تشرح هذه المقالة ما هو القياس. لذلك سوف تتعرف على أنواع القياس المختلفة، وأمثلة على أدوات القياس، وما هي أخطاء القياس الأكثر شيوعاً.
ما هو القياس؟
يعتمد القياس على مقارنة وحدة القياس بالجسم أو الظاهرة المراد قياس حجمها الفيزيائي. ببساطة، القياس هو العملية التي يتم من خلالها الحصول على قيمة القياس.
على سبيل المثال، عندما نستخدم شريط القياس، نحصل على طول الجسم. ولذلك فإن العملية التي تم من خلالها الحصول على القياس هي عملية القياس.
في القياس، تتم مقارنة المعيار بالشيء أو الظاهرة المراد قياسها. باتباع المثال، عندما نقيس باستخدام شريط القياس، فإننا نقارن طول الجسم بعدد مرات تكرار السنتيمتر، وبذلك نعرف السنتيمترات التي يشغلها الجسم.
أنواع القياسات
بمجرد أن رأينا تعريف القياس، سنرى ما هي أنواع القياس المختلفة لفهم معناها بشكل أفضل.
القياس المباشر
القياس المباشر هو نوع من القياس يتم فيه قياس الكمية مباشرة باستخدام أداة القياس. وبعبارة أخرى، فإن القياس المباشر يتكون من مقارنة المتغير المراد قياسه بالقياس القياسي.
ولذلك، فإن القياس المباشر هو الذي يتم الحصول عليه باستخدام أداة مصممة لإجراء هذا القياس.
على سبيل المثال، عندما نقيس طول جسم ما بشريط القياس، فإننا نطبق عملية قياس مباشرة. وبالتالي، فإن قيمة الطول التي تم الحصول عليها ستكون قياسًا مباشرًا. وهذا القياس مباشر لأنه تم استخدام جهاز محدد لقياسه.
الميزة الرئيسية للقياس المباشر هي أنه يتم الحصول على القيمة المقاسة بسرعة كبيرة، ما عليك سوى استخدام الأداة المناسبة وقراءة القياس. ومن ناحية أخرى، فإن عيب القياس المباشر هو أن دقة القياس تعتمد على دقة أداة القياس.
القياس غير المباشر
القياس غير المباشر هو نوع من القياس يتم فيه قياس الكمية عن طريق الحساب. أي أن القياس غير المباشر لا يوفر قيمة القياس بشكل مباشر، بل يتم الحصول على القياس عن طريق إجراء عملية حسابية.
ولذلك، فإن القياس غير المباشر هو قياس يتم الحصول عليه من خلال عملية قياس غير مباشرة، أي من خلال تطبيق صيغة لإجراء عملية حسابية.
على سبيل المثال، لا يمكن قياس مساحة المربع، ولكن لتحديد مساحة المربع، يجب أولاً قياس طول ضلعه (القياس المباشر)، ثم زيادة هذا الطول إلى اثنين. ولذلك فهو قياس غير مباشر لأنه يحتاج إلى حساب لمعرفة قيمته.
باختصار، في القياس غير المباشر، يجب إجراء عملية حسابية واحدة على الأقل. وبالتالي، بشكل عام، في القياس غير المباشر، يتم تحديد قيمة واحدة أو أكثر أولاً عن طريق الأدوات ثم يتم حساب قيمة الفائدة من خلال تطبيق صيغة.
قياس قابل للتكرار
القياس القابل للتكرار هو القياس الذي يمكن إعادة إنتاجه مرة أخرى. أي أن القياس القابل للتكرار هو نوع من القياس يمكن من خلاله تكرار التجربة أو عملية القياس التي تم إجراؤها.
لذا، فإن القياس القابل للتكرار هو الذي تم الحصول عليه من خلال عملية قياس قابلة للتكرار، مما يعني أنه يمكن قياسه مرة أخرى.
ولذلك، فإن القياس القابل للتكرار هو نوع من القياس غير المدمر، لأنه إذا تم تدمير الجسم المقاس أو تلفه، فمن المنطقي أنه لا يمكن قياسه مرة أخرى أو أن القيمة التي تم الحصول عليها من قياس جديد لن تكون هي نفسها.
على سبيل المثال، إذا قمنا بقياس عرض طاولة، فسنحصل دائمًا على نفس النتيجة بغض النظر عن عدد المرات التي قمنا بقياسها، لذلك فهو قياس قابل للتكرار.
