Instrumento de medição

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Capitão Nemo e Professor Aronnax contemplando instrumentos de medição em Vinte Mil Léguas Submarinas

Um instrumento de medição é um dispositivo para medir uma quantidade física . Nas ciências físicas , garantia de qualidade e engenharia , medição é a atividade de obtenção e comparação de quantidades físicas de objetos e eventos do mundo real . Objetos e eventos padrão estabelecidos são usados ​​como unidades , e o processo de medição fornece um número que relaciona o item em estudo e a unidade de medição referenciada. Instrumentos de medição e métodos de teste formaisque definem o uso do instrumento, são os meios pelos quais essas relações de números são obtidas. Todos os instrumentos de medição estão sujeitos a vários graus de erro do instrumento e incerteza de medição . Esses instrumentos podem variar de objetos simples, como réguas e cronômetros, a microscópios eletrônicos e aceleradores de partículas . A instrumentação virtual é amplamente utilizada no desenvolvimento de modernos instrumentos de medição.

Tempo

Watch , um dispositivo de medição do tempo

No passado, um instrumento comum de medição de tempo era o relógio de sol . Hoje, os instrumentos de medição usuais para tempo são relógios e relógios . Para uma medição de tempo altamente precisa, um relógio atômico é usado. Cronômetros também são usados ​​para medir o tempo em alguns esportes.

Energia

A energia é medida por um medidor de energia. Exemplos de medidores de energia incluem:

Medidor de eletricidade

Um medidor de eletricidade mede a energia diretamente em quilowatts-hora .

Medidor de gás

Um medidor de gás mede energia indiretamente, registrando o volume de gás usado. Este valor pode então ser convertido em uma medida de energia, multiplicando-o pelo valor calorífico do gás.

Energia (fluxo de energia)

Um sistema físico que troca energia pode ser descrito pela quantidade de energia trocada por intervalo de tempo , também chamada de potência ou fluxo de energia.

  • (veja qualquer dispositivo de medição de potência abaixo)

Para as faixas de valores de potência, consulte: Ordens de magnitude (potência) .

Ação

Ação descreve a energia somada ao longo do tempo que dura um processo (tempo integral sobre energia). Sua dimensão é a mesma de um momento angular .

Geometria

Dimensões (tamanho)

Comprimento (distância)

Para as faixas de valores de comprimento, consulte: Ordens de magnitude (comprimento)

Área

Para as faixas de valores de área, consulte: Ordens de magnitude (área)

Volume

Um copo medidor , um instrumento comum usado para medir o volume.

Se a densidade de massa de um sólido é conhecida, a pesagem permite calcular o volume.

Para as faixas de valores de volume, consulte: Ordens de magnitude (volume)

Ângulo

Orientação no espaço tridimensional

Consulte também a seção sobre navegação abaixo.

Nível

Direção

Mecânica

Isso inclui grandezas básicas encontradas na mecânica clássica - e contínua ; mas se esforça para excluir questões ou quantidades relacionadas à temperatura.

Em massa ou de medição de volume de fluxo

Speed (fluxo de comprimento)

Para as faixas de valores de velocidade, consulte: Ordens de magnitude (velocidade)

Aceleração

Missa

Um par de escalas : Um instrumento para medir a massa em um campo de força por meio do equilíbrio de forças.

Para as faixas de valores de massa, consulte: Ordens de magnitude (massa)

Momento linear

Force (fluxo de momento linear)

Medindo a pressão absoluta em um referencial acelerado : O princípio de um barômetro de mercúrio (Hg) no campo gravitacional da Terra.

