Pomiar- porównanie za pomocą odpowiedniego przyrządu pomiarowego cech badanego zjawiska z obiektywną miarą jednostkową; dokonywany jest przy pomocy przyrządu pomiarowego posiadającego obiektywny wzorzec. Istotą pomiaru jest porównanie wielkości pomiaru ze znacznymi wielkościami. Cechy pomiaru: Obiektywizm, bezwzględność (nie zależy od przyrządu pomiarowego), niezależny od obserwatora, można go przetworzyć. Obserwacja (wady): Pomiar (zalety): - subiektywność - obiektywność - ujęcie jakościowe - ujęcie ilościowe - niepowtarzalność - powtarzalność Jednostka miary- wzorcowa wartość danej wielkości fizycznej, umownie przyjęta i uznana za jednostkową (=1) Powinny być powszechne, jednoznaczne i łatwo odtwarzalne. Przykład: jedn.masy_> kilogram Wynik pomiaru- iloczyn wartości liczbowej i jednostki miary P= {Q}*[Q] Wielkość- właściwość obiektu lub zjawiska charakteryzująca ten obiekt lub badane zjawisko w sensie ilościowym i jakościowym. Definicja wielkości musi zawierać określenie danej właściwości oraz jednostki miary tej wielkości. Wielkość fizyczna- cecha obiektu, substancji lub zjawiska, którą można porównać ilościowo (zmierzyć) i jakościowo z podobnymi cechami innego obiektu, substancji lub zjawiska Wielkość mierzalna- taka, która można porównać lub zmierzyć Wartość- określony stan danej wielkości fiz Wzorzec- ciało lub zjawisko fiz, służące odtworzeniu jednostki miary określającej wielkości fiz. z określoną dokładnością. Cechy wzorca: -stałość- niezmienność wartości odtwarzanej miary w czasie oraz przy zmianach czynników zewnętrznych -odtwarzalność- istnienie procedury, które zapewnia możliwość realizacji wzorca z określoną dokładnością -mierzalność- istnienie metod pomiarowych umożliwiających pomiar wartości wzorca -łatwość stosowania i dokładność Wzorzec jednostki miary- narzędzie pomiarowe przeznaczone do określania, zrealizowania, zachowania lub odtwarzania jednostki miary danej wielkości fiz, w celu przekazania jej przez porównanie innym narzędziem pomiarowym Parametry wzorca- -główne ( wartość nominalna, dokładność), - warunki pracy, -przedział czasu Wr = Wn ± ΔW; Wn-wart.nominalna Wzorzec o najwyższej dokładności ; etalon Układ jednostek miar- uporządkowany zbiór jednostek miar na podstawie umownie przyjętych wielkości podstawowych i przypisanych im jednostek miar oraz ustalonych równań definicyjnych służących do zdefiniowania wielkości pochodnych. Cechy układu miar i wag Pierwotny Współczesny: - dowolnie przyjęty - uniwersalny - nieuporządkowany - uporządkowany - niejednoznaczny - jednoznaczny - oparty na zjawiskach - na zjawiskach fizycznych naturalnych - zmienny - wykazujący cechy niezmienne Założenia układu SI: -układ zawiera 7 jednostek podstawowych i 2 jednostki uzupełniające (radian skradnie); -jednostki pochodne są spójne z jednostkami podstawowymi i uzupełniającymi -wielokrotność wielokrotność podwielokrotności jednostek SI tworzy się według zasady podziału dziesiętnego wyraża za pomocą przewidzianych do tego celu przedrostków Wielkość podstawowa - wielkość, która jest umownie przyjęta jako niezależna od pozostałych wielkości układu Wielkość pochodna - wielkość, która określona jest w zależności od wielkości podstawowych i powiązana prawami fizycznymi Wzorce wielkości podstawowych: Nazwa Wzorzec Dokładność metr dł fali w próżni promieniowania 4*10^-10 kg materialny wzorzec BIPM 2*10^-9 sekunda zegar atomowy 1*10^-12 amper waga prądowa 1*10^-5 kelwin platynowy termometr rezystancyjny 10^-2-10^-4 mol liczba atomów w 0,012kg czystego nukleidu   kandela ciało spełniające warunki definicji 1*10^-3 Zegar atomowy- rodzaj zegara, który używa atomowego wzorca częstotliwości jako