Đo lường khoa học là gì Phương pháp đo lường là gì

Ví dụ việc phát minh ra phương pháp biến đổi Furiê nhanh đã giúp cho các nhà đo lường phân tích phổ một tín hiệu đo với một dải tần ngày càng cao và xác định được hàm mật độ phổ một cách nhanh chóng, mở ra một phương pháp đo lường hiện đại, đó là đo lường toán học logic mà cốt lõi của nó là đo lường angorit trong đó bao hàm cả việc gia công kết quả đo lường.
 
Đối với các đại lượng đo phi vật lý, lý thuyết đo lường cơ sở chú ý đến việc xác định các đặc trưng phi vật lý (ví dụ lượng thông tin hay các đặc trưng thống kê…) những phát minh về mặt toán học đã đặt cơ sở cho lý thuyết đo các đại lượng phi vật lý mà ta gọi đó là đo lường tâm lý.
 
Lý thuyết đo lường ứng dụng

Lý thuyết đo lường ứng dụng tập trung nghiên cứu các phép đo trong thực tế, các bài toán cụ thể được đặt ra cho kỹ thuật nói chung và kỹ thuật đo lường nói riêng.
 
Ví dụ việc nghiên cứu chế tạo các chuẩn đơn vị đo lường (trước đây là hệ mét, hệ tuyệt đối Gause và ngày nay là hệ đo lường quốc tế SI) để bảo đảm sự thống nhất đo lường trên toàn thế giới. Xung quanh bài toán đó trong khoa học ngày nay hình thành một lĩnh vực được gọi là đo lường học (Metrology).
 
Đo lường học là một khoa học về các phép đo, về phương pháp và phương tiện đo để đảm bảo cho các quá trình đo được thống nhất và các phương pháp nhằm đạt được độ chính xác yêu cầu. Đo lường học đóng vai trò to lớn trong việc xây dựng phương pháp thiết bị đo và giải quyết hầu hết các bài toán đặt ra của kỹ thuật đo lường.
 
Khoa học và kỹ thuật ngày càng phát triển, việc ứng dụng các thành tựu của máy tính và điều khiển học kỹ thuật trong đo lường đã làm xuất hiện một lĩnh vực mới trong đo lường ứng dụng đó là đo lường tự động.
 
Kiểm định – hiệu chuẩn phương pháp đo lường

Nội dung của đo lường tự động đó là con người ít can thiệp vào. Mọi thao tác đo lường và xử lý thông tin hoàn toàn tự động, sự xuất hiện các thiết bị đo thông minh, các hệ thống thông tin đo lường và điều khiển thông mình, việc truyền tín hiệu đi xa bằng kỹ thuật số và các phương tiện hiện đại như cáp quang hay vô tuyến đã tạo ra các hệ thống đo và điều khiển từ xa rất hiệu quả và tiện lợi.
 
Như vậy lý thuyết đo lường ứng dụng hiện đại bao gồm 2 hướng phát triển hỗ trợ cho nhau là đo lường học và đo lường tự động. Cả hai hướng đều phản ánh 2 quá trình quan trọng nhất trong kỹ thuật đo lường đó là quá trình vật lý (sử dụng những thành tựu của vật lý để hoàn thiện thiết bị đo và quá trình tự động hoá. Sử dụng các phương pháp đo tự động trong điều khiển sản xuất công nghiệp).

Cùng với đo lường cơ sở, đo lường ứng dụng ngày càng phát triển tạo thành ngành kỹ thuật đo lường là một ngành học công nghệ cao, nó có mặt ở khắp mọi nơi, ở mọi lĩnh vực của kinh tế quốc dân và đời sống xã hội. Sự phát triển của nó có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển khoa học – kỹ thuật, đưa lại lợi ích to lớn cho xã hội.
 
Để hiểu rõ hơn về ngành kỹ thuật đo lường, ta quan tâm trước tiên là các đặc trưng của nó. Đó là những yếu tố tối cần thiết không thể thiểu được của kỹ thuật đo. Những đặc trưng đó là: đại lượng cần đo, điều kiện đo, đơn vị đo, phương pháp đo, thiết bị đo, người quan sát hoặc các thiết bị thu nhận kết quả đo.
 
