Was denken Sie, wenn Sie das Wort Metrologie hören?
Wenn Sie sich industrielle Umgebungen vorstellen, in denen Laser zur Messung präziser Dimensionen eingesetzt werden, dann liegen Sie nicht falsch. Aber der Anwendungsbereich der Metrologie ist in Wirklichkeit viel weiter als die enge, auf der Fertigung basierende Definition, die wir gewöhnlich auf sie anwenden. Die Metrologie ist ganz einfach die Wissenschaft des Messens. Wir haben uns genauer angesehen, was das bedeutet und welche weitreichenden Auswirkungen es auf unser tägliches Leben hat. Sehen Sie sich das Video unten an oder klicken Sie hier, um mehr zu erfahren.
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Was wäre, wenn Sie in einer Welt leben würden, in der Sie nichts messen könnten? Wie würden Sie wissen, wann Sie aufwachen müssen? Wie würden Sie etwas bauen, ob es nun ein Baumhaus in Ihrem Garten oder ein Flugzeug in einer Fabrik ist? Woher würden Sie wissen, ob Ihnen bald das Benzin ausgeht? Manche Messungen machen wir, ohne nachzudenken, weil wir sie ständig durchführen, während andere sorgfältig und präzise durchgeführt werden müssen. Aber woher wissen wir, wie wir diese Dinge messen sollen? Das ist die Metrologie. Und wie würde eine Welt ohne Metrologie eigentlich aussehen? Werfen wir einen Blick darauf.
Das Wort Metrologie wird gewöhnlich mit einem anspruchsvollen Fachgebiet assoziiert, das sich mit der Produktion und Montage einiger der empfindlichsten und wichtigsten Herstellungsprojekte befasst. Aber Metrologie ist eigentlich ein sehr einfaches Konzept (auch wenn einige dies vielleicht trügerisch behaupten). Tatsächlich verwenden wir alle einige der Grundlagen der Metrologie in unserem täglichen Leben. Was ist also Metrologie? Was sind ihre Grundprinzipien und wie wenden wir sie im Alltag an?
Einfach ausgedrückt: Metrologie ist die Wissenschaft des Messens. Während die moderne High-End-Messtechnik dazu verwendet wird, die Genauigkeiten und Definitionen ihrer Geräte unter die Grenze der Sichtbarkeit zu drücken, um Toleranzanforderungen zu erfüllen, ist selbst das einfachste Messinstrument in Ihrem Haus ein Stück Messtechnikausrüstung, wenn es die drei Grundkomponenten der Messtechnik aufweist: Einheit, Messung und Vergleich.
Das grundlegendste Element der Metrologie ist die Einheit. Um etwas messen zu können, muss man eine Möglichkeit haben, auszudrücken, wie viel von dem zu Messendem vorhanden ist. Laser Tracker wären nutzlos, wenn sich die Definition eines Millimeters von einem Tag auf den anderen ändern würde. Für Masse verwenden wir das metrische und das imperiale System. Für die Zeit verwenden wir Sekunden, Minuten, Stunden, Tage und Jahre. Für elektrischen Strom verwenden wir Ampere und Volt. Jede dieser Einheiten gibt uns die Möglichkeit, eine gemessene Substanz in gleich große Stücke zu brechen, die wir auswerten können.
Der zweite Teil der Metrologie ist die Fähigkeit, diese Einheiten in einer realen Umgebung zu messen. Die Definition eines Mikrometers ist wunderbar, aber unpraktisch, wenn wir keine Geräte haben, die einen so kleinen Abstand erfassen können. Ob es sich nun um Laser Tracker handelt, die Flugzeugflügel inspizieren oder um Temperaturmessgeräte auf einem Supraleiter, Metrologiegeräte müssen in der Lage sein, zwischen den kleinsten Einheiten, die sie messen sollen, genau zu unterscheiden.
