В ГОСТ 8.009–84 приведены способы нормирования рассмотренных выше метрологических характеристик.Измерительные шкалы

 

Согласно РМГ 29-99 измерение физической величины – это совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

В тех случаях, когда невозможно выполнить измерение (не выделена величина как физическая и не определена единица измерений этой величины) практикуется оценивание таких величин по условным шкалам.

Три способа сравнения размеров ФВ:

1. А <> В

2. А – В = Δ

3. А / В = х

Измерение – познавательный процесс, заключающийся в сравнении путем физического эксперимента данной ФВ с известной ФВ, принятой за единицу измерения.В практической деятельности необходимо проводить измерения различных величин, характеризующих свойства тел, веществ, явлений и процессов. Некоторые свойства проявляются качественно (например, цвет), другие – количественно (масса, длина…).

Введем понятие шкалы измерения.

Основные положения теории шкал измерений представлены в документах.

Рекомендации МИ 2365-96 ГСИ. Шкалы измерений.

Основные положения. Термины и определения.

Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 83-2007 ГСИ.

Шкалы измерений. Термины и определения.

Термин «шкала» в метрологической практике имеет, по крайней мере, два различных значения.

– во-первых, шкалой измерений называют принятый по соглашению порядок определения и обозначения всевозможных проявлений (значений) конкретного свойства (величины)

– во-вторых, шкалой называют отсчетные устройства аналоговых средств измерений.

Рассмотрим данное понятие в первом из приведенных выше значений.

В соответствии с логической структурой проявления свойств в теории измерений различают пять основных типов шкал измерений:

Неметрические   1. Шкалы наименований

                            2. Шкалы порядка

Метрические      3. Шкалы интервалов

                            4. Шкалы отношений

                            5. Абсолютные шкалы

 (Приложение к Лекции).

Шкала наименований (шкала классификации).Такие шкалы используются для классификации эмпирических объектов, свойства которых проявляются только в отношении эквивалентности (совпадения или несовпадения). Эти свойства нельзя считать физическими величинами, поэтому шкалы такого вида не являются шкалами физических величин. Номинальное измерение является качественным измерением. Единственный факт, существенный при номинальных измерениях, заключается в том, что одинаковым характеристикам, состояниям и явлениям присваиваются одни и те же метки, а различным характеристикам – разные. Сущностью такого измерения является безусловный смысл равенства и неравенства.

Номинальная шкала, используемая для классификации, называется шкалой классификации.

Шкалы порядка (шкала рангов) описывают свойства, для которых имеют смысл не только соотношения эквивалентности, но и соотношения порядка по возрастанию или убыванию количественного проявления свойства.

Шкала порядка – упорядоченной последовательностью опорных (реперных) точек, обозначаемых буквами, цифрами или символами и соответствующих размерам Q1 < Q2 < Q3 < Q4... < Qn, о каждом из которых известно, что он больше предыдущего, но меньше последующего, хотя сами размеры неизвестны.

Шкала позволяет установить отношение «больше–меньше» между величинами, характеризующими это свойство. Если для обозначения реперных точек используются цифры, то они называются баллами. Обозначения нельзя ни складывать, ни вычитать, ни делить, ни перемножать.

На шкале порядка не определены никакие математические операции.

На шкалах порядка определены логические операции (если а< b, b < c, то a < c).

По шкалам порядка не только нельзя определить, чему равен измеряемый размер Qi, но и невозможно сказать, на сколько (или во сколько раз) он больше или меньше размера Qj. В шкалах порядка принципиально невозможно ввести единицы измерения, так как для них не установлено отношение пропорциональности. Хотя нуль может и существовать.

Определение значения величин при помощи шкал порядка нельзя считать измерением, так как на этих шкалах не могут быть введены единицы измерения. Операцию по приписыванию числа требуемой величине следует считать оцениванием. Оценивание по шкалам порядка является неоднозначным и весьма условным.

Области применения:

– оценивание знаний студентов;

– 12-бальная шкала оценка силы землетрясений;

Недостаток таких шкал – произвольный размер интервалов между реперными точками и невозможность уточнения размера внутри интервала. Поэтому баллы нельзя складывать, вычитать, перемножать, делить.

Шкала интервалов (шкала разностей). Данные шкалы являются дальнейшим развитием шкал порядка и относятся уже к метрическим шкалам. Шкала состоит из одинаковых интервалов, имеет единицу измерения и произвольно выбранное начало – нулевую точку. На шкалах интервалов по сравнению с неметрическими шкалами установлен масштаб.

Начало отсчёта на шкале интервалов не определено и зависит от выбора размера, с которым производится сравнение. Для обеспечения единства измерений этот размер должен быть общепринятым или установленным законодательно.

Шкала интервалов состоит из одинаковых интервалов, имеет единицу измерения и произвольно выбранное начало — нулевую точку.