Xem xét từng đặc trưng đo lường

– Đại lượng đo: Là một thông số đặc trưng cho đại lượng vật lý cần đo. Theo tính chất thay đổi của đại lượng đo có thể chia chúng thành 2 loại đó là đại lượng đo tiền định và đại lượng đo ngẫu nhiên. Đại lượng đo tiền định là đại lượng đo đã biết trước quy luật thay đổi theo thời gian của chúng, nhưng một hoặc nhiều thông số của chúng chưa cần phải đo.
 
Đại lượng đo tiền định thường là tín hiệu một chiều hay xoay chiều hình sin hay xung vuông. Các thông số cần được đo thường là biên độ, tần số, góc pha… của tín hiệu đo. Đại lượng đo ngẫu nhiên là đại lượng đo mà sự thay đổi theo thời gian không theo một quy luật nào cả. Nếu ta lấy bất kỳ giá trị nào của tín hiệu thì ta đều nhận được đại lượng ngẫu nhiên.Ta thấy trong thực tế số các đại lượng đo đều là ngẫu nhiên.
 
Tuy nhiên ở một chừng mực nào đó ta có thể giả thiết rằng suốt thời gian tiến hành một phép đo đại lượng đo phải không đổi hoặc thay đổi theo quy luật đã biết (tức là đại lượng đo tiền định) hoặc tín hiệu phải thay đổi chậm. Vì thế nếu đại lượng đo ngẫu nhiên có tần số thay đổi nhanh sẽ không thể đo được bằng các phép đo thông thường. Trong trường hợp này ta phải sử dụng một phương pháp đo đặc biệt đó là đo lường thống kê.
 
Theo cách biến đổi đại lượng đo mà ta có thể chia thành đại lượng đo liên tục hay đại lượng đo tương tự (analog) và đại lượng đo rời rạc hay đại lượng đo số (digital). Đại lượng đo tương tự tức là biến đổi nó thành một đại lượng đo khác tương tự nó. Ứng với đại lượng đo này người ta thường chế tạo các dụng cụ đo tương tự. Ví dụ một ampemét có kim chỉ tương ứng với cường độ dòng điện. Còn đại lượng đo số tức là biến đổi từ đại lượng tương tự thành đại lượng số. Ứng với đại lượng đo này người ta thường chế tạo các dụng cụ đo số.
 
Theo bản chất của đại lượng đo ta có thể chia thành:

