introduction to Measurements

Measurement And

Instrumentations

DR. Eng. Samir ElshamyDR. Eng. Samir Elshamy

ومبادئ أساسية عن القياساتمقدمة

ى الظواهر لقد استعمل اإلنسان القياسات منذ فجر التاريخ كوسيلة عملية للتعرف عل

خترع فقد ا. الطبيعية المحيطة به ولتحديد أشياء يستعملها خالل حياته اليومية

سلوب اإلنسان أجهزة قياس األطوال والكيل منذ الحضارات اإلنسانية األولى لتنظيم أ

ريين فقد استعملت قياسات األبعاد من طرف المص. حياته االجتماعية واالقتصادية

الفراعنة بالدقة التي سمحت ببناء األهرامات كما استعملت مكاييل دقيقة في

دا وقد أخذ القياس دورا مهما ج. المعامالت التجارية بين مختلف األمم في ذلك الزمان

إن التطور . في جميع مجاالت الحياة البشرية القديمة والحديثة

ج والتكنولوجي واالقتصادي الذي نعيشه في العصر الحديث هو نتاالصناعي

وخلوها بدقة عملية القياساالستعمال الصحيح لمبادئ القياسات وديمومته مرتبطة

DR. Eng. Samir Elshamyمن األخطاء

ذلك؟أليس ك. التي نضعها على أيدينا لمعرفة وتنظيم وقتنا جهاز قياس مهمالساعة -1جة مؤشر در-عداد سرعة السيارة )للسيارة بأمان مرتبطة بعدة أجهزة قياس قيادتك -2

.(مؤشر خزان الوقود إلخ-الحرارة درجة الحرارة وسرعة الرياح واتجاهها عن طريق أجهزة قياس مهم جدا قياس -3

.للمالحة الجوية وبالتالي على تنقالتناالكهرباء والماء المجودين عند مدخل البيت هما أجهزة قياس االستهالك وعلى عداد -4

.الممونةأساسها ندفع الفاتورة إلى الشركات.التجارية بين مختلف الدول مبني على الموازيين والمكاييلالتبادالت -5من دراستك لمختلف العلوم منذ المدرسة االبتدائية استعملت عدة أجهزة قياسخالل -6

.أبسطها المسطرة لتحديد أطوال المربعات والمستطيالت والمنقلة لحساب الزوايا

ل أن يالحظ أحدنا أن حياته اليومية مملوءة بأنواع عدة من القياسات بإنه لمن السهل

فعلى . تلفةمرتبطة بأجهزة قياس مخ( االجتماعية، االقتصادية والسياسية)أصبحت حياتنا :سبيل المثال ال الحصر

DR. Eng. Samir Elshamy

هي علم شامل يدخل في جميع العلوم الطبيعية( أو المترو لوجيا)إن القياسات

بحيث أن . ةعلى جميع النشاطات البشريولتطبيقاتها تأثير بالغ ومهم. والتكنولوجيا

ية جدا عدم إجراء القياسات الدقيقة عن قصد أو عن غير قصد يؤدي إلى نتائج سلب

ين وهما من ب)لهذا فقد حظي القياس وباألخص الكيل والميزان . على كل المستويات

شرع باهتمام الم( أهم أجهزة القياس المستعملة في المعامالت التجارية قديما وحديثا

:الحكيم وجاء ذكره في القرآن الكريم في عدة آيات نذكر منها


اآليةرقم اآليةالسورة

- 1المطففين 3وإذا(2)يستوفونالناسعلىاكتالواإذاالذين(1)للمطففينويل

(3)يخسرونوزنوهمأوكالوهم

-84هود 85

قىىال يىىا قىىوم اعبىىدوا مىىا لكىىم مىىن إلىىه وإلىىى مىىدين أخىىاهم ىىعيبا

اف إنى أراكىم بخيىر وإنى أخىوال تنقصىوا المكيىال والميىزانغيره

أوفىىىوا المكيىىال والميىىىزان ويقىىوم( 84)علىىيكم عىىىذا يىىوم محىىىيط

فسىدين وال تبخسوا الناس أ ياءهم وال تعثوا ف األرض مبالقسط

(85)

35اإلسراءأحسىن ذلى خيىر ووأوفوا الكيل إذا كلتم وزنوا بالقسطاس المسىتقيم

تأويال DR. Eng. Samir Elshamy

كددن تنظدديم ولقددد قددام الفكددر اإلنسدداني بظيجدداد تنظدديم وتشددريع وتددعي للقياسددات حتددى يم

