Измерительный прибор – это прибор для измерения физических величин . В физических науках , обеспечении качества и технике измерение — это деятельность по получению и сравнению физических величин объектов и событий реального мира . В качестве единиц измерения используются установленные стандартные объекты и события , а процесс измерения дает число, связывающее изучаемый объект и указанную единицу измерения. Измерительные инструменты и формальные методы испытаний , определяющие использование инструментов, являются средствами, с помощью которых получаются эти соотношения чисел. Все измерительные приборы подвержены различной степени погрешностей и неопределенности измерений . Эти инструменты могут варьироваться от простых предметов, таких как линейки и секундомеры, до электронных микроскопов и ускорителей частиц . Виртуальное приборостроение широко используется при разработке современных средств измерений.
В прошлом распространенным прибором для измерения времени были солнечные часы . Сегодня привычными приборами для измерения времени являются часы . Для высокоточного измерения времени используются атомные часы . Секундомеры также используются для измерения времени в некоторых видах спорта.
Энергия измеряется энергосчетчиком. Примеры счетчиков энергии включают в себя:
Счетчик электроэнергии измеряет энергию непосредственно в киловатт-часах .
Газовый счетчик измеряет энергию косвенно, записывая объем использованного газа. Затем эту цифру можно преобразовать в меру энергии, умножив ее на теплоту сгорания газа.
Физическую систему , которая обменивается энергией, можно описать количеством энергии, обмениваемой за интервал времени , также называемым мощностью или потоком энергии.
Диапазоны значений мощности см. в разделе: Порядки величины (степень) .
Действие описывает энергию, суммированную за время, в течение которого длится процесс ( интеграл времени по энергии). Его размерность такая же, как у углового момента .
Диапазоны значений длины см.: Порядки величины (длины).
Диапазоны значений площади см.: Порядки величины (площадь).
Если известна массовая плотность твердого тела, взвешивание позволяет вычислить объем.
Диапазоны значений объема см.: Порядки величины (объема).
См. также раздел о навигации ниже.
Сюда входят основные величины, встречающиеся в классической механике и механике сплошных сред ; но стремится исключить вопросы или количества, связанные с температурой.
Диапазоны значений скорости см. в разделе: Порядки величины (скорость).
Диапазоны значений массы см.: Порядки величины (массы).
Диапазоны значений давления см.: Порядки величины (давление).
Диапазоны значений угловой скорости см.: Порядки величины (угловая скорость).
Информацию о диапазонах частот см.: Порядки величины (частоты).
Соображения, связанные с электрическим зарядом, доминируют в электротехнике и электронике . Электрические заряды взаимодействуют посредством поля . Это поле называется электрическим полем. Если заряд не движется. Если заряд движется, создавая тем самым электрический ток, особенно в электрически нейтральном проводнике, то это поле называется магнитным . Электриству можно придать качество — потенциал . А электричество обладает свойством, подобным веществу, — электрическим зарядом. Энергия (или мощность) в элементарной электродинамике рассчитывается путем умножения потенциала на количество заряда (или тока), обнаруженного в этом потенциале: потенциал, умноженный на заряд (или ток). (См. Классический электромагнетизм и Ковариантная формулировка классического электромагнетизма )
Диапазоны значений заряда см. в разделе: Порядки величины (заряда).
См. также соответствующий раздел в статье о магнитном поле .
Информацию о диапазонах магнитного поля см.: Порядки величины (магнитное поле).
Соображения, связанные с температурой , доминируют в термодинамике. Есть два различных тепловых свойства: Тепловой потенциал — температура. Например: раскаленный уголь имеет другие термические свойства, чем несветящийся.
И свойство, подобное субстанции, — энтропия ; например: Один тлеющий уголь не нагреет кастрюлю с водой, а сотня — нагреет.
Энергия в термодинамике рассчитывается путем умножения теплового потенциала на количество энтропии, обнаруженной в этом потенциале: температура, умноженная на энтропию.
Энтропия может быть создана трением, но не уничтожена.
См. также Измерение температуры и Категория:Термометры . Более технически связанными могут быть методы термического анализа в материаловедении .
Диапазоны значений температуры см.: Порядки величины (температура).
Это включает в себя тепловую массу или температурный коэффициент энергии, энергию реакции, тепловой поток ... Калориметры называются пассивными, если они предназначены для измерения выходящей энергии, переносимой энтропией, например, в результате химических реакций. Калориметры называются активными или нагреваемыми, если они нагревают образец, или переформулированными: если они рассчитаны на заполнение образца определенным количеством энтропии.
Энтропия доступна косвенно путем измерения энергии и температуры.
Значение энергии калориметра с фазовым переходом, деленное на абсолютную температуру, дает обменную энтропию. Фазовые изменения не производят энтропии и поэтому предлагают себя в качестве концепции измерения энтропии. Таким образом, значения энтропии возникают косвенно, путем обработки измерений энергии при определенных температурах, без создания энтропии.
Данный образец охлаждается до (почти) абсолютного нуля (например, путем погружения образца в жидкий гелий). Предполагается, что при абсолютной нулевой температуре любой образец не содержит энтропии ( дополнительную информацию см. в Третьем законе термодинамики ). Затем можно использовать следующие два типа активных калориметров для наполнения образца энтропией до тех пор, пока не будет достигнута желаемая температура: (см. также Термодинамические базы данных для чистых веществ )
Процессы передачи энергии от нетеплового носителя к теплу в качестве носителя действительно производят энтропию (Пример: механическое/электрическое трение, установленное графом Рамфордом ). Измеряется либо произведенная энтропия или тепло (калориметрия), либо может быть измерена переданная энергия нетеплового носителя.
Энтропия, понижающая его температуру - без потери энергии - производит энтропию (Пример: теплопроводность в изолированном стержне; «тепловое трение»).
Для данного образца – коэффициент пропорциональности, связывающий изменение температуры и энергию, переносимую теплом. Если образец представляет собой газ, то этот коэффициент существенно зависит от того, измеряется ли он при постоянном объеме или при постоянном давлении. (Терминологическое предпочтение в заголовке указывает на то, что классическое использование тепла исключает его свойства, подобные веществам.)
Температурный коэффициент энергии, деленный на веществоподобную величину ( количество вещества , массу , объем ), описывающую образец. Обычно рассчитывается на основе измерений делением или может быть измерено непосредственно с использованием единицы количества этой выборки.
Диапазоны удельной теплоемкости см.: Порядки (удельная теплоемкость).
См. также Термический анализ , Тепло .
Сюда входят в основном инструменты, измеряющие макроскопические свойства материи: в области физики твердого тела ; в физике конденсированного состояния , которая рассматривает твердые тела, жидкости и промежуточные вещества, демонстрирующие, например, вязкоупругое поведение. Кроме того, изучается механика жидкости , где изучаются жидкости, газы , плазма и промежуточные вещества, такие как сверхкритические жидкости .
Это относится к плотности частиц жидкостей и компактных твердых тел, таких как кристаллы, в отличие от объемной плотности зернистых или пористых твердых тел.
Диапазоны значений плотности см.: Порядки величины (плотность).
В этом и последующих разделах представлены инструменты из широкой области Категория:Материаловедение , материаловедение .
Такие измерения также позволяют получить доступ к значениям молекулярных диполей .
Другие методы смотрите в разделе статьи о магнитной восприимчивости .
См. Также Категория: Электрические и магнитные поля в материи.
Фазовые превращения, такие как изменения агрегатного состояния , химические реакции или ядерные реакции , превращающие вещества из реагентов в продукты или диффузия через мембраны , имеют общий энергетический баланс. Балансы молярной энергии, особенно при постоянном давлении и постоянной температуре, определяют понятие потенциала вещества, химического потенциала или молярной энергии Гиббса , что дает энергетическую информацию о том, возможен ли процесс или нет - в закрытой системе .
Энергетические балансы, включающие энтропию, состоят из двух частей: баланса, который учитывает измененное содержание энтропии в веществах, и другого баланса, который учитывает энергию, высвобождаемую или забираемую самой этой реакцией, - изменение энергии Гиббса . Сумма энергии реакции и энергии, связанной с изменением содержания энтропии, также называется энтальпией . Часто вся энтальпия переносится энтропией и, таким образом, может быть измерена калориметрически.
Для стандартных условий химических реакций в таблице приведены либо молярное содержание энтропии, либо молярная энергия Гиббса относительно некоторой выбранной нулевой точки. Или молярное содержание энтропии и молярная энтальпия относительно некоторого выбранного нуля сводятся в таблицу. (См. Стандартное изменение энтальпии образования и Стандартную молярную энтропию )
Потенциал вещества окислительно -восстановительной реакции обычно определяют электрохимическим бестоковым способом с использованием обратимых ячеек .
Другие значения могут быть определены косвенно с помощью калориметрии. Также путем анализа фазовых диаграмм.
(См. также «Спектроскопия» и «Список методов анализа материалов» .)
Микрофоны вообще, иногда их чувствительность повышается за счет принципа отражения и концентрации, реализованного в акустических зеркалах .
( люксметр см . в разделе о человеческих чувствах и человеческом теле)
См. также Категория: Оптические устройства.
Мера полной мощности излучаемого света.
Ионизирующее излучение включает в себя лучи «частиц», а также лучи «волн». В частности, рентгеновские и гамма-лучи передают достаточно энергии в нетепловых процессах (одиночных) столкновений, чтобы отделить электрон(ы) от атома.
Это могут быть химические вещества , лучи любого типа, элементарные частицы и квазичастицы . Многие измерительные устройства, не входящие в этот раздел, могут использоваться или, по крайней мере, стать частью процесса идентификации. Для идентификации и содержания химических веществ см. также «Аналитическая химия» , «Список методов химического анализа» и «Список методов анализа материалов» .
Фотометрия – это измерение света с точки зрения его воспринимаемой человеческим глазом яркости . Фотометрические величины получаются из аналогичных радиометрических величин путем взвешивания вклада каждой длины волны с помощью функции яркости , которая моделирует спектральную чувствительность глаза . Диапазоны возможных значений см. в порядке величин: освещенность , яркость и световой поток .
Приборы радара с синтезированной апертурой (SAR) измеряют яркость радара, поперечное сечение радара (RCS) , которое является функцией отражательной способности и влажности отображаемых объектов на длинах волн, которые слишком велики для восприятия человеческим глазом. Черные пиксели означают отсутствие отражательной способности (например, водные поверхности), белые пиксели означают высокую отражательную способность (например, городские районы). Цветные пиксели можно получить путем объединения трех изображений в оттенках серого, которые обычно интерпретируют поляризацию электромагнитных волн. Комбинация RGB = HH-HV-VV объединяет радиолокационные изображения волн, отправленных и полученных горизонтально (HH), отправленных горизонтально и принятых вертикально (HV) и отправленных и полученных вертикально (VV). Калибровка таких приборов осуществляется путем визуализации объектов (калибровочных целей), радиолокационная яркость которых известна.
Параметры, связанные с кровью, указаны в анализе крови .
См. также: Категория: Физиологические инструменты и Категория: Медицинское испытательное оборудование .
См. также Категория: Метеорологические приборы и оборудование .
См. также Категории:Навигационное оборудование и Категория:Навигация . См. также Геодезические инструменты .
См. также Астрономические инструменты и Категория: Астрономические обсерватории .
Некоторые инструменты, такие как телескопы и морские навигационные приборы, на протяжении многих столетий использовались в военных целях. Однако роль инструментов в военном деле возросла в геометрической прогрессии с развитием технологий посредством прикладной науки, которое началось в середине XIX века и продолжается до сих пор. Военные инструменты как класс основаны на большинстве категорий инструментов, описанных в этой статье, таких как навигация, астрономия, оптика и визуализация, а также кинетика движущихся объектов. Общие абстрактные темы, которые объединяют военные инструменты, - это видение вдаль, видение в темноте, знание географического положения объекта, а также знание и контроль пути и пункта назначения движущегося объекта. К особым характеристикам этих инструментов можно отнести простоту использования , скорость , надежность и точность .
Альтернативное написание « -метр » никогда не используется при упоминании измерительного прибора.
СМИ, связанные с измерительными приборами, на Викискладе?
