Точность измерений

«Ловцы» микронов

Для современного человека измерения играют такую же важную роль, как, скажем, письменность, музыка или живопись. Измерения  —  это  тоже  одно из средств  познания  окружающего. В повседневной жизни мы производим измерения  постоянно,  зачастую  бессознательно, по привычке, так же, как пользуемся родным языком и всем тем, к чему учены с детства.

Проснувшись утром и посмотрев часы, мы делаем первое в наступающем дне измерение — определяем время. Спускаясь со второго этажа по лестнице на улицу, мы не спотыкаемся о ступеньки потому, что точно оцениваем (а значит, измеряем) расстояния между ступеньками делаем соответствующие им шаги. На улице мы ускоряем шаг и даже пускаемся бежать к автобусной остановке, безошибочно оценивая (то есть измеряя), что расстояние до остановки велико, а времени — мало, чтобы успеть на автобус шагом. После работы мы заходим в магазин, где по шей просьбе продавцы взвешивают колбасу, отмеряют ткань, отсчитывают нужное количество  электролампочек  —  одним словом, производят самые разнообразные измерения. Даже такая на первый взгляд далекая  от  измерений  операция, чаепитие, не обходится без измерения, ведь, опуская в чашку чая сахар по вкусу, мы занимаемся не чем иным, как измерением нашего вкуса.

 

«Ловцы» микронов

Для современного человека измерения играют такую же важную роль, как, скажем, письменность, музыка или живопись. Измерения  —  это  тоже  одно из средств  познания  окружающего. В повседневной жизни мы производим измерения  постоянно,  зачастую  бессознательно, по привычке, так же, как пользуемся родным языком и всем тем, к чему учены с детства.

Проснувшись утром и посмотрев часы, мы делаем первое в наступающем дне измерение — определяем время. Спускаясь со второго этажа по лестнице на улицу, мы не спотыкаемся о ступеньки потому, что точно оцениваем (а значит, измеряем) расстояния между ступеньками делаем соответствующие им шаги. На улице мы ускоряем шаг и даже пускаемся бежать к автобусной остановке, безошибочно оценивая (то есть измеряя), что расстояние до остановки велико, а времени — мало, чтобы успеть на автобус шагом. После работы мы заходим в магазин, где по шей просьбе продавцы взвешивают колбасу, отмеряют ткань, отсчитывают нужное количество  электролампочек  —  одним словом, производят самые разнообразные измерения. Даже такая на первый взгляд далекая  от  измерений  операция, чаепитие, не обходится без измерения, ведь, опуская в чашку чая сахар по вкусу, мы занимаемся не чем иным, как измерением нашего вкуса.

Войдя в повседневную жизнь, измерения, конечно, не могли не затронуть нас и технику. Потребность в технических измерениях появилась у человека так давно, что момент ее  возникновения теряется в глубинах тысячелетий. Раньше всего человеку потребовалось измерять время, затем   площади  земельных  участков, величину различных предметов, расстояние, длину, углы, массу и т. д. Вместе человеческим обществом измерения прошли  долгий путь развития от примитивных до самых сложных и точных, которыми человек владеет сегодня.

Требования к точности измерений непрерывно повышаются по мере развить науки и техники. И это не случайно, так как повышение точности — основное условие прогресса естественных наук. Каждый шаг в этом направлении — ключ к важным открытиям, к возникновению новых знаний, теорий и даже наук. История развития науки изобилует подобными примерами. Вот лишь некоторые из них. Инертный газ аргон, входящий в состав воздуха и широко применяемый сегодня в технике (например, в лампах дневного света), был открыт английским физиком Джоном Рэлеем (1842—1919) благодаря тому, что ему удалось повысить точность взвешивания определенных объемов азота. А более точные измерения плотности воды позволили американскому физико-химику Гарольду Юри в 1932 году открыть тяжелый изотоп водорода — дейтерий, который оставался «невидимым» для прежних неточных измерительных приборов.

Если точные измерения способствуют развитию науки, то ошибочные измерения могут не только задержать ее развитие, помешать, например, открытию нового физического закона, но и оказать ей медвежью услугу, «открыв» несуществующую в природе закономерность. Такая неприятность произошла, к примеру, с немецким химиком Робертом Бунзеном (1811 —1899), талантливым и отважным (потеряв глаз при взрыве экспериментальной установки, он упорно продолжал свои исследования и открыл ряд ранее неизвестных ученым химических элементов). Став жертвой неточных измерений, он объявил о якобы открытых им неопределенных соединениях водорода и кислорода. Позднее другие исследователи обнаружили его ошибку.

Точность измерений

Точность измерений играет огромную роль в современной науке и технике. Так, например, для полета на Луну момент запуска ракеты с Земли должен соблюдаться с точностью до 1 секунды. Если же ошибка в скорости ракеты составит всего одну сотую долю процента от 12 км/с, то ракета попадет не на Луну, а пролетит мимо нее на расстоянии сотен километров. В случае запуска ракеты на Венеру точность должна быть еще выше, так как отклонение скорости от заданной на ту же одну сотую процента приведет к» промаху уже в десятки тысяч километров.

Неточные измерения могут причинить большой  ущерб  народному  хозяйству.

Ошибка в один процент при определении влажности таких веществ, как уголь, кокс, торф, руда, минеральные удобрения, зерно, шерсть и т. п., вызывает неточность в определении годовой потребности этих продуктов на миллиарды рублей, а стоимость перевозки излишней влаги в этих продуктах обойдется еще в 100 миллионов рублей в год. Заниженная при измерениях на один процент влажность угля превратится в потерю около 10 миллионов тонн черного золота в год, так как более высокая в действительности влажность угля приведет к снижению теплоты его сгорания.

Огромно значение измерений и в создании различных машин — от велосипеда до космического корабля. Здесь они выступают в роли беспристрастных арбитров, оценивая точность изготовленных деталей машин и направляя их на сборку узлов, если размеры деталей лежат в заданных границах. Детали же с превышенным или заниженным размером на сборку допускать нельзя, их необходимо исправить, если это возможно, или вообще исключить из дальнейшего технологического процесса.