Pressão (densidade de fluxo de momento linear)

Para as faixas de valores de pressão, consulte: Ordens de magnitude (pressão)

Velocidade angular ou rotações por unidade de tempo

Para as faixas de valores de velocidade angular, consulte: Ordens de magnitude (velocidade angular)

Para as faixas de frequência, consulte: Ordens de magnitude (frequência)

Torque

Energia transportada por quantidades mecânicas, trabalho mecânico

Eletricidade, eletrônica e engenharia elétrica

As considerações relacionadas à carga elétrica dominam a eletricidade e a eletrônica . Cargas elétricas interagem por meio de um campo . Esse campo é chamado de campo elétrico. Se a carga não se mover. Se a carga se move, realizando assim uma corrente elétrica, especialmente em um condutor eletricamente neutro, esse campo é denominado magnético . A eletricidade pode receber uma qualidade - um potencial . E a eletricidade tem uma propriedade semelhante à substância, a carga elétrica. Energia (ou potência) em eletrodinâmica elementar é calculada multiplicando o potencial pela quantidade de carga (ou corrente) encontrada nesse potencial: potencial vezes carga (ou corrente). (Veja eletromagnetismo clássicoe sua formulação covariante do eletromagnetismo clássico )

Um instrumento para detectar cargas líquidas, o eletroscópio .

Carga elétrica

Para as faixas de valores de carga, consulte: Ordens de magnitude (carga)

A corrente elétrica (corrente de carga)

Tensão ( potencial elétrico diferença)

Resistência elétrica , condutância elétrica (e condutividade elétrica )

Capacitância elétrica

Indutância elétrica

Energia transportada por eletricidade ou energia elétrica

Poder realizado por eletricidade ( corrente de energia)

Campo eléctrico (negativo gradiente de potencial eléctrico, a tensão por unidade de comprimento)

Campo magnético

Veja também a seção relevante no artigo sobre o campo magnético .

Para as faixas de campo magnético, consulte: Ordens de magnitude (campo magnético)

Instrumentos de combinação

  • Multímetro , combina as funções de amperímetro, voltímetro e ohmímetro, no mínimo.
  • Medidor LCR , combina as funções de ohmímetro, medidor de capacitância e medidor de indutância. Também chamada de ponte de componente devido ao método de medição do circuito de ponte .

Termodinâmica

As considerações relacionadas à temperatura dominam a termodinâmica. Existem duas propriedades térmicas distintas: Um potencial térmico - a temperatura. Por exemplo: Um carvão incandescente tem uma qualidade térmica diferente de um carvão não incandescente.

E uma propriedade semelhante à substância - a entropia ; por exemplo: Um carvão incandescente não aquece uma panela de água, mas cem o fazem.

A energia em termodinâmica é calculada multiplicando o potencial térmico pela quantidade de entropia encontrada nesse potencial: temperatura vezes entropia.

A entropia pode ser criada por fricção, mas não aniquilada.

Quantidade de substância (ou número de moles )

Uma quantidade física introduzida na química ; geralmente determinado indiretamente. Se a massa e o tipo de substância da amostra são conhecidos, então as massas atômicas - ou moleculares (tiradas de uma tabela periódica , massas medidas por espectrometria de massa ) dão acesso direto ao valor da quantidade de substância. Veja também o artigo sobre massas molares . Se forem dados valores molares específicos, a quantidade de substância de uma determinada amostra pode ser determinada medindo o volume, a massa ou a concentração. Veja também a subseção abaixo sobre a medição do ponto de ebulição.

Temperatura

Tecnologia de imagem

Veja também Medição de temperatura e Categoria: Termômetros . Mais tecnicamente relacionados, podem ser vistos métodos de análise térmica na ciência dos materiais .

Para as faixas de valores de temperatura, consulte: Ordens de magnitude (temperatura)

Energia transportada por entropia ou energia térmica

Um calorímetro ativo sem dispositivo de medição de temperatura.

Isso inclui capacitância térmica ou coeficiente de temperatura de energia, energia de reação , fluxo de calor ... Calorímetros são chamados de passivos se medidos para medir a energia emergente transportada pela entropia, por exemplo, de reações químicas. Calorímetros são chamados de ativos ou aquecidos se aquecem a amostra, ou reformulados: se são calibrados para preencher a amostra com uma quantidade definida de entropia.

veja também Calorímetro ou Calorimetria

Entropia

A entropia é acessível indiretamente pela medição de energia e temperatura.

Transferência de entropia

O valor da energia do calorímetro de mudança de fase dividido pela temperatura absoluta fornece a entropia trocada. Mudanças de fase não produzem entropia e, portanto, se oferecem como um conceito de medição de entropia. Assim, os valores de entropia ocorrem indiretamente pelo processamento de medições de energia em temperaturas definidas, sem produzir entropia.

Teor de entropia

A amostra fornecida é resfriada até (quase) zero absoluto (por exemplo, submergindo a amostra em hélio líquido). Na temperatura de zero absoluto, assume-se que qualquer amostra não contém entropia (consulte a Terceira lei da termodinâmica para obter mais informações). Em seguida, os dois tipos de calorímetro ativo a seguir podem ser usados ​​para preencher a amostra com entropia até que a temperatura desejada seja atingida: (ver também bancos de dados termodinâmicos para substâncias puras )

Produção de entropia

Os processos de transferência de energia de um portador não térmico para o calor como portador produzem entropia (Exemplo: atrito mecânico / elétrico, estabelecido pelo Conde Rumford ). A entropia produzida ou o calor são medidos (calorimetria) ou a energia transferida do portador não térmico pode ser medida.

  • calorímetro
  • (qualquer dispositivo para medir o trabalho que será ou eventualmente será convertido em calor e a temperatura ambiente)

A entropia baixando sua temperatura - sem perder energia - produz entropia (exemplo: condução de calor em uma haste isolada; "atrito térmico").

  • calorímetro

coeficiente de temperatura de energia ou " capacidade de calor "

Em relação a uma dada amostra, um fator de proporcionalidade relacionando a mudança de temperatura e a energia transportada pelo calor. Se a amostra for um gás, esse coeficiente depende significativamente de ser medido em volume constante ou em pressão constante. (A preferência de terminiologia no título indica que o uso clássico de calor impede que ele tenha propriedades semelhantes às de uma substância.)

específica coeficiente de temperatura de energia ou " calor específico "

O coeficiente de temperatura de energia dividido por uma quantidade semelhante à substância ( quantidade de substância , massa , volume ) que descreve a amostra. Normalmente calculado a partir de medições por uma divisão ou pode ser medido diretamente usando uma quantidade unitária dessa amostra.

Para as faixas de capacidades de calor específicas, consulte: Ordens de magnitude (capacidade de calor específica)

Coeficiente de expansão térmica

Temperatura de fusão (de um sólido)

Temperatura de ebulição (de um líquido)

Veja também análise térmica , Calor .

Mais sobre mecânica do contínuo

Isso inclui principalmente instrumentos que medem propriedades macroscópicas da matéria: Nos campos da física do estado sólido ; na física da matéria condensada que considera sólidos, líquidos e intermediários exibindo, por exemplo, comportamento viscoelástico . Além disso, a mecânica dos fluidos , onde líquidos, gases , plasmas e intermediários como fluidos supercríticos são estudados.

Densidade

Isso se refere à densidade de partículas de fluidos e sólidos compactos (ed) como cristais, em contraste com a densidade aparente de sólidos granulados ou porosos.

Para as faixas de valores de densidade, consulte: Ordens de magnitude (densidade)

Dureza de um sólido

Forma e superfície de um sólido

Deformação da matéria condensada

Elasticidade de um sólido ( módulo de elasticidade )

Plasticidade de um sólido

Resultados da medição (a) frágil (b) dúctil com ponto de ruptura (c) dúctil sem ponto de ruptura.

Resistência à tracção , ductilidade ou maleabilidade de um sólido

Granularidade de um sólido ou de uma suspensão

Viscosidade de um fluido

Atividade óptica

A tensão superficial de líquidos

Tecnologia de imagem

  • Tomógrafo , dispositivo e método para análise não destrutiva de múltiplas medições feitas em um objeto geométrico, para produção de imagens bidimensionais ou tridimensionais, representando a estrutura interna daquele objeto geométrico.
  • Túnel de vento

Esta seção e as seguintes incluem instrumentos do amplo campo da Categoria: Ciência dos materiais , ciência dos materiais .

Mais sobre propriedades elétricas da matéria condensada , gás

A célula eletroquímica: Um dispositivo para medir os potenciais de substâncias.

Permissividade , permissividade estática relativa , ( constante dielétrica ) ou susceptibilidade eléctrico

Tais medições também permitem acessar valores de dipolos moleculares .

Susceptibilidade magnética ou magnetização

Para outros métodos, consulte a seção do artigo sobre suscetibilidade magnética .

Veja também a Categoria: Campos elétricos e magnéticos na matéria

Potencial substância ou potencial químico ou molar energia de Gibbs

As conversões de fase, como mudanças de estado agregado , reações químicas ou reações nucleares, transmutando substâncias, de reagentes em produtos , ou difusão através de membranas, têm um balanço geral de energia. Especialmente em pressão e temperatura constantes, os balanços de energia molar definem a noção de potencial de uma substância ou potencial químico ou energia de Gibbs molar , que dá a informação energética sobre se o processo é possível ou não - em um sistema fechado .

Os balanços de energia que incluem a entropia consistem em duas partes: Um balanço que leva em conta a alteração do conteúdo de entropia das substâncias. E outro que explica a energia liberada ou absorvida pela própria reação, a mudança de energia de Gibbs . A soma da energia de reação e da energia associada à mudança do conteúdo de entropia também é chamada de entalpia . Freqüentemente, toda a entalpia é carregada pela entropia e, portanto, mensurável calorimetricamente.

Para condições padrão em reações químicas, tanto o conteúdo de entropia molar quanto a energia de Gibbs molar em relação a algum ponto zero escolhido são tabulados. Ou o conteúdo de entropia molar e a entalpia molar em relação a algum zero escolhido são tabulados. (Ver mudança de entalpia padrão de formação e entropia molar padrão )

O potencial da substância de uma reação redox é geralmente determinado eletroquimicamente sem corrente usando células reversíveis .

Outros valores podem ser determinados indiretamente por calorimetria. Também analisando diagramas de fase.

Veja também o artigo sobre eletroquímica .

Sub- microestruturais propriedades de matéria condensada , gás

Estrutura cristalina

Tecnologia de imagem, microscópio

Veja também o artigo sobre espectroscopia e a lista de métodos de análise de materiais .

Raios ( " ondas 'e' partículas ")

Som, ondas de compressão na matéria

Microfones em geral, às vezes sua sensibilidade é aumentada pelo princípio de reflexão e concentração realizado em espelhos acústicos .

Pressão sonora

Um dispositivo para desmisturar a luz solar: o prisma .

Luz e radiação, sem uma massa de repouso , não-ionizante

(para luxímetro, consulte a seção sobre sentidos humanos e corpo humano)

Veja também a categoria: dispositivos ópticos

Photon polarização

Pressão ( densidade de corrente de momento linear)

Fluxo radiante

A medida da potência total da luz emitida.

Um tubo de raios catódicos.

A radiação com uma massa em repouso , a radiação de partículas

De raios catódicos

Polarização Atom e polarização de elétrons

Outra visualização do espectro eletromagnético .

A radiação ionizante

A radiação ionizante inclui raios de "partículas" e também raios de "ondas". Especialmente os raios X e os raios gama transferem energia suficiente em processos não térmicos de colisão (única) para separar elétrons de um átomo.

Uma câmara de nuvem detectando raios alfa.

De partículas e raios fluxo

Identificação e conteúdo

Isso pode incluir substâncias químicas , raios de qualquer tipo, partículas elementares , quasipartículas . Muitos dispositivos de medição fora desta seção podem ser usados ​​ou pelo menos tornar-se parte de um processo de identificação. Para a identificação e o conteúdo relativo às substâncias químicas, consulte também a química analítica, especialmente a Lista de métodos de análise química e a Lista de métodos de análise de materiais .

Substância conteúdo em misturas , a identificação da substância

pH : Concentração de protões em uma solução de

Umidade

Sentidos humanos e corpo humano

Visão

Brilho: fotometria

Fotometria é a medição da luz em termos de seu brilho percebido pelo olho humano . As grandezas fotométricas derivam de grandezas radiométricas análogas ponderando a contribuição de cada comprimento de onda por uma função de luminosidade que modela a sensibilidade espectral do olho . Para as faixas de valores possíveis, consulte as ordens de magnitude em: iluminância , luminância e fluxo luminoso .

Cor: colorimetria

Audição

Loudness no phon

Cheiro

Temperatura (sentido e corpo)

A temperatura do corpo ou a temperatura central

Sistema circulatório (principalmente coração e vasos sanguíneos para a distribuição de substâncias rápido)

Os parâmetros relacionados ao sangue são listados em um exame de sangue .

