علم (المترولوجيا)

الهندسه الميكانيكيه

ما هو القياس (المترولوجيا) ؟
 
عرف علم القياس (المترولوجيا Metrology ) في القاموس الدولي للقياسات 1993 م

بأنه " علم إجراء عملية القياس مع تحديد نسبة الخطأ المترتبة على عملية القياس ."

The International Vocabulary of Metrology (VIM- 1993) defines metrology as the Science of measurements associated to the evaluation of its uncertainty.

 

ا - العناصر الأساسية لعلم القياسات   Basic Components of Metrology

من هذا التعريف نلاحظ أن لعلم القياسات ثلاثة عناصر أساسية :

  • عملية القياس  Measurement
  • نظام وحدات القياس الدولي International System of Units  - SI
  • مرجعية عملية القياس Traceability

ب - عملية القياس :(Measurement)
تعرف عملية القياس بأنها : عملية مقارنة بين البعد المراد قياسه و وحدة قياس معلومة مجسدة في جهاز قياس.


تحتوي نتيجة عملية القياس على  معلومات أساسية و هي :

  • القيمة العددية التي من خلالها يحدد وصف للبعد أو الخاصية المقاسة.
  • وحدة قياس مناسبة متفق عليها في إطار نظام وحدات القياس الدولي.
  • نسبة خطأ معينة, بحيث أن كل عملية قياس إلا و بها نسبة أخطاء معينة تعود لأسباب متعلقة بالجهاز أو مستعمل الجهاز و طريقة و ظروف استعماله.

خلال إجراء عملية القياس في المختبرات و في ورش التشغيل تكمن مهمة المهندس و الفني في تحديد قيم الأبعاد بالنسبة لوحدة القياس الدولية بالدقة اللازمة و اتخاذ جميع التدابير للحيلولة دون وقوع أخطاء قياس بنسب كبيرة. من بين أهم هذه الإجراءات العملية نذكر ما يلي:

  1. المحافظة على جهاز القياس في حالة عملية جيدة و عدم تعرضه لأي شيء قد يخربه.
  2. المحافظة على بيئة عمل خاصة (درجة حرارة = 20 ْ , درجة رطوبة = 50% و محيط نظيف).
  3. اتخاذ جميع الاحتياطات لإجراء قراءة نتيجة القياس الصحيحة (القراءة العمودية على الجهاز الخ..).
  4. استعمال وحدة القياس المناسبة.
  5. المعايرة الدورية لجهاز القياس و هذا بمقارنته مع معايير معلومة.

    وحدات القياس الدولية   International System of Units
     
    لقد استعمل الإنسان منذ فجر التاريخ القياسات لتحديد و معرفة العوامل الفيزيائية المتواجدة في محيطه. و لتحديد ذلك كان توجهه إلى استعمال وحدات قياس طبيعية مستقاة من محيطه المعهود. فقد استعمل الذراع و القدم لتحديد الأبعاد و الأطوال كما استعمل وحدة الزمن المتمثلة في الليلة و اليوم لتحديد المسافات البعيدة. كانت هذه المعايير و وحدات القياس كافية في العصور الأولى من التاريخ البشري رغم تنوعها و اختلافها من مكان إلى آخر. و مع التقدم الصناعي الذي واكب الثورة الصناعية مع مطلع القرن الثامن عشر الميلادي أصبحت هذه المعايير و وحدات القياس لا تفي بالغرض. و قد دفعت ظروف الحرب العالمية الثانية إلى تطور صناعي مذهل كان أساسه تبادلية المنتجات الصناعية مما أبرز الحاجة الماسة إلى توحيد نظم القياس على المستوى الدولي. انبثق عن هذا النظام الدولي لوحدات القياس International System of Units - SI المتفق عليه في المؤتمر الدولي للقياسات في سنة 1960 م. يحدد هذا النظام وحدات قياس الكميات الطبيعية التي نتعامل معها في حياتنا الصناعية, الاقتصادية و الاجتماعية.
    يحتوي النظام الدولي لوحدات القياس على وحدات أساسية مبينة في الجدول 1 و وحدات مشتقة مبينة في الجدول 2. 