licznika. Dokładność takich zegarów dochodzi do 10^-15, utrzymują ciągły i stabilny czas. W zastosowaniach cywilnych używa się innej skali czasu, obliczanego z uwzględnieniem obserwacji astronomicznych. Waga prądowa - klasyczny wzorzec prądu odtwarzający jego jednostkę w sposób definicyjny. Jedno z ramion wagi prądowej obciążone jest obciążnikiem na który działa siła zależna od masy odważnika i przyspieszenia ziemskiego. Drugie obciążone jest cewką umieszczoną wewnątrz innej, nieruchomej cewki. Obie połączone są elektrycznie w sposób szeregowy i zasilane ze źródła prądowego. Przepływ prądu przez tak umieszczone cewki wywołuje powstanie siły, nazywanej elektrodynamiczną. Skala pomiarowa- zbiór danej wielkości fiz. uporządkowanej zgodnie z przyjętymi założeniami. Utworzenie jej polega na określaniu tzw punktów stałych definicyjnych definicyjnych lub/i przyjęciu jednostki miary danej wielkości Tworzenie skali pomiarowych: 1.Przyporządkowanie stanom cechy wartości: b=f(a) 2.Identyfikacja relacji między stanami cech i równoważność Przykłady skal pomiarowych: s.metryczna (1 wzorzec jednostki miary); s.interwałowa (2stany odniesienia); s.porządkowa, s.nominalna (skończona liczba N stanów odniesienia, np.kolory) Czułość przyrządu jest właściwością przyrządu określaną jako stosunek zmiany wielkości wyjściowej do wywołującej ją. zmiany wielkości wejściowe S=dY/Dx Matematyczna interpretacja pomiaru. Pomiarem nazywamy czynności na podstawie których można stwierdzić, że wielkość mierzona x miała wartość a≤x≤b, przy czym nie można doprowadzić do a=b (b=a=2εi -> próg czułości) Przyporządkowanie x ze zbioru X elementom zbioru W o tej samej wartości, wynikiem przyporządkowania jest nierówność Wi≤x≤Wi+1 Mogą istnieć zbiory W tej samej wielkości o różnych wartościach 2εi>0, odtwarzane przez przyrządy pomiarowe o różnych właściwościach metrologicznych, ale nie istnieje zbiór 2εi>0 Podstawowe parametry przyrządu: nazwa, zakres pomiarowy, czułość, zdolność rozdzielcza, czas pomiaru, dokładność, impedancja wejściowa. Przyrząd pomiarowy może być uważany za rodzaj przetwornika przetwarzającego wielkość mierzoną X na wielkość wyjściową. Zdolność rozdzielcza R to min wartość lub min różnica wartości mierzonej wywołująca zmianę wskazań przyrządu. Impedancja wejściowa Zwe=Uwe/Iwe; Zwe=RWE+Cwe RWE - rezystancja; C- pojemność, pojemność-natężenie Model przyrządu pomiarowego: Gdzie: Xm=X wielkość mierzona X1 do xn-1 wielkości wpływające Z- zakłócenie Y=F{X1, X2, … , Xn, Z} zakłócenie Z- podczas pomiaru nie jesteśmy w stanie rozpoznać, identyfikować wpływ na pomiar w sposób niezdeterminowany Miarą nieliniowości przyrządu pomiarowego może być max odchylenie charakterystyki rzeczywistej Y=F{X1,… , Xn, Z} od funkcji liniowej Y=kXm podniesione do zakresu pomiarowego Rys. N=([N(x)max]/Ymax- Ymin) *100% k- współczynnik liniowości, stały w całym zakresie dokładność- określa stopień zbliżenia wskazania przyrządu (wynik pomiaru) do prawdziwej wartości wielkości mierzonej, jest uzależniona od klasy dokładności Klasa dokładności - błąd procentowy odpowiadający max wskazaniu przyrządu pomiarowego na danym zakresie. Kl= |Δx|max/|xmax-xmin|*100% ; xmax-xmin - zakres pomiarowy Błąd bezwzględny - odchylenie wyniku pomiaru od rzeczywistej wartości i podawany jest w jednostkach wielkości mierzonej. Δx= Xm -Xr ; Xr-wartość rzeczywista, Xm- w.mierzona Błąd względny - wyrażany jest stosunkiem błędu bezwzględnego do wielkości mierzonej, bez jedn. lub w procentach : - Rzeczywisty - Nominalny