Zudem müssen Metrologiegeräte in der Lage sein, die gemessene Menge auf eine Art Referenznormal anzuwenden. Häufig bezieht sich dies direkt auf die Maßeinheit, wie z.B. ein Laser Tracker, der den absoluten Abstand der gemessenen X-, Y- und Z-Werte anzeigt, aber dies kann auch der Fall sein, wenn der Tracker diesen Wert in Bezug auf das CAD-Modell anzeigt und die ± Differenz zwischen den beiden Werten angibt. Referenznormale können auch verwendet werden, um Metrologiegeräte zu kalibrieren und sicherzustellen, dass sie ihre Genauigkeit beibehalten.
Aber dies sind die Art von hochrangigen Beispielen der Metrologie, die sie so oft wie ein unzugängliches Gebiet erscheinen lassen. Ich sagte Ihnen, dass wir alle diese Elemente der Metrologie in unserem täglichen Leben verwenden. Und wenn man schaut, beginnt man überall die drei Grundlagen der Metrologie zu erkennen. Nehmen Sie zum Beispiel einen Messbecher.
Es mag einfach aussehen, aber dies ist eine der reinsten Arten von Messgeräten, die Sie finden können. Mit den Einheiten Unzen, Becher und Milliliter misst sie die Menge einer Substanz, die in sie eingefüllt wird, mit direkten visuellen Referenzlinien, die zeigen, ob der Becher zu viel, zu wenig oder genau die richtige Menge enthält. Und da die Messbecher auf exakte Maße bearbeitet werden, sind ihre Referenzpunkte unveränderlich und müssen nie kalibriert werden.
Werkzeuge wie diese sind überall in unserem Leben anzutreffen, von den Thermostaten in unseren Häusern über die Batterieanzeigen auf Laptops und Tablets bis hin zu dem Balken, der im Video anzeigt, wie viel Zeit uns noch bleibt. Und wir sind uns der Informationen bewusst, die uns diese Werkzeuge aufgrund der Metrologie liefern.
Sehen Sie, die Metrologie hat das Messen nicht erfunden. Das Studium der Metrologie gibt es erst seit dem 18. Jahrhundert, aber die Menschen haben Zehntausende von Jahren gebraucht, um Messwerte zu ermitteln. Vor der Metrologie war das Messen ein Wilder Westen, in dem Amerika und Europa, das antike Rom und das kaiserliche China unterschiedliche Definitionen der Länge schufen.
Die Metrologie ist die Geschichte, in der wir die Disziplin entwickelt haben, um die Art und Weise zu definieren, wie wir Messungen vornehmen und die Einheiten und Geräte zu standardisieren, so dass Messungen zwischen Räumen oder Kontinenten alles das Gleiche bedeuten würden. Mit anderen Worten, die Metrologie ist der Grund, warum dieser Barkeeper den Unterschied zwischen einem Deziliter, einem Pint und einem Schnapsglas kennt. Jetzt nehme ich mal ein Glas Wasser.
Wenn man bedenkt, wie die Metrologie unser tägliches Leben beeinflusst, fragt man sich: Wie würde diese Welt heute ohne Metrologie aussehen?
Die von der Metrologie geschaffenen Definitionen und die Standardisierung haben industrielle Durchbrüche gefördert, die die Produktion und Montage von Fertigungsprojekten in Maßstäben und Feinheiten ermöglicht haben, von denen wir vor Hunderten von Jahren nicht einmal zu träumen gewagt hätten. Aber sie haben sich auch sehr direkt auf unser tägliches Leben ausgewirkt. Benzin wird in Standardeinheiten verkauft. Wir wissen, wie viele dieser Einheiten der Tank unseres Autos aufnehmen kann. Wir wissen, wie weit wir gefahren sind, seit wir das letzte Mal getankt haben und wir haben eine Anzeige im Auto, die anzeigt, wie viel Benzin noch vorhanden ist. Und all diese Informationen zusammengenommen bedeuten [Das Auto, das anscheinend voll getankt ist, rast an Daniel vorbei und hüllt ihn in eine Staubwolke], dass uns auf der Straße viel seltener das Benzin ausgeht.
