Περί Μονάδων Μέτρησης

H μετρολογία θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως η «επιστήμη της μέτρησης». Αναφερόμαστε σε αυτή όταν θέλουμε να καθορίσουμε αντικειμενικά την τιμή κάποιας ποσότητας όπως του μήκους, του βάρους ή του χρόνου.Θα μπορούσαμε να διαχωρίσουμε την μετρολογία σε δύο κατηγορίες. Την «επιστημονική» και την «νομική» μετρολογία.

«Eπιστημονική» μετρολογία

Ως «επιστημονική» μετρολογία χαρακτηρίζουμε την μετρολογία η οποία περιλαμβάνει το σύνολο των γνώσεων που επιτρέπουν να αποδίδεται στο αποτέλεσμα μιας μέτρησης η σημασία , και μόνο αυτή, που αναμένεται από τις δεδομένες συνθήκες της μέτρησης.

Η μελέτη των χαρακτηριστικών των πραγματοποιούμενων μετρήσεων, είναι μείζονος σημασίας για την μετρολογία. Σφάλματα που παρουσιάζονται κατά την διάρκεια των μετρήσεων είναι ο θόρυβος, οι παρεμβολές, η αλληλεπίδραση οργάνου-μετρούμενου μεγέθους, η απόκλιση, η ακρίβεια της μέτρησης κ.α.

Για την ελαχιστοποίηση των πιθανοτήτων εμφάνισης σφαλμάτων, η επιστήμη της μετρολογίας είναι ιδιαιτέρως αυστηρή ως προς την επιλογή των οργάνων μέτρησης, τις μεθόδους μέτρησης, την μείωση της επίδρασης του περιβάλλοντος και της επιλογής μονάδων με την υψηλότερη δυνατή ακρίβεια, ενταγμένων σε συστήματα διεθνούς αποδοχής.

Για την βελτιστοποίηση των μετρητικών διαδικασιών και την λήψη όσο το δυνατών ακριβέστερων αποτελεσμάτων μέτρησης, η μετρολογία ασχολείται με την ανάλυση των αιτιατών σφαλμάτων με σκοπό την εύρεση μεθόδων για την αποφυγή τους, καθώς και των συστηματικών σφαλμάτων, των οποίων η μελέτη επιτρέπει την λήψη πληροφοριών στατιστικής φύσης, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον καθορισμό των δεδομένων της μέτρησης ώστε το σφάλμα να είναι το μικρότερο δυνατό.

«Nομική» μετρολογία

Η σημασία της μετρολογίας είναι μεγάλη για την κοινωνία, αφού στην βιομηχανία, τους εμπορικούς οργανισμούς και στα ιδρύματα κατέχει κυρίαρχη θέση η ποιότητα των προϊόντων και οι εγγυήσεις που αυτά προσφέρουν. Αυτά μπορούν να διασφαλιστούν μέσω των ακριβών, ασφαλών και αξιόπιστων μετρήσεων και ελέγχων. Αυτός είναι και ο σκοπός της «νομικής μετρολογίας» η οποία έχει ως αντικείμενο την θέσπιση πάνω σε επιστημονικές βάσεις, των απαραίτητων νόμων και κανονισμών, ώστε να εξασφαλιστεί η εγκυρότητα των μετρήσεων κατά τις εμπορικές συναλλαγές ώστε να υπάρξει διεθνής εμπορική πίστη.

Ανάλογα με τους εκάστοτε νόμους καθορίζονται οι μονάδες μέτρησης, οι συνθήκες μέτρησης, καθώς και οι ανοχές που ισχύουν σε κάθε περίπτωση. Το κόστος μέτρησης είναι ανάλογο της επιθυμητής ακρίβειας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση μια «πυραμίδας», στην κορυφή της οποίας βρίσκονται διεθνείς οργανισμοί οι οποίοι παρέχουν την μέγιστη δυνατή ακρίβεια στις μετρήσεις, ακολουθούμενοι από εθνικά ινστιτούτα. Πιο χαμηλά σε θέματα ποιότητας μετρήσεων βρίσκονται τα διάφορα μετρολογικά εργαστήρια, ενώ την βάση της «πυραμίδας» αποτελούν οι μετρητικές μονάδες που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες.

Ειδικότερα στην βιομηχανία η μετρολογία επιτρέπει την εφαρμογή κάποιων προτύπων με σκοπό την ομαδοποίηση και την συνεργασία των μηχανικών μερών, τον έλεγχο της ποιότητας των χρησιμοποιούμενων πρώτων υλών, την επιθεώρηση των διαδικασιών παραγωγής και κυρίως την διασφάλιση της ποιότητας των τελικών προϊόντων. Το άμεσο κέρδος των βιομηχανιών από τις παραπάνω διαδικασίες είναι η μείωση του κόστους μέσω της μείωσης των παραγόμενων ελαττωματικών προϊόντων, ατυχημάτων καθώς και διακοπών λειτουργίας, λόγω της ύπαρξης σταθερών και ποιοτικών παραγωγικών διαδικασιών.

