A mérési jegyzőkönyv elkészítésének szempontjai

A jegyzőkönyvnek funkciójában két jelleget kell tükröznie:
az okmány jelleget és a
didaktikai célt.

Az elsőt, - az okmány jelleget, - csupán azért hangsúlyozzuk, hogy hallgatóinkat felkészítsük a végzés után a szakmai életben való tevékenységre.

A szakmai életben készítendő jegyzőkönyvektől eltérően didaktikai célból megkívánjuk azt a többletet, hogy hallgatóink (rövid formában) bizonyítsák jegyzőkönyvükkel azt is, hogy a tananyagot elsajátították.

A gyakorlati munka két lényeges részre oszlik:

• a vizsgálat, vagy mérés és
• a jegyzőkönyv elkészítése.

A jegyzőkönyv szerepe, hogy minden lényeges mérési és észlelési eredményt rögzítsen, amelyhez a vizsgálatot (mérést) végző személy e munkája során hozzájutott. A vizsgálati eredmények között fel kell sorolni minden olyan körülményt, amely később lényegessé válhat; olyan időpontban, amikor a mérési szituáció már megismételhetetlen, rekonstruálhatatlan, a vizsgálati anyagokat kidobták, és esetleg a műszereket javították, vagy ismételten hitelesítették.

A jegyzőkönyvnek fejezet, vagy bejegyzés formájában a következőket kell tartalmaznia:

• címlap (név, tanulmányi csoport, dátum),
• a mérés elméleti alátámasztása (röviden)
• a mérésnél felhasznált eszközök (mérőeszközök, etalonok, vizsgált anyagok), felsorolása
• a mérés menete, a tevékenységek sorrendje, a mérési elrendezés ismertetése (csak ott, ahol ezt külön kérjük),
• a mérési eredmények táblázatai (indokolt esetben bővíthető a számítási eredmények rovataival)
• a számítások módja és eredménye,
• az eredmények kiértékelése (elemzés, észrevételek megjegyzések).

A számításokhoz felhasznált adatok forrását közölni kell.

Különösen súlyos jegyzőkönyvi hibák:

• hiányzik a jegyzőkönyv valamelyik része
• tévedés az alkalmazott műszert illetően,
• tévedés a vizsgált anyag (vizsgálati tárgy) vonatkozásában,
• nem logikus, vagy hiányos okfejtés a mérés leírásában
• a táblázatok rovatainak elcserélése,
• téves számítás végzése,
• nem engedélyezett mértékegység használata.

A jegyzőkönyvben csak a Magyarországon a 2004. évi XXIX. törvénnyel módosított XLV/1990 törvény (korábban a 8/1976. MT.r.) és az MSZ 4900 által megjelölt mértékegységek szerepelhetnek, tehát: a mennyiségek SI egységei; azok engedélyezett prefixummal kiegészített változatai, és az engedélyezett rendszeren kívüli mértékegységek.
A fizikai mennyiségek neve, jele és mértékegysége az IUPAC honalpjáról ingyenesen letölthető roviditve itt olvashato

Ha valamely műszert nem a fent meghatározott egységek valamelyikében hitelesítették, közölni kell a hiteles mérési eredményt a szóban forgó (nem SI) mértékegységben, de mellette az SI körében engedélyezett mértékegységben is, és minden további adatot már így kell közölni (táblázatok, számítások).

A leszármaztatásra utaló mértékegységi formát (pl. N/m²) csak akkor kell alkalmazni, ha a tanszék ezt külön kéri. (Az adott esetben tehát Pa írandó).

Bár a számértékegyenletek egyik fő alkalmazási területe a mérési gyakorlat, helyettük mennyiségegyenleteket kell használni, és az eredményeket is így kell megadni. Ha ettől eltérünk, azt külön közöljük.

A mennyiségegyenletekre és a mennyiségekre vonatkozó előírást azért tartjuk lényegesnek, mert hallgatóink minden mérési szituációt csak egyszer, első ízben látnak.

Néhány definíció röviden

• Etalon: olyan kísérleti tárgy, hasonló a mérendő tárgyhoz, de mérendő jellemzőit nagyobb pontossággal ismerjük, mint a mérésünknél elérhető pontosság (pl. kilogramm-etalon).

• Hitelesítés: a mérőeszköz beállítása etalon segítségével arra az értékre, amelyet annak mérésekor mutatnia kell.

• Nullázás: a mérőeszköz nulla helyzetének beállítása.

• Valódi érték: a mért mennyiség valóságos értéke, amelyet mérési eljárásunkkal csak megközelíteni tudunk, de pontosan nem ismerünk.