مختلدددف مجددداالت الحيددداة المعامدددرة خامدددة منهدددا مدددا يتعلدددق بالمعدددامالت التجاريدددة

قددد و.ومندده جدداءت المنظمددات الدوليددة والوطنيددة للمقدداييس والموامددفات. والصددناعية

يدده اهتمددت هددذه الهيبددات بدقددة القيدداس وتددبح أجهزتدده وتوحيددد الوحدددات المسددتعملة ف

وقددد أده هددذا التنظدديم إلددى الومددول إلددى نتددائج مهمددة جدددا علددى مسددتوه . وأسدداليبه

بادليدة وذات الصناعة التي أمبحت قادرة على تصنيع منتجات تتوفر فيهدا خامدية الت

إلى جودة عالية وحسب الموامفات المطلوبة في األسواق الدولية والمحلية مما أده

.نمو وازدهار االقتصاد العالمي


؟(المترو لوجيا)ما هو القياس علميا

:في القاموس الدولي للقياسات (Metrologyالمترو لوجيا)عرف علم القياس

علددم إجددراء عمليددة القيدداس مددع تحديددد نسددبة الخطددأ المترتبددة علددى عمليددة"بأنهه

".القياس

The International Vocabulary of Metrology defines metrology as:

The Science of measurements associated to the evaluation of

its uncertainty.

ية ) & ( metallurgyعلم المعادن ) (meteorologyعلم األرماد الجو


Basic Components of Metrologyالعنامر األساسية لعلم القياسات

:ثالثة عناصر أساسيةالقياساتلعلممن هذا التعريف نالحظ أن

Measurementعملية القياس

International System of Unitsنظام وحدات القياس الدولي -SI

Traceabilityمرجعية عملية القياس


(Measurement:)عملية القياس

ياس عملية مقارنة بين البعد المراد قياسه ووحدة ق: تعرف عملية القياس بأنها

مقاس بقيمة تسمح عملية القياس بتحديد قيمة البعد ال.معلومة مجسدة في جهاز قياس

.عددية بالنسبة لوحدة قياس معلومة

مقارنة الطول مع مسطرة القياس= قياس طول الشغلة -1ال كل DR. Eng. Samir Elshamy

خاصة مهيأة ألغراض القياس أجهزة و معداتباستخدامتتم عملية القياس

(.Gages-القياس محدداتأوMeasurement Instruments-أجهزة القياس:مثل)


:وهينتيجة عملية القياس على ثالثة معلومات أساسيةتحتوي

متفق عليها في إطار نظام وحدات القياس الدولي:وحدة قياس مناسبة.

ةالتي من خاللها يحدد وصف للبعد أو الخاصية المقاس:القيمة العددية.

نةة تعةود بحيث أن كل عملية قياس إال وبها نسبة أخطاء معي:نسبة خطأ معينة

.ألسباب متعلقة بالجهاز أو مستعمل الجهاز وطريقة وظروف استعماله


الفنةي تكمن مهمةة المهنةدس والتشغيلخالل إجراء عملية القياس في المختبرات وفي ورش

ع التةةدابير فةةي تحديةةد قةةيم األبعةةاد بالنسةةبة لوحةةدة القيةةاس الدوليةةة بالدقةةة الالزمةةة و اتخةةا جميةة

كر مةا من بين أهم ه ه اإلجةراءات العمليةة نة. للحيلولة دون وقوع أخطاء قياس بنسب كبيرة:يلي

.هفي حالة عملية جيدة و عدم تعرضه ألي شيء قد يخربالمحافظة على جهاز القياس•

و محةيط % 50= درجة رطوبة , 20= درجة حرارة )خاصة المحافظة على بيئة عمل•(.نظيف

لةةى القةةراءة العموديةةة ع)االحتياطىىات إلجىىراء قىىراءة نتيجىىة القيىىاس الصىىحيحةاتخىىاذ جميىى •..(.الجهاز الخ

.استعمال وحدة القياس المناسبة•

.و ه ا بمقارنته مع معايير معلومةالمعايرة الدورية لجهاز القياس•


طرق إجراء عملية القياس

:القياس على طريقتينتجرى عملية

بطريقة مبا رة) 1Direct Measurement

غير مبا رة) 2Indirect Measurement

.بمقارنة البعد المراد قياسه مباشرة مع جهاز القياسالقياس المبا ريتم


ار البعد وسائل مساعدة مثل الفرجار الستشعفيتم عن طريقالغير مبا رالقياس•

. ةالمراد قياسه ومن ثم مقارنته مع جهاز قياس مثل المسطرة أو القدمة ات الورني

ة هي أدوات مساعدة إلجراء عملية القياس لألبعاد بطريقة غير مباشرالفرجارات

تستعمل . بحيث أنها تسمح بنقل قيمة البعد المراد قياسه من الشغلة إلى جهاز القياس

.قاسه ه الوسائل في الحاالت التي يتع ر فيها وصول جهاز القياس الى البعد الم


International System of Unitsوحدات القياس الدولية

. واجدة في محيط لقد استعمل اإلنسان منذ فجر التاريخ القياسات لتحديد ومعرفة العوامل الفيزيائية المت

