Идентификация объекта измерений

Спецификация измеряемой величины.

Моделирование процесса измерения площади

Существует несколько определений площади:

Площадь — часть поверхности, ограниченная замкнутым контуром, одна из количественных характеристик плоских геометрических фигур и поверхностей [1]. Площадь — численная характеристика двумерной (плоской или искривлённой) геометрической фигуры, показывающая размер этой фигуры [2]. Площадь – это физическая величина, показывающая протяженность объекта в двух измерениях фигуры [3].

Единицей измерения длины в Международной системы (СИ) является метр квадратный (м²) [5].

Размерность: L = м·м

Площадь – скалярная величина.

Исторически вычисление площади называлось квадратурой. Фигура, имеющая площадь, называется квадрируемой. Фигуры с одинаковой площадью называются равновеликими. Общий метод вычисления площади геометрических фигур предоставило интегральное исчисление.

Так как площадь – производная величина, эталонов площади не существует. Вместо этого используют эталоны длины.

Исходный эталон единицы длины – метра в диапазоне 0,1-100 мм. Создан и эксплуатируется с 1996 года.

Эталон представляет собой комплекс средств измерений, размещенный в специальном термостатированном помещении, расположенном на отдельном виброустойчивом фундаменте и включает:

- интерферометры Кестерса;

- газоразрядные лампы с кадмием и гелием;

- блок измерения температуры мер: термометр с ц.д. 0,01° С, потенциометр Р 348 с - нормальным элементом;

- барометр чашечный ртутный;

- психрометр с термометрами;

- меру сравнения стальную 100 мм;

- меру сравнения кварцевую 100 мм;

- измеритель температуры концевых мер длины

Метрологические характеристики:

диапазон длины – от 0,1 до 100 мм;

неисключенная систематическая погрешность, не более 0,027 мкм;

случайная погрешность, не более 0,003 мкм;

нестабильность за 10 лет – 0,030 мкм

Источники прослеживаемости:

Россия, ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева», Государственный первичный эталон единицы длины-метра (ГЭТ 2-85).

Объектом измерений является земная поверхность. Географическая оболочка — целостная и непрерывная оболочка Земли, где её составные части: верхняя часть литосферы (земная поверхность), нижняя часть атмосферы (тропосфера, стратосфера, гидросфера и биосфера) - а также антропосфера проникают друг в друга и находятся в тесном взаимодействии. Между ними происходит непрерывный обмен веществом и энергией [4].

Земная поверхность — это верхняя часть твёрдой земли. От мантии отделена границей с резким повышением скоростей сейсмических волн — границей Мохоровичича. Толщина коры колеблется от 6 км под океаном, до 30 - 50 км на континентах [4]. Бывает два типа коры — континентальная и океаническая. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга. Кинематику этих движений описывает тектоника плит.

Различают несколько видов земной поверхности.

1) Равнины и плато. 4/5 поверхности суши представляют собой невысокие, ровные и слегка наклонные участки, более или менее интенсивно пересекаемые долинами рек. Основной рельеф Земли — это равнины и плато. Их главное различие не в высоте над уровнем моря, а в глубине долин. Плато сильно изрезаны, в то время как на равнинах воды текут без глубоких русел.

2) Каменистая пустыня. Их поверхность покрыта галечником, образовавшимся в результате разрушения твердых горных пород под воздействием ежедневного резкого перепада суточных температур, высоких днем и низких ночью. Мелкие частицы, песок уносит ветер (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Каменистая пустыня

3) Гора — вулкан. Наример Гавайский архипелаг, расположенный в Тихом океане, состоит из цепи вулканов горного типа. Но это не горный хребет. Здесь каждая вершина образовалась сама по себе, независимо от своих соседок. Пик же из хребта вычленяет эрозия (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Гора-вулкан

3) Расколотое плато. Воды южноафриканской реки Замбези текут по плато, а затем низвергаются в расщелину глубиной более 100 м. Это водопад Виктория, который в два раза выше Ниагарского (Рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 – Расколотое плато

Континенты в целом. Основные высоты континентов:

- Азия - Эверест (8848 м) - Мертвое море (-396 м) - 960 м

- Африка - Килиманджаро (5895 м) - Оз. Ассаль (- 170 м) - 750 м

- Северная Америка - Мак-Кинли (6194 м) - Долина Смерти (- 86 м)
- 720 м

- Южная Америка - Аконкагуа (6960 м) - Рио-Вапьдес (-30 м) 590 м

- Европа - Монблан (4807 м) - Каспийское море (- 28 м) - 340 м

- Австралия - Косцюшко (2228 м) - Оз. Эйр (- 16 м) - 300 м

- Антарктида - Винсон (5139 м) - неизвестна - 2000 м

Измерениями высот, площадей и расстояний земной поверхности занимается геодезия. Различают следующие виды геодезических измерений:

- угловые (геодезические) измерения – вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются горизонтальные и (или) вертикальные углы (зенитные расстояния);

- линейные (геодезические) измерения – вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются длины сторон геодезических сетей (расстояния или их разности), площади;

- геодезические измерения превышений – вид линейных геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической вели-чиной являются разности высот пунктов (точек);

- гироскопические измерения (гироскопическое ориентирование) – вид угловых геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются азимуты направлений, определенные с помощью гироскопических приборов;

- геодезические измерения координат (координатные измерения) – вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной является положение геодезических пунктов относительно исходных пунктов в заданной отсчетной системе.

Дата добавления: 2015-04-30