Мерење представља процес квантификовања физичких величина. Сходно томе оно представља једну од најважнијих активности у науци и техници. А незаобилазно је и у свакодневном животу. С обзиром на свеприсутност, процес, услови, ограничења и теоријске основе мерења су предмет проучавања.
Ако се мерења врше помоћу људских чула често се називају проценом квантитета одређене физичке величине. Међутим, чешће се за мерење користе инструменти. При томе инструменти могу бити једноставни, као што су они за мерење дужине до веома сложених уређаја специјално конструисаних за идентификовање појединих физичких величина.
За мерење је неопходно дефинисати величину која се мери. А сам процес мерења представља поређење дате величине са познатом вредношћу те величине. Често објекат или величина који се мере нису погодни за директно поређење. Због тога је потребно извршити конверзију мерене величине у аналогну величину код које је могуће спровести директно поређење односно мерење.
Мерни инструменти и системи
Сваки мерни систем се састоји из низа функционалних делова. Један од тих делова је намењен непосредној идентификацији параметара који карактеришу објекат који се посматра или мерену величину. Добијени физички сигнал се упоређује са референтним сигналом који, одговара познатој вредности мерене величине. Референтни сигнал се добија посматрањем објекта или одређене физичке величине чија је вредност позната. Овај процес се назива калибрација. Само поређење мерене и референтне вредности може да буде аналоган процес у оквиру кога се пореде континуални сигнали и доводе на ниво једнакости. Супротно томе процес поређења може да се оствари и бројањем. У том случају врши се дељење сигнала и познате вредности мерене величине, на једнаке делове (квантизација) и сабирањем тих делова.
Функције мерних система
Поред непосредног мерења мерни системи имају и друге функције. Њихов задатак је да олакшају основни процес, тј. поређење мерене и референтне вредности величине која се мери. Једна од тих функција је појачавање мерног сигнала да би се обезбедио сигуран завршетак процеса мерења. Такође, да би се смањио утицај шумова на процес мерења мерни сигнал се може конвертовати у дигитални облик. Рачунање је такође, важан процес у оквиру мерења. У оквиру њега се мерним сигналима манипулише математички, најчешће коришћењем неког аналогног или дигиталног рачунара.
Мерни системи често садрже и уређаје за пренос сигнала на даљину (телеметрија). Такође, мерни системи, чак и они који спадају у високоаутоматизоване, омогућавају мониторинг сигнала од стране корисника. Мерни системи који се базирају на дигиталним рачунарима по правилу поседују могућност памћења измерених вредности. На тај начин је могуће вршити њихову анализу и када се процес мерења заврши.
На квалитет мерења и мерних инструмената утичу бројни спољашњи и унутрашњи фактори. Најважнији спољни фактори су шум и сметње, који имају тенденцију да изобличе или маскирају мерни сигнал. Што се тиче унутрашњих фактора у њих спадају линеарност, резолуција, прецизност и тачност. Наведени фактори представљају карактеристике мерног инструмента односно система. Што се тиче ефеката који проистичу из самог процеса мерења у њих спадају динамички одзив, померање и хистерезис. Што се тиче питања грешака при мерењу оне су предмет теорије мерења, која овде неће бити разматрана.
Мерне јединице
Јединственост мера на светском нивоу обезбеђује Међународни систем јединица (Le Système International d’ Unités – SI). За тумачење свих појава у природи довољно је користити седам основних физичких величина – дужина, време. маса, температура, јачина електричне струје, јачина светлости и количина супстанце. Јединисе основних физичких величина су основне мерне јединице. Оне су одређене одговарајућим стандардима или еталонима.
Величина | Ознака величине | Јединица | Ознака јединице |
Дужина | l | метар | m |
Маса | m | килограм | kg |
Време | t | секунд | s |
Температура | T | келвин | K |
Јачина електричне струје | I | ампер | A |
Јачина светлости | Jv | кандела | cd |
Количина супстанције | n | мол | mol |