Ví dụ việc phát minh ra phương pháp biến đổi Furiê nhanh đã giúp cho các nhà đo lường phân tích phổ một tín hiệu đo với một dải tần ngày càng cao và xác định được hàm mật độ phổ một cách nhanh chóng, mở ra một phương pháp đo lường hiện đại, đó là đo lường toán học logic mà cốt lõi của nó là đo lường angorit trong đó bao hàm cả việc gia công kết quả đo lường.Đối với các đại lượng đo phi vật lý, lý thuyết đo lường cơ sở chú ý đến việc xác định các đặc trưng phi vật lý (ví dụ lượng thông tin hay các đặc trưng thống kê…) những phát minh về mặt toán học đã đặt cơ sở cho lý thuyết đo các đại lượng phi vật lý mà ta gọi đó là đo lường tâm lý.Lý thuyết đo lường ứng dụng tập trung nghiên cứu các phép đo trong thực tế, các bài toán cụ thể được đặt ra cho kỹ thuật nói chung và kỹ thuật đo lường nói riêng.Ví dụ việc nghiên cứu chế tạo các chuẩn đơn vị đo lường (trước đây là hệ mét, hệ tuyệt đối Gause và ngày nay là hệ đo lường quốc tế SI) để bảo đảm sự thống nhất đo lường trên toàn thế giới. Xung quanh bài toán đó trong khoa học ngày nay hình thành một lĩnh vực được gọi là đo lường học (Metrology).Đo lường học là một khoa học về các phép đo, về phương pháp và phương tiện đo để đảm bảo cho các quá trình đo được thống nhất và các phương pháp nhằm đạt được độ chính xác yêu cầu. Đo lường học đóng vai trò to lớn trong việc xây dựng phương pháp thiết bị đo và giải quyết hầu hết các bài toán đặt ra của kỹ thuật đo lường.Khoa học và kỹ thuật ngày càng phát triển, việc ứng dụng các thành tựu của máy tính và điều khiển học kỹ thuật trong đo lường đã làm xuất hiện một lĩnh vực mới trong đo lường ứng dụng đó là đo lường tự động.Nội dung của đo lường tự động đó là con người ít can thiệp vào. Mọi thao tác đo lường và xử lý thông tin hoàn toàn tự động, sự xuất hiện các thiết bị đo thông minh, các hệ thống thông tin đo lường và điều khiển thông mình, việc truyền tín hiệu đi xa bằng kỹ thuật số và các phương tiện hiện đại như cáp quang hay vô tuyến đã tạo ra các hệ thống đo và điều khiển từ xa rất hiệu quả và tiện lợi.Như vậy lý thuyết đo lường ứng dụng hiện đại bao gồm 2 hướng phát triển hỗ trợ cho nhau là đo lường học và đo lường tự động. Cả hai hướng đều phản ánh 2 quá trình quan trọng nhất trong kỹ thuật đo lường đó là quá trình vật lý (sử dụng những thành tựu của vật lý để hoàn thiện thiết bị đo và quá trình tự động hoá. Sử dụng các phương pháp đo tự động trong điều khiển sản xuất công nghiệp).Cùng với đo lường cơ sở, đo lường ứng dụng ngày càng phát triển tạo thành ngành kỹ thuật đo lường là một ngành học công nghệ cao, nó có mặt ở khắp mọi nơi, ở mọi lĩnh vực của kinh tế quốc dân và đời sống xã hội. Sự phát triển của nó có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển khoa học – kỹ thuật, đưa lại lợi ích to lớn cho xã hội.Để hiểu rõ hơn về ngành kỹ thuật đo lường, ta quan tâm trước tiên là các đặc trưng của nó. Đó là những yếu tố tối cần thiết không thể thiểu được của kỹ thuật đo. Những đặc trưng đó là: đại lượng cần đo, điều kiện đo, đơn vị đo, phương pháp đo, thiết bị đo, người quan sát hoặc các thiết bị thu nhận kết quả đo.- Đại lượng đo: Là một thông số đặc trưng cho đại lượng vật lý cần đo. Theo tính chất thay đổi của đại lượng đo có thể chia chúng thành 2 loại đó là đại lượng đo tiền định và đại lượng đo ngẫu nhiên. Đại lượng đo tiền định là đại lượng đo đã biết trước quy luật thay đổi theo thời gian của chúng, nhưng một hoặc nhiều thông số của chúng chưa cần phải đo.Đại lượng đo tiền định thường là tín hiệu một chiều hay xoay chiều hình sin hay xung vuông. Các thông số cần được đo thường là biên độ, tần số, góc pha… của tín hiệu đo. Đại lượng đo ngẫu nhiên là đại lượng đo mà sự thay đổi theo thời gian không theo một quy luật nào cả. Nếu ta lấy bất kỳ giá trị nào của tín hiệu thì ta đều nhận được đại lượng ngẫu nhiên.Ta thấy trong thực tế số các đại lượng đo đều là ngẫu nhiên.Tuy nhiên ở một chừng mực nào đó ta có thể giả thiết rằng suốt thời gian tiến hành một phép đo đại lượng đo phải không đổi hoặc thay đổi theo quy luật đã biết (tức là đại lượng đo tiền định) hoặc tín hiệu phải thay đổi chậm. Vì thế nếu đại lượng đo ngẫu nhiên có tần số thay đổi nhanh sẽ không thể đo được bằng các phép đo thông thường. Trong trường hợp này ta phải sử dụng một phương pháp đo đặc biệt đó là đo lường thống kê.Theo cách biến đổi đại lượng đo mà ta có thể chia thành đại lượng đo liên tục hay đại lượng đo tương tự (analog) và đại lượng đo rời rạc hay đại lượng đo số (digital). Đại lượng đo tương tự tức là biến đổi nó thành một đại lượng đo khác tương tự nó. Ứng với đại lượng đo này người ta thường chế tạo các dụng cụ đo tương tự. Ví dụ một ampemét có kim chỉ tương ứng với cường độ dòng điện. Còn đại lượng đo số tức là biến đổi từ đại lượng tương tự thành đại lượng số. Ứng với đại lượng đo này người ta thường chế tạo các dụng cụ đo số.Theo bản chất của đại lượng đo ta có thể chia thành: