Шкалы измерений. Понятие измерения

Количественной характеристикой любого измерения является размер физической величины. Для количественного и качественного формирования представления о свойствах объекта используют понятие шкал измерения. В теории измерения принято различать пять типов шкал: шкалы наименований, порядка (ранга), разностей (интервалов), отношений и абсолютная шкала.

Шкала ФВ – это упорядоченная совокупность значений ФВ, служащая исходной основой для измерения данной величины.

Шкала наименований - самый простой тип шкал, основанный на приписывании объекту цифр или знаков, играющих роль простых имен. В них отсутствует понятия нуля, больше или меньше и единицы измерения. Примером такой шкалы является распространенная классификация (оценка) цвета по наименованиям (атласы цветов содержат до 1000 наименований).

Шкалы порядка (ранга) представляет расположенные в порядке возрастания или убывания размеры измеряемой величины. Полученный при этом упорядоченный ряд называется ранжированным рядом, а саму процедуру – ранжированием. Ранжированный ряд может дать ответ на вопросы типа «что больше или меньше» или «что лучше или хуже». Более полную информацию – на сколько больше или во сколько хуже шкала порядка дать не может. Результаты оценивания по шкале порядка не могут подвергаться никаким арифметическим действиям. Примерами таких шкал являются: знания студентов по баллам, землетрясения по 12-бальной шкале, сила ветра по шкале Бофорта, твердость по шкале Мооса.

Шкалы разностей (интервалов) отличаются от шкал порядка тем, что по шкале интервалов можно судить не только о том, что размер больше другого, но и на сколько больше. Такие шкала\ы состоят из одинаковых интервалов, имеют единицу измерения и произвольно выбранное начало – нулевую точку. Характерным примером является шкала интервалов времени, поскольку интервалы времени можно суммировать или вычитать. Например, летоисчисление по различным календарям. Примером шкал интервалов является и шкала температур. По шкале интервалов возможны такие действия как сложение и вычитание. Однако определить во сколько раз одно значение больше или меньше другого невозможно, поскольку по шкале не определено начало отсчета физической величины.

Шкалы отношений представляют интервальную шкалу с естественным началом. Примером является шкала длин. Температурная шкала Кельвина также является шкалой отношений, т.к. в ней за начало температурной шкалы принят абсолютный ноль (более низкой температуры в природе не существует).

Шкала отношений является самой совершенной, наиболее информативной. Результаты измерений по шкале отношений можно складывать между собой, вычитать, перемножать или делить.

Под абсолютными понимают шкалы, обладающие всеми признаками шкал отношений, но дополнительно имеющие естественное однозначное определение единицы измерения и не зависящие от принятой системы единиц измерения. Такие шкалы соответствуют относительным величинам: коэффициенту усиления, ослабления.

Прежде чем сформулировать принятое в метрологии определение понятия «Измерения», отметим следующее. Измерять можно лишь свойства реально существующих объектов, отражаемые физическими величинами. Измерение основывается на экспериментальных процедурах, никакие теоретические рассуждения и математические расчеты сами по себе не могут классифицироваться как измерения. Для проведения измерительного эксперимента необходимы особые технические средства – средства измерений. С учетом этих положений принято следующее определение:

Измерение – операция нахождения значения ФВ опытным путем с помощью специальных технических средств, в результате которой определяется, во сколько раз измеряе­мая величина больше или меньше соответствующей величины, принятой за единицу.

Дата добавления: 2015-05-10