Przyrząd pomiarowy - Badany obiekt -> czujnik -> analogowe przetwarzanie sygnału -> Przetwarzanie analogowo-cyfrowe -> cyfrowe przetwarzanie sygnału -> Urządzenie odczytowe -> obserwator Blok analogowego przetwarzania sygnału. Zadania: 1.Dokonanie operacji zapewniających dopasowanie sygnału wyjściowego z czujnika do wejścia kolejnego członu przyrządu pomiarowego: a) wzmocnienie sygnału, b) tłumienie sygnału, c) filtrowanie, eliminacja szumów i zakłóceń, d) zwiększenie rezystancji wejściowej. 2.Porównanie, przetwarzanie i analizowanie: a)filtrowanie, b)linearyzacja, c)logarytmowanie, d)znajdowanie wartości bezwzględnej, skutecznej, max 3.Dokonanie operacji złożonych, detekcja sygnału ukrytego (wykrycie), korelacja między 2 sygnałami. 4.Minimalizacja oddziaływanie przyrządu na źródło mierzonej wielkości Miernik elektroniczny- układ pomiarowy w którym informacja o wielkości mierzonej jest zamieniana na elektryczny sygnał pomiarowy. Korzyści: umożliwia zwiększenie czułości oraz dokładności odczytu, pozwala na pomiar za pomocą tego samego układu pomiarowego, automatyczny wybór optymalnego zakresu pomiarowego, powoduje skrócenie czasu pomiaru oraz szybką reakcję przyrządu na zmiany wielkości mierzonej, eliminacja sygnałów zakłóceniowych, przetworzenie wielkości badanej na sygnał cyfrowy umożliwia zastosowanie układów automatyki bezpośredniego lub zdalnego sterowania lub regulacji; zastosowanie kilku przetworników lub ich wymiana umożliwia współpracę z różnymi odbiornikami informacji. Czas mikro- czas w którym dokonuje się obserwacji realizacji sygnału wyrażany w ms,s. Czas makro- jest czasem życia obiektu lub czasem występowania pewnych zjawisk rzadkich, wyrażany w dniach, miesiącach, latach. Przetwornik- element wykorzystujący określone zjawisko przetwarza jednego rodzaju energie na energie innego rodzaju. W ukł pomiarowym można wyodrębnić elementy spełniające funkcję: przetwarzania, formowania, transmisji (przesyłania), zapamiętywania, wskazywania sygnałów. Sygnał pomiarowy- nośnik sygnału + parametr informacji Nośnik sygnału - wielkość fizyczna opisująca procesy energetyczne przenoszące informację Parametr informacji- określona funkcja której wartości zawierają informację pomiarową Przebieg czasowy- ciągły w czasie zapis sygnału Czujniki- przetwornik zaprojektowany i wykorzystywany jako przetwornik pomiarowy do pobierania inf. z badanego obiektu Klasyfikacja czujników wg rodzaju wielkości wyjściowej: 1.Cz. generacyjne (czynne)- pod wpływem wielkości mierzonej powstaje sygnał elekt. w postaci napięcia, prądu lub ładunku. Pobierają energie do danego obiektu 2.Cz.parametryczne (bierne)- pod wpływem zmiany wielkości mierzonej zmienia się parametr obwodu elektrycznego (rezystancja, indukcyjność, pojemność). Potrzebują dodatkowego źródła zasilania by można było przeprowadzić pomiar 3.Cz.częstotliwościowe- wielkością wyjściowa jest częstotliwość przebiegu elektrycznego 4.Cz.kodowe- wielkością wyjściową jest liczba przedstawiona w odpowiednim kodzie Parametry dynamiczne przyrządu pomiarowego: W przetwarzaniu dynamicznym zmiana wielkości wejściowej powoduje zmiany stanu energetycznego przetwornika: kumulowanie i rozproszenie energii; opory przepływu Znając sygnał wejściowy x(t) oraz wł.przyrządu wyznacza się czasowy przebieg wielkości wyjściowej- równanie przetwarzania dynamicznego. Przykład: Ys= ∑Ki(s)Xi(s), gdzie Ki(s)=Ys/Xs transmitancja Czas przetwarzania- czas potrzebny do przetworzenia sygnału na wejściu przetwornika na wielkość wyjściową Dyskretyzacja- zmiana sygnału ciągłego na cyfrowy; zamiana wartości o charakterze ciągłym na wartość o charakterze dyskretnym. Jednoczesne odwzorowanie z nieskończonego zbioru wartości do zbioru wartości skończonego. D.w dziedzinie czasu- po spróbkowaniui sygnał przyjmuje wartości jedynie dla dyskretnych chwil czasu