من ناحية أخرى، إذا أردنا قياس حد الانكسار لمادة ما، فيجب علينا تدمير الجزء لتحديد الضغط الذي تنكسر عنده المادة. وبالتالي فإن هذا الاختبار غير قابل للتكرار مع نفس الجزء، ولكن لتكرار القياس، يجب عليك تكرار نفس العملية مع جزء آخر. ولذلك فهو ليس قياسًا قابلاً للتكرار.
تجدر الإشارة إلى أن القياسات القابلة للتكرار مهمة في الفيزياء حتى يتمكن العلماء الآخرون من التحقق من النتائج التي تم الحصول عليها في التجربة ومواصلة التحقيق.
أدوات القياس
أداة القياس هي جهاز يستخدم لقياس كمية فيزيائية. بمعنى آخر، أداة القياس هي جهاز يسمح لك بالحصول على قيمة القياس.
على سبيل المثال، شريط القياس هو أداة قياس تستخدم لقياس الطول. لذا، باستخدام شريط القياس يمكننا تحديد حجم الجسم.
وبالتالي فإن العملية التي يتم إجراؤها لتحديد قيمة القياس تسمى عملية القياس.
أمثلة على أدوات القياس:
- أدوات قياس الكتلة : الميزان، الميزان، المطياف، إلخ.
- أدوات قياس الوقت : الساعة، وساعة التوقيت، والتقويم، وما إلى ذلك.
- أدوات قياس الطول : المسطرة، شريط القياس، الميكرومتر، إلخ.
- أدوات قياس الزوايا : المنقلة، مقياس الزوايا، آلة السدس، إلخ.
- أدوات قياس درجة الحرارة : مقياس الحرارة، البيرومتر، الكاميرا الحرارية، الخ.
- أدوات قياس الضغط : البارومتر، المانومتر، أنبوب بيتوت، إلخ.
- أدوات قياس السرعة : عداد السرعة، مقياس سرعة الدوران، مقياس شدة الريح، الخ.
- أدوات القياس الكهربائية : المتر المتعدد، الواطميتر، راسم الذبذبات، إلخ.
- أدوات قياس الحجم : الماصة، أنبوب الاختبار، الدورق الحجمي، إلخ.
- أنواع أخرى من أدوات القياس : مقياس الدينامومتر، مقياس اللوكسمتر، مقياس الرطوبة، إلخ.
أخطاء القياس
خطأ القياس (أو خطأ القياس ) هو خطأ يحدث عند قياس كمية ما. وبالتالي فإن خطأ القياس هو الفرق بين القيمة المقاسة والقيمة الفعلية.
في الهندسة والفيزياء، من الشائع حدوث أخطاء في القياس أثناء التجارب. على الرغم من اتخاذ الاحتياطات اللازمة لتقليل أخطاء القياس، إلا أنه عند قياس العديد من الملاحظات، فمن المحتمل حدوث بعض أخطاء القياس.
ولذلك، على الرغم من أنها عادة ما تكون مهمة مملة، إلا أنه يجب علينا توخي الحذر في عملية قياس الكمية لتقليل أخطاء القياس.
اعتماداً على طبيعة أخطاء القياس يمكن تصنيفها إلى النوعين التاليين:
- أخطاء القياس العشوائية : نوع من أخطاء القياس لا يُعرف سبب حدوثه. في بعض الأحيان، عند إجراء تجربة في ظل نفس الظروف، يمكنك الحصول على نتيجة مختلفة قليلاً دون معرفة السبب.
- أخطاء القياس المنهجية : يظل هذا النوع من أخطاء القياس ثابتًا، وبالتالي فإن القانون أو الآلية المسببة له معروفة. وبما أن خطأ القياس له سبب محدد، فإن الانحراف بين القيمة المقاسة والقيمة الفعلية يكون هو نفسه بشكل عام عند إجراء تجارب متعددة.
ومن ناحية أخرى، يمكن تقييم خطأ القياس المرتكب من خلال حساب فرق القيمة المقاسة مقارنة بالقيمة الفعلية. وهكذا يتم التمييز بين الخطأ المطلق والخطأ النسبي.
- الخطأ المطلق : هذا هو الفرق بين القيمة المقاسة والقيمة الفعلية. ولذلك، لحساب الخطأ المطلق، ما عليك سوى طرح القيمة التي تم الحصول عليها من القياس مطروحًا منها القيمة الفعلية.
- الخطأ النسبي : هذا هو الفرق النسبي بين القيمة المقاسة والقيمة الفعلية. وبالتالي فإن الخطأ النسبي يعادل الخطأ المطلق مقسومًا على القيمة الفعلية. وعادة ما يتم التعبير عنها كنسبة مئوية