تعمل فقد اس. من محيط المعهودمستقاةولتحديد ذلك كان توجه إلى استعمال وحدات قياس طبيعية

حديد الذراع والقدم لتحديد األبعاد واألطوال كما استعمل وحدة الزمن المتمثلة في الليلة واليوم لت

البشري رغم كانت هذه المعايير ووحدات القياس كافية في العصور األولى من التاريخ. المسافات البعيدة

القرن ومع التقدم الصناعي الذي واكب الثورة الصناعية مع مطلع.تنوعها واختالفها من مكان إلى آخر

وف وقد دفعت ظر. الثامن عشر الميالدي أصبحت هذه المعايير ووحدات القياس ال تفي بالغرض

برز الحاجة الحرب العالمية الثانية إلى تطور صناعي مذهل كان أساس تبادلية المنتجات الصناعية مما أ

انبثق عن هذا النظام الدولي لوحدات . الماسة إلى توحيد نظم القياس على المستوى الدولي

ي المتفق علي في المؤتمر الدولي للقياسات فInternational System of Units -SIالقياس

ناعية يحدد هذا النظام وحدات قياس الكميات الطبيعية التي نتعامل معها في حياتنا الص. م1960سنة

واالقتصادية واالجتماعية


-SIالوحدات االساسية Base Units

الكمية المقاسة Measured Quantity الوحدة الرمز

الطول أو البعد Length المتر meter م m

الكتلة Mass الكيلوجرام Kilogram كلج Kg

الزمن Time الثانية Second ث s

درجة الحرارة Temperature درجة الكلفين Kelvin K

التيار الكهربائ Electrical Current األمبير Ampere A

كمية المادة Quantity of matter ألمول Mole mol

Luminosity دة االستضاءة القنديلة Candela Cd

الزاوية المسطحة Plane angle الراديان Radian rdDR. Eng. Samir Elshamy

Derived Unitsالوحدات المستنبطة

Measured Quantityالكمية المقاسةالوحدة من القانون

الفيزيائ الرمز

المساحة Surface الطول xالطول m2

الحجم Volume الطولxالطول xالطول m3

السرعة الخطية Speed الزمن/ الطول m/s

الذبذبة Frequency الزمن/ 1 Hz

الكثافة Density الحجم/ الكتلة kg/m3

التسارع Acceleration الزمن/ السرعة m/s2

القوة Force التسارع xالكتلة N

الضغط Pressure المساحة/ القوة N/m2

التدفق Flow Rate الزمن/ الحجم m3/sDR. Eng. Samir Elshamy

مضاعفات و أجزاء الوحدات األساسية المعتمدة

معامل الضر الرمز Prefixاســم المعامل

TeraT1012التيرا

GigaG109الجيجا

MegaM106الميجا

kilok103الكيلو

centi-c10-2السنت

milli-m10-3الميل

micro-µ10-6الميكرو

nano-n10-9النانو

pico-p10-12البيكو


English Unitsالقياس في النظام اإلنجليزيوحدات

. سهيإن وحدة المتهر المسهتعملة فهي النظهام الهدولي أخهذت مهن النظهام المتهري الفرن

وبالموازاة مهع ههذا النظهام يوجهد هنهاظ النظهام اإلنجليهزي الهذي مها زال مسهتعمال

دات يعتمههد النظههام اإلنجليههزي علههى وحهه. بصههورة أقههل يههمولية مههن النظههام الههدولي

:وهي معرفة كما يلي. الميل، الياردة، القدم والبوصة: القياس التالية


الوحدة االنجليزية رمزها وقيمتها SIالدول قيمتها ف نظام

الميل miles 1 mile = 1760 yard 1 mile = 1.609 km

الياردة yard 1 yard = 3 ft 1yd = 91.44 cm

القدم foot 1 ft = 12 in 1 ft = 30.48 cm

البوصة inch in 1 in = 25.4 mm


Thanks for your kind attention


introduction to Measurements

Documents

Transcript of introduction to Measurements