• Várható érték: a mérés alapján kapott eredmény, amelyről feltételezzük, hogy a valódi érték lehető legjobb műszaki becslése. Sorozatmérésnél az átlagot tekintjük várható értéknek.
• Korrekció: a hitelesítésnél nyert eltérés, amelyet mérési eredményünkkel együtt közölve megkapjuk a hiteles eredményt. Korrekciót akkor alkalmazunk, ha tudjuk a műszerünk állandó hibáját. Ezért a korrekció mindig ugyanakkora és állandó előjelű.

• Véletlen hiba: olyan hiba, amelynek sem nagyságát, sem előjelét nem tudjuk előre, de valamennyi mérésünknél felléphet.

A véletlen hiba mérési bizonytalanságot okoz. Igen sok mérés esetén a mérési bizonytalanság legjobb műszaki becslése a szórás, egyes esetekben megfelel erre a célra az átlagos abszolút eltérés is.

• Relatív hiba: a mérési bizonytalanságnak a várható értékhez viszonyított értéke. Általában százalék mértékegységben fejezzük ki.

• Pontosság: a relatív hiba inverze. Ilyen értelemben sohasem számítjuk ki, igen sok esetben ezzel az elnevezéssel éppen relatív hiba mennyiséget fejezünk ki; pl. villamos műszereknél az osztálypontosság fogalma a relatív hibát jelenti.

• Kitérés: az a skálabeosztás (érték), amelyet mérés alkalmával a műszerről leolvasunk. A kitérést a műszerállandóval megszorozva nyerjük a mért értéket. A műszereket úgy tervezik, hogy az a skálabeosztás, amely a kitéréshez legközelebb esik, biztosnak tekinthető. Ezért a pontatlan műszerek skálabeosztása ritka, a pontosaké sűrű. Leolvasásnál becsléssel kell megállapítani, hogy két skálabeosztás között milyen értéknél áll a mutató. Ezt az értéket is le kell olvasni, de ez az érték már megbízhatatlan (a mért érték utolsó, legkisebb helyi értékű számjegye).

Mért érték megadása: olyan prefixumot vagy tízes hatványkitevőt válasszunk, hogy a szám értékes része 0,1 és 999 közé essék. A szám értékes része annyi számjegyet tartalmazhat, hogy a fentiek szerint a legalacsonyabb helyi értékű jegy bizonytalanságát szemléltesse.

P1. digitális műszereknél a

azt jelenti, hogy a nyomás értéke 325,4 Pa és 325,6 Pa közé esik (+- 1 digit). Ha ezt a számadatot a műszertől függetlenül, vagy az analóg műszerre vonatkozóan adjuk meg, akkor metrológiai értelmezés alapján ez azt jelenti, hogy a nyomás értéke 325,0 és 326,0 között van. Ha az utolsó számjegy bizonytalansága ettől eltér, a hibáját is meg kell adni, pl. így:

Ha ugyanezt a nyomást pontatlanabbul ismerjük, ne írjunk 300 Pa-t, hanem alkalmazzunk hatványkitevős alakot, pl. így:

Ez azt jelenti, hogy a nyomás 2,5.10² Pa és 3,5.10² Pa között van. Ajánlott esetleg a hatványkitevőt úgy választani, hogy háromnak egészszámú többszöröse legyen.

vagy

Táblázatok készítése: a fejlécbe ajánlatos a fizikai mennyiség MSZ 4900 szerinti jelét írni, szükség szerint indexelve. Külön rovatban tüntessék fel a mértékegységet, az alábbi példa szerint:

p₁ belépési nyomás

p₂ kilépési nyomás

dp nyomáskülönbség.

Sorszám	Nyomások
	p1, Pa	p2, Pa	dp, Pa
1.	320	290	30
2.	310	320	-10
3.	stb.

Táblázatban ne végezzünk átszámítást, kerekítést, vagy aritmetikai műveletet. Minden rovatban csak egy szám állhat. A fejlécbe ne írjunk összefüggést!

Grafikonok készítése: a koordináta tengelyek mellett tüntessük fel az ábrázolt mennyiség nevét vagy jelét és a mértékegységét, pl. így

Ne tegyük a mértékegységet szögletes zárójelbe! Az egydimenziójú fogalmak ábrázolásánál elegendő a decimális többszöröst beírni,

pl.

vagy

Ha az ábrázolt grafikon fizikai tartalmat fejez ki, rajzoljunk folytonos vonallal közelítő függvényt a ponthalmazra (görbeillesztés becsléssel; számítással csak akkor végezzük el a görbeillesztést, ha ezt a feladat kiírása tartalmazza).

A koordináta tengelyeken szereplő fizikai mennyiségek között okozati összefüggés van. Vegyük fel a vízszintes tengelyre a független változót, illetve azt a mennyiséget, amelyet tervszerűen változtattunk a kísérlet során. A függőleges tengelyen a függő változót tüntessük fel.

Vázlatok, ábrák készítése: ábrát csak akkor készítsünk, ha azt a mérési útmutató kifejezetten előírja.