Το έμμεσο κέρδος είναι η διάθεση στην αγορά προϊόντων διασφαλισμένης ποιότητας τα οποία δημιουργούν σχέσεις εμπιστοσύνης με τους πελάτες.H επέκταση των εμπορικών συναλλαγών των επιχειρήσεων από την τοπική στην διεθνή πλέον αγορά, λόγω και της παγκοσμιοποίησης, έχει κάνει ακόμα πιο επιτακτική την ανάγκη ύπαρξης ενιαίων συστημάτων μονάδων καθώς και της ύπαρξης διεθνών προτύπων, τα οποία θα διασφαλίζουν την ποιότητα των διαδικασιών παραγωγής και των προϊόντων αυτής, παγκοσμίως. Από τα ανωτέρω γίνεται εμφανής η ανάγκη ύπαρξης και ανάπτυξης της επιστήμης της μετρολογίας, όχι μόνο σε τοπικό αλλά και σε διεθνές επίπεδο.

Μέτρα και Μονάδες

Οι μονάδες μέτρησης χρησιμοποιούνται για να αναθέσουν μια αξία στις φυσικές ποσότητες. Μια μονάδα μέτρησης είναι μια ιδιαίτερη ποσότητα, που καθορίζεται και που υιοθετείται από τη σύμβαση, με την οποία άλλες ποσότητες του ίδιου είδους συγκρίνονται προκειμένου να εκφραστούν τα μεγέθη τους σχετικά με εκείνη την ποσότητα, παραδείγματος χάριν το χιλιόγραμμο, το μέτρο, το λίτρο, το βολτ και το δευτερόλεπτο. Σχεδόν όλες οι χώρες στον κόσμο έχουν τους κανονισμούς σχετικά με τη χρήση των μονάδων.

Ένα σύστημα μονάδων είναι ένα σύνολο κανόνων που υπαγορεύει πώς η μονάδα του μέτρου κάθε ποσότητας που χρησιμοποιείται στις φυσικές επιστήμες και την τεχνολογία καθορίζεται με έναν συνεπή τρόπο.

Οι μονάδες μέτρησης που χρησιμοποιούνται παγκοσμίως σήμερα είναι το διεθνές σύστημα μονάδων, στα γαλλικά Systeme International d’Unites (SI). Υιοθετήθηκε επίσημα στο 11ο Γενικό Συνέδριο για βάρη και τα μέτρα (CGPM) το 1960.

Το διεθνές σύστημα μονάδων διαφοροποιεί μεταξύ δύο κλάσεων των μονάδων:

Μονάδες βάσης και

Παραγόμενες μονάδες.

Το SI είναι βασισμένο αυτή τη στιγμή στις ακόλουθες επτά μονάδες βάσης: μέτρο, χιλιόγραμμο, δευτερόλεπτο, αμπέρ, Kelvin, γραμμομόριο και καντελα.

Οι παραγόμενες μονάδες λαμβάνονται από τις μονάδες βάσης και τις ίδιες αλγεβρικές σχέσεις (εξισώσεις ποσότητας) που εξακολουθούν να ισχύουν για τις αντίστοιχες ποσότητες στη φύση.
Οι τεχνολογικοί περιορισμοί αποτρέπουν τις μονάδες Si από να πραγματοποιηθούν ακριβώς, αλλά η αβεβαιότητα μέτρησης είναι ένα επίπεδο που σπάνια έχει επιπτώσεις στους πελάτες.

Οι διεθνείς συγκρίσεις χρησιμεύουν να εξασφαλίσουν ότι για τους κανόνες εμπορίου και άλλους σκοπούς οι μονάδες που χρησιμοποιούνται σε όλο τον κόσμο είτε συμφωνούν ή διαφέρουν από τα γνωστά ποσά. Γενικός μπορούμε να διατηρήσουμε μια μονάδα με τη μεγαλύτερη ακρίβεια όταν ξέρουμε την απόλυτη αξία της. Ένας σημαντικός παράγοντας των μονάδων βάσης είναι η ανεξαρτησία τους στο διάστημα και το χρόνο δηλαδή πρέπει να είναι αναπαραγώγισημοι με την ίδια ακρίβεια οποιαδήποτε στιγμή σε οποιοδήποτε εργαστήριο. Στην προσπάθεια να εκπληρωθεί αυτή η απαίτηση, οι καθορισμοί των μονάδων έχουν αλλάξει ήδη αρκετές φορές, και βασίζονται σήμερα, με τη μόνη εξαίρεση του χιλιόγραμμου, όχι άλλο στα χειροποίητα αντικείμενα, αλλά μάλλον στη σταθερή ιδιοκτησία της φύσης, η οποία μπορεί να εφαρμοστεί πειραματικά οπουδήποτε και οποιαδήποτε στιγμή.

Παραγόμενες Μονάδες

Πηγές

Ελληνικό Ινστιτούτο Μετρολογίας