Шкалы измерений. Области, шкалы, виды и методы измерений

Области измерений

Области, шкалы, виды и методы измерений

Область измерений — совокупность измерений физических величин, свойственных какой-либо области науки или техники и выделяющихся своей спецификой.

Принято различать следующие области измерений:

1. Измерение геометрических величин: длин, углов, отклонений формы поверхностей и др.

2. Измерение механических величин: массы, силы, твердости, прочности, параметров движения и др.

3. Измерение параметров потока, расхода, уровня, объема веществ и др.

4. Измерение давления, вакуумные измерения.

5. Физико-химические измерения: вязкости, плотности, концентрации компонентов и др.

6. Теплофизические и температурные измерения: температуры, теплофизических величин.

7. Измерения времени и частоты; методы и средства передачи размеров единиц времени и частоты и др.

8. Измерения электрических и магнитных величин на постоянном и переменном токе.

9. Радиоэлектронные измерения.

10. Измерение акустических величин; аудиометрия и измерения уровня шума.

11. Оптические и оптико-физические измерения.

12. Измерения ионизирующих излучений и ядерных констант; радиометрические измерения.

Объектом измерения являются физическая система, процесс, явление и т.д., которые характеризуются одной или несколькими измеряемыми физическими величинами. Примером объекта измерений может быть технологический химический процесс, во время которого измеряют температуру, давление, расход вещества и т.д.

Измерения различных величин занимают важное место в повседневной жизни. Разнообразные проявления (количественные или качественные) любого свойства образуют множества, отображения элементов которых образуют шкалы измерения этих свойств (от лат. scale — лестница).

Различают следующие типы шкал измерений:

§ шкалы наименований характеризуются оценкой (отношением) эквивалентности различных качественных проявлений свойства. Эти шкалы не имеют нуля и единицы измерений. Это самый простой тип шкал. Пример шкалы наименований: шкалы цветов (атлас цветов);

§ шкалы порядка описывают свойства величин, упорядоченные по возрастанию или убыванию оцениваемого свойства, т.е. позволяют установить отношение больше/меньше между величинами, характеризующими это свойство. Принципиальным для них является отсутствие единицы измерения. Примеры шкал порядка: шкалы измерения твердости, баллов силы ветра, землетрясений;

§ шкалы интервалов (разностей) описывают свойства величины не только с помощью отношений эквивалентности и порядка, но так же и с применением отношений суммирования и пропорциональности интервалов (разностей) между количественными проявлениями свойства. Шкалы интервалов могут иметь условно выбранное начало — нулевую точку. К таким шкалам, например, относятся летоисчисление по различным календарям, в которых за начало отсчета принято либо сотворение мира, либо Рождество Христово, температурные шкалы Цельсия, Фаренгейта.

Шкалы интервалов величины Q описывается уравнением:

, (2.3)

где q — числовое значение;

Q₀ — начало отсчета шкалы;

[Q] — единица рассматриваемой величины.

§ шкалы отношений описывают свойства величин, для множества количественных проявлений которых применимы логические отношения эквивалентности, порядка и пропорциональности, а для некоторых шкал так же отношение суммирования. В шкалах отношений существует естественный нуль и по согласованию устанавливается единица измерения.

Шкалы отношений описываются уравнением:

, (2.4)

где Q — физическая величина, для которой строится шкала.

Примерами шкалы отношений являются шкалы массы и термодинамической температуры.

Шкала отношений является наиболее совершенной. По ней можно определить не только, на сколько один размер больше или меньше другого, но и во сколько раз он больше или меньше;

§ абсолютные шкалы кроме всех признаков шкал отношений обладают дополнительным признаком: в них присутствует однозначное определение единицы измерения. Такие шкалы присущи таким относительным единицам, как коэффициент полезного действия;

§ условные шкалы — шкалы величин, в которых не определена единица измерения. К ним относятся шкалы наименований и порядка.

Шкалы интервалов, отношений и абсолютные называются обычно метрическими (физическими), а шкалы наименований и порядка — неметрическими.

Дата добавления: 2014-01-07