2. Ajaloost
Praktilistel mõõtmistel tekkisid järgmised PROBLEEMID
• mõõdetakse mitu suurust ja nendest arvutatakse
soovitava (mõõte)suuruse väärtus
V abc
• erineva valdkonna füüsikalistel suurustel on erinevad
mõõteprotseduurid ja parameetrid, puudus ühtsus
optika, elekter, soojus, mehaanika, ...
• kasutatakse mõistet “tõeline väärtus” mis on
teadmataja sellest tulenevat mõistet “viga”
• ebaselged: eeldused, lihtsustused, tingimused
lineaarsus, t°-sõltuvus, normaaljaotus, ...
3. EESMÄRK tagada mõõtmisel:
• universaalsus, üks ühtne mõõtmiste kvaliteedi hindamise
• meetod ja ühtne tulemuste esitamise meetod,
• ühtne statistiline lähenemine kõikidele
mõõteprotseduuridele,
• selgus ja läbipaistvus eeldustes, toimingutes, hinnangutes:
• arusaadavad, jälgitavad, korratavad selleks võeti kasutusele
uus mõiste mõõtemääramatus, et anda hinnangut
mõõdetava suuruse väärtusele
measurement uncertainty
неопределенность измереня
6. Mõõteviga ja mõõtemääramatus
• x. Kuna mõõtmine ei pruugi olla täpne, siis see
mõõtetulemus võib mõõtesuuruse tõelisest väärtusest
x0 erineda.
• Mõõtetulemuse ja suuruse tõelise väärtuse vahet
nimetatakse mõõteveaks.
Suuruse x mõõteviga tähistatakse sageli sümboliga δx
(loe väike delta x).
δx = x - x0.
Mida väiksem mõõteviga, seda parem on mõõtmise
täpsus.
7. Mõõtemääramatuse allikad
• Etalonide ebatäpsus. Näiteks on kilogrammi etaloni prototüüp aja jooksul 50 µg
kergemaks muutunud.
• Mõõteriista ebatäpsused. Näiteks on mõõtjoonlauale jaotised peale kantud
ebatäpselt või kaaluviht ettenähtust veidi raskem.
• Mõõtja põhjustatud subjektiivsed ebatäpsused. Näiteks saavad käsitsi aega
mõõtvad finišikohtunikud veidi erinevaid tulemusi, kuna nende reageerimiskiirus
on erinev. Osutmõõteriistalt näidu lugemisel tekkiv subjektiivne viga on tingitud
aga valest vaatenurgast.
• Ümbritseva keskkonna mõjust tingitud ebatäpsused. Näiteks üleskeeratava
vedrukella käiku mõjutab temperatuur ja vedrukaalu näit sõltub Maa
külgetõmbest, mis eri paikades veidi erinev on.
• Mõõtmise aluseks oleva teooria ebatäpsused. Näiteks traati läbiva voolutugevuse
mõõtmise aluseks võetav Ohmi seadus (I = U/R) ei pruugi olukorras, kus traat voolu
toimel kuumeneb, täpselt kehtida.
• Kasutatavate konstantide ebatäpsused. Näiteks arvutustes kasutatav arv π või
vaba langemise kiirendus pole täpsed.
• Teadmata põhjustest tingitud juhuslikud ebatäpsused. Tuleb ette olukordi, mil
näiliselt ühesugustes tingimustes läbi viidud kordusmõõtmised ei anna eelmistega
samasuguseid tulemusi.
10. • Joonisel on toodud kilogrammi prototüüp ja tema ametlikud koopiad ning nende
ajalooline võrdlus.
• Pärast sisseseadmist 1889. aastal on neid võrreldud kaks korda, ja on näha, et
prototüübiga võrreldes on ametlikud koopiad ühes või teises suunas muutunud. Sellest
võib järeldada, et tõenäoliselt on ka prototüüp ise muutunud, aga keegi ei tea, kuidas
täpselt. Kogu grupp võib olla triivinud´ühes või teises suunas, aga see ei paista
omavahelisest võrdlusest välja, ning tausta, millega neid võrrelda, ei ole.
• Siit selgubki üks põhjus, miks ka massiühik on vaja siduda mingi stabiilse
loodusnähtusega. Teine põhjus peitub selles, et kui midagi peaks juhtuma selle
etaloniga, mis ju hetkel ongi definitsioon, läheb ühik kaduma.
• Kõik praegused massi etalonid on seotud selle ühega. Siis tuleks kilogramm
uuestidefineerida ja uus prototüüp valmistada. Ja õnnetusi juhtub ju ikka – inglastel
põles kord üks etalonide komplekt maha.
11. Eesti ühekilogrammiste vihtide grupietaloni kolm tugietaloni.
Need tugietalonid on käinud kalibreerimisel Saksamaal ja
Šveitsis.
Grupi ülejäänud 14 vihti on tööetalonid, mida kasutatakse
kombinatsioonides, et kalibreerida 10-kilogrammist,
5-kilogrammist ja 2-kilogrammist vihti. Kilogrammist lähtudes
toimub massiskaala jagamine alla kuni 1 milligrammini.
Eesti massietalon(id) on hoiul samasuguste klaaskuplite all
nagu rahvusvaheline prototüüp ja selle ametlikud koopiadki.
Toomas Kübarsepa kommentaar selle sarnasuse kohta kõlab:
“Metroloogias peavadki samasugused asjad olema. Muidu ei
saa võrrelda.”
12. Massilabori uus suur Šveitsi
firma
Mettler Toledo komparaator
on üks kuuest omataolisest
Euroopas.
See paistab silma selle
poolest, et võimaldab katta
piirkonna 2 kilogrammist 50
kilogrammini.
13. Etalonilabori ehitamine ei ole lihtne,
sest seadmed on eriti tundlikud
vibratsiooni suhtes. Et vältida häireid,
on Tartus massiivsete graniitlaudade
alla, umbes meetri sügavusse,
rajatud eraldi vundamendid, mis
paiknevad põrandast lahus.
Seetõttu ei ole praeguses laboris
vibratsiooniga probleeme.
14. Etalonilaboris etalonvihte palja
käega ei katsuta, nende
liigutamiseks on spetsiaalsed
tõstevahendid, samuti
kasutatakse kindaid. Nii ei jää
vihtidele jälgi (näiteks näpujälgi),
mis etalontasemel mõõtmisel
juba vihtide kaalu muudaksid.
Aga kaalu muutus võib aset leida
ka näiteks juhul, kui ruumis
õhuniiskus muutub. Enne
komparaatorisse panekut
puhastatakse vihte peene
oravasaba pintsliga ja õhujoaga.
