meestal gedefinieerd in overeenstemming met de SI, prefixen voor machten van tien kunnen worden geselecteerd (ook in overeenstemming met DIN 1301-1).
    Voorbeeld voor de lengte: mm, cm, m, km.
    Voorbeeld voor de snelheid: m / s of buiten de SI km / h of voor speciale toepassingsgebieden knopen (DIN 1301-2).
    Er zijn ook hoeveelheden van het dimensienummer , [3] [4] z. B. brekingsindex , getal , hoek , waarvan de waarden worden gegeven zonder eenheid of met een hulpmaateenheid .
  3. Samenstelling van de randvoorwaarden:
    De randvoorwaarden zijn b.v. B. Eigenschappen van het meetobject (materiaal, oppervlaktekwaliteit) en de omgeving (temperatuur, trillingen) moeten in acht worden genomen.
  4. Keuze van een meetinstrument of een meetinstrument :
    Op basis van het meetprincipe en de meetmethode wordt een meetmethode ontwikkeld die wordt geïmplementeerd in een meetinstrument . Voor de meettaak is in veel gevallen al een afgewerkt meetapparaat beschikbaar. (Voor definities van de termen zie hieronder)
  5. Kalibratie van meetapparaat / meetapparaat:
    DIN EN ISO 9001 vereist de traceerbaarheid van alle metingen volgens nationale normen . Dit wordt gewaarborgd door het proces van monitoring van meetapparatuur . Voor dit doel moet een meetapparaat met regelmatige tussenpozen worden gekalibreerd . Daarbij wordt de meetwaarde (uitgangsvariabele) bepaald voor een waarde van de meetgrootheid (ingangsvariabele) die als correct moet worden beschouwd, en de daarmee samenhangende meetonzekerheid. Als de gemeten waarde niet overeenkomt met de waarde van de meetgrootheid binnen de opgegeven foutgrenzen , moet het apparaat opnieuw worden afgesteld (ingesteld) of moeten de vastgestelde waarden achteraf rekenkundig worden gecorrigeerd.
  6. Definitie van het meetproces:
    Tijdelijke of ruimtelijke volgorde van metingen: z. B. Opeenvolging van individuele metingen , herhalingen, reeksen metingen onder gewijzigde omstandigheden; ruimtelijke verdeling van de meetpunten ( meetpunten ), meetprofielen , regelmatig raster , etc.
  7. Het uitvoeren van de meting en het bepalen van het meetresultaat:
    Eén meting of meerdere metingen van dezelfde grootte (vergelijkings-/herhalingsmetingen) verkregen onder dezelfde omstandigheden kunnen worden uitgevoerd. Vervolgens moeten het gemiddelde en de standaarddeviatie worden berekend.
    Verder kunnen metingen van verschillende groottes nodig zijn, waaruit de gemeten waarde van de gewenste grootte kan worden berekend volgens gedefinieerde wiskundige relaties.
  8. Overweging van de effecten van beïnvloedende factoren :
    Correctie van systematische meetfouten.
    Afhankelijk van de omstandigheden hoort daar ook een reductie bij , dat wil zeggen een correctie op uniforme voorwaarden.
  9. Bepaling van het volledige meetresultaat:
    Een volledig meetresultaat bestaat uit de meetwaarde (eventueel de gemiddelde waarde uit een of meer meetreeksen of de berekende waarde op basis van andere metingen), aangevuld met kwantitatieve uitspraken over de meetonzekerheid .

Meer termen voor meten

Meetprincipe:

"De wetenschappelijke basis van een meetproces." (VIM: 1994); "Fysieke basis van de meting." (DIN 1319-1: 1995),

z. B. de Lorentzkracht als basis voor een meting van de elektrische stroomsterkte.

Meetmethode

"Speciale meetmethode onafhankelijk van het meetprincipe" (DIN 1319-1),

z. B. doorbuiging meetmethode , nulbalancering meetmethode, verschil meetmethode;

of - volgens een ander, onafhankelijk gezichtspunt - analoge methode, digitale methode, zie hieronder of digitale meettechniek .

Meetmethode

"Praktische toepassing van een meetprincipe en een meetmethode" (DIN 1319-1),

z. B. Bepaling van de massa met een balkbalans en gewichten met behulp van de nulbalansmeetmethode.

Beïnvloedende factor

Grootheid die niet het onderwerp van de meting, maar beïnvloedt de gemeten hoeveelheid of de door de meetinrichting de meetwaarde informatie (conform DIN 1319-1), (zie ook kruisgevoeligheid )

z. B. Omgevingstemperatuur, elektromagnetische veldsterkte.

Meetinstrument, meetinstrument, meetmechanisme

Een meetinstrument wordt gedefinieerd als "een apparaat dat bedoeld is om een ​​meetgrootheid alleen of in combinatie met andere apparatuur te meten" (DIN 1319-1). Voor algemene kenmerken van meetapparatuur, zie meetapparatuur .

Een meetapparaat is vaak onderdeel van een meetapparaat dat wordt gedefinieerd als het "totaliteit van alle meetapparaten en aanvullende apparaten voor het bereiken van een meetresultaat" (ook DIN 1319-1).

De term meetinstrument komt niet voor in de "Glossary of Metrology" [5] , in DIN 1319-1: 1995 is de vertaling van " nl: Meetinstrument " ook een meetinstrument .

Het meetmechanisme is het actieve onderdeel in een mechanisch meetapparaat. Het bewegende element met wijzer en onderdelen die belangrijk zijn voor de werkingsmodus behoren tot het meetmechanisme, b.v. B. permanente magneet , spoel .

Meetobject

"Drager van de meetgrootheid" - "Te meten objecten kunnen lichamen, processen of toestanden zijn." (DIN 1319-1), e. B.

  • de meetgrootheid "volume van een aanwezig vat" is een eigenschap van een gemeten object "vat"
  • de gemeten variabele "fluxdichtheid van een bestaand magnetisch veld" is een eigenschap van een meetobject (toestand) "magnetisch veld".

Onderscheidingen

Directe en indirecte meting

Directe metingen zijn die waarvan de resultaten direct op de meetapparatuur kunnen worden afgelezen, bijvoorbeeld metingen met een liniaal, gradenboog of meetlint .

Bij indirecte meetmethoden is het resultaat pas na enkele tussenstappen beschikbaar (zie meetinstrument ), e. B. Temperatuurbepaling van sterren aan de hand van hun elektromagnetische spectra .

Analoge en digitale meting

In een analoge meting van de meetwaarde door een stap-vrij verwerking van het meetsignaal gedetecteerd in een digitale meting door een stapsgewijze bewerking (DIN 1319-2).

  • Bij een analoge meting wordt vaak een tussenafstand of hoek gegenereerd zodat de gemeten waarde af te lezen is op een schaal met aangepaste schaalverdeling.
  • Bij een digitale meting wordt vaak een tussenvariabele gegenereerd die stapsgewijs kan worden ingesteld of kan worden bepaald door te tellen , zodat de gemeten waarde op een numeriek display kan worden afgelezen op basis van de stappositie of de tellerstand .

Door het "gebruik van telmeetapparatuur wordt tellen in de metrologie steeds meer als een speciaal soort meting gebruikt" (DIN 1319-1).

Voor een meer gedetailleerde vergelijking van deze twee meetmethoden, zie digitale meettechnologie .

Limieten voor metingen

meetbaarheid

Een grootheid kan worden gemeten als er een meetprincipe is waarmee het kan worden gemeten, d.w.z. als het vanuit fysiek oogpunt zinvol kan worden gedefinieerd en daarom bijzonder kwantificeerbaar is . Hieronder vallen ook alle eisen voor de reproduceerbaarheid van het meetresultaat.

Fysieke grootheden kunnen worden gemeten. Sommige niet-fysieke grootheden zijn te herleiden tot fysieke grootheden, zoals volume op geluidsdruk , kleurwaarneming op de verdeling in het lichtspectrum .

Het bepalen van niet-fysieke grootheden, zoals de met statistische methoden verkregen inflatie , het intelligentiequotiënt of klanttevredenheid, wordt ook wel meten genoemd. Vanuit fysiek oogpunt wordt dit meestal betwist omdat een fysiek gedefinieerde eenheid ontbreekt. Zie ook: operationaliseren (meetbaar maken)

Een kenmerk dat alleen subjectief kan worden beoordeeld, zoals: B. Schoonheid (zoals een kleur) of sluwheid wordt niet algemeen erkend en alleen om die reden niet gekwantificeerd.

Waarden die te klein zijn om met de huidige methoden te meten, worden soms "onmeetbaar" genoemd, maar zijn simpelweg "niet detecteerbaar".

Fysieke grenzen

In de Kopenhagen-interpretatie van de kwantummechanica neemt de meting een cruciale plaats in. Dit komt tot uiting in het feit dat er naast de Schrödingervergelijking , die het tijdsverloop van een kwantummechanische toestand beschrijft, er ook specifieke wetten zijn die het gedrag van het systeem tijdens een kwantummechanische meting regelen. De onzekerheidsrelatie beschrijft ook een fundamentele limiet voor metingen, ongeacht de nauwkeurigheid van het apparaat. Maar zelfs in de klassieke natuurkunde zijn er grenzen aan de nauwkeurigheid van metingen, aangezien elke meting een interactie moet zijn. Een bekend voorbeeld van de invloed van de meting zelf op het meetobject komt uit de elektrotechniek, zie terugkoppelingsafwijking . Dit betekent dat de nullastspanning van een echte spanningsbron niet exact kan worden gemeten met echte meetapparatuur.

Houd er ook rekening mee dat de lichtsnelheid een eindige waarde heeft, zodat de informatie tijd nodig heeft om van het waargenomen object naar het observerende onderwerp te komen. Men ziet dus altijd een beeld van het verleden en kan niet waarnemen wat er precies op het moment van de meting gebeurt. Zelfs de term "aanwezig" (volgens de relativiteitstheorie ) kan niet hetzelfde zijn voor twee waarnemers wanneer ze tegen elkaar in bewegen.

Meer informatie in trefwoorden

web links

WikiWoordenboek: Meting - uitleg van betekenissen, woordoorsprong, synoniemen, vertalingen

zwellen

  1. ↑ a b c DIN 1319-1: 1995; Nee. 2.1
  2. ^ Bortz, J. & Döring, N.: Onderzoeksmethoden en evaluatie voor menselijke en sociale wetenschappers. Springer, Heidelberg 2006, ISBN 978-3-540-33305-0 , blz. 65.
  3. ↑ DIN EN ISO 80000-1: 2013-08 Maten en eenheden - algemeen .
  4. ↑ DIN EN ISO 80000-11: 2013-08 Maten en eenheden - parameters van het dimensienummer .
  5. ↑ Woordenlijst van metrologie
Opgehaald van " https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Messung&oldid=214551722 "