O sistema respiratório ( pulmão e vias respiratórias controlar o processo de respiração)

Um espirômetro, inspirando no tubo a preenche o volume b, o resto equilibra as forças.

Concentração ou pressão parcial de dióxido de carbono nos gases respiratórios

Sistema nervoso ( nervos que transmitem e processam informações eletricamente)

Sistema músculo-esquelético (músculos e ossos para o movimento)

energia , trabalho de músculos

sistema metabólico

Imagiologia médica

Um ecocardiograma processado em uma representação tridimensional.

Veja também: Categoria: Instrumentos fisiológicos e Categoria: Equipamentos de teste médico .

Meteorologia

Veja também a Categoria: Instrumentação e equipamento meteorológico .

Navegação e levantamento

Veja também a Categoria: Equipamento de navegação e Categoria: Navegação . Veja também instrumentos de topografia .

Astronomia

Veja também Instrumentos astronômicos e Categoria: Observatórios astronômicos .

Militar

Alguns instrumentos, como telescópios e instrumentos de navegação marítima, tiveram aplicações militares por muitos séculos. No entanto, o papel dos instrumentos nos assuntos militares cresceu exponencialmente com o desenvolvimento da tecnologia por meio da ciência aplicada, que começou em meados do século 19 e continuou até os dias atuais. Os instrumentos militares como classe baseiam-se na maioria das categorias de instrumentos descritas ao longo deste artigo, como navegação , astronomia , ótica e imagem, e a cinética de objetos em movimento. Temas abstratos comuns que unem instrumentos militares são ver à distância, ver no escuro, saber a localização geográfica de um objeto e saber e controlar o caminho e o destino de um objeto em movimento. As características especiais desses instrumentos podem incluirfacilidade de uso , velocidade , confiabilidade e precisão .