     الوحدات الاساسية  SI Base Units
                                      جدول 1
الكمية المقاسة   Measured Quantity
الوحدة
الرمز
الطول أو البعد
Length
المتر
meter
م
m
الكتلة
Mass
الكيلوجرام
Kilogram
كلج
Kg
الزمن
Time
الثانية
Second
ث
s
درجة الحرارة
Temperature
درجة الكلفين
Kelvin

K
التيار الكهربائي
Electrical Current
الأمبير
Ampere

A
كمية المادة
Quantity of matter
ألمول
Mole

mol
شدة الاستضاءة
Luminosity
القنديلة
Candela

Cd
الزاوية المسطحة
Plane angle
الراديان
Radian

rd
   

لكل وحدة من الوحدات الأساسية معيار دولي معرف بدقة متناهية و محفوظ من طرف المنظمة العالمية للمقاييس International Standards Organization ISO . يستعمل هذا المعيار الدولي لمعايرة المعايير الوطنية الموجودة على مستوى مختلف دول العالم و المحفوظة من طرف الهيئات الوطنية للمقاييس و المواصفات مثل الهيئة العربية السعودية للمقاييس Saudi Arabian Standards Organization SASO.


الوحدات المستنبطة Derived Units

من الوحدات الأساسية يمكن استنباط وحدات عملية أخرى تسمى بالوحدات المشتقة. تشتق هذه الوحدات عن طريق القوانين الفيزيائية التي تحكم الكمية المدروسة. الجدول 2 يمثل بعض الوحدات المشتقة التي نستعملها بكثرة في واقعنا الصناعي.

الكمية المقاسة   Measured Quantity
الوحدة من القانون الفيزيائي
الرمز
المساحة
Surface
الطول x الطول
m2
الحجم Volume
الطول x الطول x  الطول
m3
السرعة الخطية Speed
الطول / الزمن
 m/s
الذبذبة Frequency
1 / الزمن
 Hz
الكثافة Density
الكتلة / الحجم
 kg/m3
التسارع Acceleration
السرعة / الزمن
m/s2
القوة Force
الكتلة x التسارع
N
الضغط Pressure
القوة / المساحة
 N/m2
التدفق Flow Rate
الحجم / الزمن
m3/s

عمليا تستعمل بعض أجزاء أو مضاعفات وحدة القياس و هي مبينة على الجدول 3.

  • الجدول 3 - مضاعفات و أجزاء الوحدات الأساسية المعتمدة
    اســم المعامل   Prefix الرمز معامل الضرب
    التيرا           Tera T 1012
    الجيقا           Giga G 109
      الميجا         Mega M 106
     الكيلو            kilo k 103
    الوحدة الأساسية       Base Unit
    السنتي        centi- c 10-2
     الميلي         milli- m 10-3
    الميكرو       micro- µ 10-6
    النانو        nano- n 10-9
    البيكو        pico- p 10-12

حسب النظام الدولي للمقاييس SI ففي المختبرات و ورش الميكانيكا نستعمل وحدة المتر في قياس الأبعاد و الأطوال كوحدة أساسية. إلا أنه عمليا كثيرا ما نستعمل وحدة المليمتر أو السنتيمتر و هي معرفة كما يلي:

1 mm = 1/1000 m = 10-3 m

1 cm = 1/100 m = 10-2 m
  • وحدات القياس في النظام الإنجليزي English Units
إن وحدة المتر المستعملة في النظام الدولي أخذت من النظام المتري الفرنسي. و بالموازاة مع هذا النظام يوجد هناك النظام الإنجليزي الذي ما زال مستعملا بصورة أقل شمولية من النظام الدولي. يعتمد النظام 
 الإنجليزي على وحدات القياس التالية: الميل , الياردة , القدم و البوصة. و هي معرفة كما يلي:

الوحدة الانجليزية
 رمزها و قيمتها
قيمتها في نظام الدولي SI
الميل
miles
1 mile = 1760 yard
1 mile = 1.609 km
الياردة
 yard
1 yard = 3 ft
1yd = 91.44 cm
القدم
 foot
1 ft = 12 in
1 ft = 30.48 cm
البوصة *
 inch in
1 in = 25.4 mm
تعتبر وحدة البوصة من بين الوحدات المعمول بها في المجال الصناعي. لذا نجد أن معظم أجهزة قياس الأبعاد مثل المسطرة الحديدية أو القدمة ذات الورنية مدرجة بهذه الوحدة إضافة إلى وحدة المليمتر.

أجزاء البوصة هي :

1/128 , 1/64 , 1/32 , 1/16 , 1/8 , 1/4 , 1/2 , 5/8 , 3/4 , 7/8 .

مرسلة بواسطة
التسميات:

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

الاشتراك في: تعليقات الرسالة (Atom)