Num processo de medição real, devido à influência de fatores aleatórios, há sempre uma dispersão de leituras aleatórias de um ou diferentes instrumentos ou uma dispersão de valores medidos aleatórios obtidos como resultado da implementação de uma técnica ou de várias técnicas de medição (MI) da mesma grandeza medida. O objetivo de qualquer medição é encontrar Verdadeiro significado quantidade medida – um valor que corresponde à definição da quantidade medida (valor verdadeiro). A partir da definição formulada deve ficar claro em que condições uma quantidade assume um único valor constante que corresponde ao propósito da medição.

Deve-se admitir que o valor medido (ou leitura do instrumento) é sempre uma realização de uma variável aleatória em um ponto específico no tempo , que está relacionado apenas ao seu valor verdadeiro dependência probabilística, e isto axioma. É por isso medições múltiplas podem ser consideradas uma série de medições únicas durante um determinado intervalo de tempo, em cada um dos quais é registrada uma leitura do instrumento (ou um valor medido de uma quantidade ao implementar a técnica de medição).

Ao construir uma teoria de medição, duas coisas devem ser levadas em consideração propriedades gerais quaisquer medidas:

1) incerteza do valor real da grandeza medida (valor real);

2) incerteza da expectativa matemática dos valores medidos (valor esperado).

Com base nessas duas propriedades de medições, a base metrologia coloque dois postulado:

1) o verdadeiro valor da quantidade medida existe, é constante (no momento da medição) e não pode ser determinado ;

2) a expectativa matemática de valores medidos aleatórios de uma quantidade existe, é constante e não pode ser determinada .

Destes postulados segue-se que a aleatoriedade do valor medido de uma quantidade dá origem a incerteza desvios de qualquer valor médio medido de uma quantidade, tanto de seu Verdadeiro significado, e de expectativa matemática valores medidos.

Eles também destacam dois axiomas metrologia:

Sem um instrumento de medição que armazene uma unidade de quantidade, a medição é impossível;

Sem informações a priori (sobre o objeto, padrões, meios e condições de medição), as medições são impossíveis.

Como consequência destes postulados, duas afirmações podem ser distinguidas:

consequência nº 1– “existe um valor verdadeiro do desvio do valor medido de uma grandeza em relação ao seu valor verdadeiro (o valor real da correção) e não pode ser determinado”;

consequência nº 2– “é impossível transferir uma unidade de quantidade para um instrumento de medição sem erros.”

Em documentos internacionais de metrologia a palavra “ verdadeiro"às vezes é omitido e simplesmente o termo" valor da quantidade» . Acredita-se que os conceitos valor verdadeiro da quantidade medida" E " quantidade medida» equivalente.

Na monografia de Rabinovich S.G. são propostos os seguintes postulados da metrologia: “existe um valor verdadeiro da grandeza medida (1), é único (2), é uma constante (3) e não pode ser determinado (4).”

Medições de grandezas físicas

O homem, como parte integrante da natureza, conhece o mundo físico ao seu redor principalmente medindo quantidades. Teoria do conhecimento - epistemologia refere-se à filosofia, que considera as categorias de qualidade e quantidade, utilizadas acima na definição do conceito “ magnitude».

Informações iniciais confiáveis ​​obtidas através da medição de quantidades, parâmetros e indicadores são a base de qualquer forma de gestão, análise, previsão, planejamento, controle e regulação. É também importante no estudo dos recursos naturais, na monitorização da sua utilização racional, na protecção do ambiente e na garantia da segurança ambiental.

As medições desempenham um papel enorme na sociedade moderna: nos países desenvolvidos, até 10% do trabalho social é gasto nelas.

Medindo chamado " processo de obtenção experimental de um ou mais valores de uma quantidade que pode ser razoavelmente atribuído à quantidade que está sendo medida". Aqui a palavra " um» deve ser considerado uma exceção quando a informação do erro é geralmente conhecida (por padrão) e não é indicada no resultado da medição apenas por questão de simplicidade. Caso contrário, apenas um valor medido especificado seria considerado verdadeiro.

A medição também é chamada um conjunto de operações realizadas para determinar o valor quantitativo de uma quantidade. Esta definição está formulada na Lei Federal. Infelizmente, proporciona liberdade na interpretação da frase “ valor quantitativo de uma quantidade» e não exclui a apresentação de apenas um valor medido de uma grandeza.

Anteriormente, a medição era chamada o processo de comparar uma quantidade com seu valor tomado como unidade. Esta definição, em nossa opinião, reflete adequadamente a essência do processo de medição. “A medição é o esclarecimento do valor da grandeza medida” também é notado em algumas fontes.