, Especializado, ou a aplicação generalizada Sem categoria

Lista alfabética

Instrumento Quantidade medida
alcoômetro teor alcoólico do líquido
altímetro altitudes
amperímetro corrente elétrica
anemômetro velocidade do vento
astrolábio latitude e altitude dos corpos celestes
audiômetro audição
barkometer licores de curtimento usados ​​em curtimento de couro
barômetro pressão do ar
bettsômetro integridade de coberturas de tecido em aeronaves
bevâmetro propriedades mecânicas do solo
bolômetro radiação eletromagnética
Dispositivo Brannock medir o tamanho do sapato
bafômetro teor de álcool no hálito
compasso de calibre comprimento
calorímetro calor das reações químicas
catetômetro distâncias verticais
ceilômetro altura de uma base de nuvem
cronômetro ou relógio Tempo
clap-o-meter volume de aplausos
bússola direção do norte
Coulombmetro carga eletrostática de um material
colorímetro cor
creepmeter lento deslocamento da superfície de uma falha geológica ativa na terra
Corrator Taxa de corrosão
declinômetro declinação magnética
densímetro gravidade específica de líquidos
densitômetro grau de escuridão em material fotográfico ou semitransparente
difratômetro estrutura de cristais
dilatômetro mudanças de volume causadas por um processo físico ou químico
disdrômetro tamanho, velocidade e velocidade das gotas de chuva
dosímetro exposição a perigos, especialmente radiação; radiação do item
tamborômetro quantidade de batidas de bateria ao longo do tempo
nível atarracado níveis horizontais, ângulo polar
dinamômetro força, torque ou potência
medidor de eletricidade energia elétrica usada
eletrômetro carga elétrica
sintonizador eletronico tom das notas musicais
elipsômetro índice de refração, função dielétrica, espessura de filmes finos
eudiômetro mudança no volume de uma mistura de gás após a combustão
evaporímetro taxa de evaporação
fatômetro profundidade do oceano
medidor de folga larguras de lacunas
infravermelho voltado para a frente (FLIR) detecta energia infravermelha (calor) converte-a em um sinal eletrônico, que é então processado para produzir uma imagem térmica em um monitor de vídeo e realizar cálculos de temperatura.
quadrado de enquadramento ângulos retos em construção
contador de freqüência frequência de corrente alternada
medidor de combustível níveis de combustível
galvanômetro eletricidade
picnômetro de gás volume e densidade de sólidos
contador Geiger radiação ionizante (alfa, beta, gama, etc.)
glicosímetro glicose no sangue (diabetes)
grafômetro ângulos
heliômetro variação do diâmetro do sol
horímetro mede horas de máquina
hidrômetro gravidade específica de líquidos (densidade de líquidos)
higrômetro umidade
inclinômetro ângulo de inclinação
inkometer tinta
interferômetro interferência de onda
termômetro infravermelho Mede o calor irradiado
catarômetro composição de gases
lactômetro gravidade específica do leite
medidor de luz luz (em fotografia)
transdutor de posição linear velocidade de movimento
célula de carga medição de força
medidor de lux intensidade da luz
magnetômetro força dos campos magnéticos
manômetro pressão do gás
Medidor de fluxo de massa taxa de fluxo de massa de um fluido viajando através de um tubo
espectrômetro de massa massas de íons, usadas para identificar substâncias químicas por meio de seus espectros de massa
copo de medição produtos líquidos e secos
cilindro de medição volume
colher de medida uma colher usada para medir a quantidade de um ingrediente, seja líquido ou seco
megger isolamento elétrico
barômetro de mercúrio Pressão atmosférica
micrômetro pequenas distâncias
multímetro potencial elétrico, resistência e corrente
nefoscópio para medir a velocidade e direção das nuvens
nefelômetro partícula em um líquido
odômetro Distância viajada
ohmímetro resistência elétrica
opisômetro comprimentos de linhas curvas arbitrárias
orquidômetro tamanho do testículo em humanos machos
osciloscópio oscilações
osmômetro força osmótica de uma solução, colóide ou matéria composta de um objeto
parquímetro coleta dinheiro para direitos de estacionamento de veículos em uma zona por um tempo limitado
pedômetro degraus
medidor de pH pH (acidez química / basicidade de uma solução)
fotômetro iluminância ou irradiância
planômetro área
polarímetro rotação de luz polarizada
potenciômetro tensão (o termo também é usado para se referir a um resistor variável)
perfilômetro rigidez da superfície
transferidor ângulos
psicrômetro umidade
picnômetro densidade do fluido
piranômetro radiação solar
pireliômetro insolação solar direta
pirômetro temperaturas altas
quadrat porcentagem de cobertura de uma certa espécie
microbalança de cristal de quartzo espessura de filmes finos depositados
pluviômetro medição de chuva
radiômetro fluxo radiante de radiação eletromagnética
refratômetro índice de refração
reômetro resposta às forças aplicadas
rotâmetro pressão de um líquido ou gás em um tubo fechado
régua para medir o comprimento
sacarômetro quantidade de açúcar em uma solução
sismômetro ondas sísmicas (por exemplo, terremotos)
sextante localização na superfície da terra (usado na navegação naval)
espectrômetro propriedades da luz
espectrofotômetro intensidade da luz em função do comprimento de onda
velocímetro velocidade, velocidade de um veículo
espirômetro a capacidade pulmonar
esferômetro raio de uma esfera
esfigmomanômetro pressão arterial
estadímetro alcance do objeto
medidor de tensão tensão sísmica
Medidor SWR proporção de onda estacionária
tacômetro distância
tacômetro revoluções por minuto, taxa de fluxo sanguíneo, velocidade dos aviões
taxímetro distância percorrida, deslocamento
tensiômetro tensão superficial de um líquido
teodolito medindo ângulos nos planos horizontal e vertical
termômetro temperatura
medidor de inclinação pequenas mudanças na Terra
tintômetro cor
máquina de medição universal localizações geométricas
Medidor de Vácuo pressão muito baixa
viscosímetro viscosidade de um fluido
voltímetro potencial elétrico, tensão
Medidor VU unidade de volume
wattímetro energia elétrica
balança peso
cata-vento Direção do vento
zimômetro fermentação

Veja também

Notas

Observe que a grafia alternativa " -metre " nunca é usada quando se refere a um dispositivo de medição.

Referências

Ligações externas