określonych przez częstotliwość próbkowania. Próbkowanie powoduje utratę informacji o zmianach sygnału w okresie między kolejnymi próbkami, dlatego częstotl.próbk. musi być na tyle duża, aby zmiany między próbkami były duże. Konwersja AIC (DAC)- analogowo-cyfrowa: proces zamiany sygnału analogowego na postać cyfrową. Na nią składa się kwantyzacja i próbkowanie. Precyzja DAC określana jest przez liczbę bitów N. Liczba możliwych wartości 2^n. Zakres wartości wyjściowych 0÷2^n-1 Próbkowanie- realizowane w dziedzinie czasu, częstotliwość musi być tak dobrana, żeby możliwie dokładnie odwzorować sygnał analogowy Kwantowanie- Dyskretyzacja w dziedzinie amplitud. Sygnał kwantowany może przyjmować wartości ze skończonego zbioru, którego elementy nazywane są poziomami kwantyzacji. Na ogół poziomy k. są równoległe od siebie. Sygnały:(nośnik informacji umożliwiający jej przesyłanie na odległość lub w czasie) ZDETERMINOWANE- takie, których przebieg można jednoznacznie opisać za pomocą funkcji matematycznych, przy czym opis ten nie może zawierać wielkości losowych; - Okresowe: harmoniczne (w dziedzinie czasu można je opisać funkcją harmoniczną x(t)=cos(2πf0t+ϕ)), odkształcone, impulsowe (takie, które w dziedzinie czasu można opisać funkcją x(t) taką, że istnieje T należące do przedziału 0<T<∝, że dla każdej chwili zachodzi równość: x(t+T)=x(t). Nieokresowe: zanikające, trwałe, prawie okresowe. LOSOWE (takie, których nie można jednoznacznie opisać za pomocą funkcji matematycznych, należy użyć metod statystycznych) Stacjonarne( taki, którego charakterystyki statystyczne są niezależne od czasu): Ergotyczne (wartość sygnału w danej chwili jest równa wartości średniej z dozwolonej realizacji) Niergotyczne Wzmocnienie - operacja polegająca na wzmocnieniu wartości sygnału w dowolnej chwili czasu. Miara skuteczności filtra: y/x= sygnał przepuszczony/ całkowity sygnał doprowadzony na wejście Rodzaje filtrów: - dolnoprzepustowe -górnoprzepustowe - pasmowoprzepustowe - pasmowo-zaporowe Zasada pomiaru: zjawisko fizyczne stanowiące podstawę pomiaru (np. termoelektryczne w pomiarze temp.) Cel pomiaru- co będzie mierzone, do jakich celów wykorzystane zostana czynniki pomiaru Metoda pomiaru- określa sposób porównywania wartości mierzonej z wartością wzorcową (wymagana dokładność pomiaru, ograniczenie błędów pomiarowych) Technika pomiaru- określa w jaki sposób wykonać pomiar wykorzystując prawa fizyki i metody pomiaru, oraz dostępne środki techniczne (pomiar bezpośredni lub pośredni, zestawienie przyrządów pomiarowych) Sposób pomiaru- kolejność czynności niezbędnych do wykonania pomiaru ( przygotowanie obiektu do pomiaru, wybór punktów pomiarowych, liczba pomiarów, obl. i prezentacja wyników, protokół pomiarowy) Poziom dźwięku La=10lg∑10^0,1(li+Kai)uśredniona częstotliwościowo wartość ciśnienia akustycznego. Do uśrednienia stosuje się filtr korekcyjny A, który posiada taką właściwość, że dopasowuje mierzony dźwięk do charakterystyki ucha ludzkiego. Filtry- 1. Korekcyjne A, C G ; 2.Środkowo-przepustowe: -oktawowe fśr=√fdfg ; tercjowe Wartości dopuszczalne hałasu w środowisku pracy, ze względu na ochronę słuchu, wynoszą: Poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8h dobowego wymiaru czasu pracy Nie powinien przekraczać 85dB. Max poziom dźwięku A (Lamax ) nie powinien przekraczać 115 dB, szczytowy poziom dźwięku- 135 dB Metody wyznaczania poziomu mocy akustycznej: 1.Orientacyjna- (syt.praktyczne) 2.Techniczna- deklaracja emisji hałasu maszyny przez jej producenta, 3.Dokładna- komora pogłosowa, bezdechowa Tor pomiarowy- zestaw logicznie połączonych elementów pomiarowych służących do realizacji zadania pomiarowego

---