Existe uma definição mais geral do conceito " medição» – obtenção no eixo numérico de um reflexo abstrato da propriedade real de um objeto de medição nas condições da realidade física em que está localizado. Esta reflexão abstrata é um número (abstração matemática).

A medição envolve uma descrição da grandeza de acordo com o uso pretendido do resultado da medição, uma técnica de medição e um instrumento de medição operando de acordo com o procedimento de medição regulamentado, bem como levando em consideração as condições de medição.

A medição é baseada em qualquer fenômenos do mundo material, chamado princípio de medição. Por exemplo, o uso da atração gravitacional na medição da massa de objetos, substâncias e materiais por pesagem.

Para implementar o princípio de medição, é usado método de medição – uma técnica ou conjunto de técnicas para comparar uma quantidade medida com sua unidade ou relacioná-la a uma escala. Existem métodos de avaliação direta e métodos de comparação. Os métodos de comparação, por sua vez, são divididos em método diferencial (zero), método de substituição e método de coincidência.

Quantidade medida (parâmetro medido) – quantidade a ser medida. Este é um parâmetro (ou funcionalidade de parâmetros) do modelo de um objeto medido, expresso em unidades de grandeza ou em unidades relativas que indicam as condições de medição e aceito pelo sujeito como sendo medido por definição. Por exemplo, o comprimento de uma barra de aço é a distância mais curta entre suas superfícies finais planas e paralelas a uma temperatura de (20±1) o C.

Objeto de medição – um objeto material caracterizado por uma ou mais quantidades mensuráveis.

Assim, é necessário distinguir claramente os conceitos “ magnitude" E " quantidade medida”, que diferem significativamente em significado e definição. Conceito magnitude pertence à categoria filosófica " em geral”E é formulado para um conjunto de objetos, como se fosse para quaisquer medidas de quantidade em geral. Conceito quantidade medida pertence à categoria " privado"e é formulado em relação ao modelo selecionado de um objeto específico ou um conjunto de objetos semelhantes para condições de medição fixas.

Levando em consideração a imperfeição dos padrões, dos instrumentos de medição em funcionamento e do processo de medição como um todo, a expressão para o valor real da grandeza medida No leste em um ponto fixo no tempo pode teoricamente ser representado como uma equação:

Onde Em mudança– Leitura SI (valor medido de uma grandeza);

fonte– o valor real da correção da leitura do instrumento sob condições operacionais de medição (seja com um sinal “+” ou com um sinal “-”).

Como o verdadeiro valor de uma quantidade nunca é conhecido, o verdadeiro valor da correção não pode ser determinado (ver Corolário nº 2 acima). Isso significa a expressão:

(2)

pode ter valor prático apenas com modelagem matemática do processo de medição, quando o verdadeiro valor de uma quantidade pode ser especificado com um erro determinado apenas pelas capacidades (capacidade de bits) da tecnologia computacional. O verdadeiro valor da correção não pode ser chamado de “erro com sinal oposto”, pois nunca e nunca pode ser usado para descrever o processo de medição.

Freqüentemente, é necessário aproximar o valor medido de uma quantidade o mais próximo possível de seu valor real. Para isso, as leituras do dispositivo que armazena a unidade são ajustadas através da introdução de correções aditivas determinadas nas seguintes condições:

1) normal– esclarecer a unidade de grandeza previamente transferida para o dispositivo por meio de um padrão;

2) trabalhadores– levar em conta alterações nas leituras do instrumento em relação às leituras do mesmo SI em condições normais.

Primeiro tipo de alteração (θn) às leituras do SI que armazena a unidade, é avaliado durante sua calibração em condições normais como a diferença entre o valor de referência ( Em en) e indicação (valor medido Conforme alterado) Por
Fórmula:

(3)

Se, ao medir um valor constante reproduzido por um padrão, for observada uma dispersão de leituras, então uma dispersão de correções é observada e o valor médio de correção deve ser calculado.

Segundo tipo de correção θ рàs leituras do SI que armazena a unidade é avaliada durante sua calibração como a diferença entre o valor ( Conforme alterado), medido em condições normais, e o valor ( Em medida.r), medido em condições de trabalho,

de acordo com a fórmula:

(4)

Se ao mesmo tempo houver também uma dispersão nas leituras do SI, a correção será calculada com base nos valores médios do valor em condições normais e operacionais.

Para obter o valor final medido de uma grandeza, a correção do primeiro tipo e todas as correções obtidas do segundo tipo devem ser adicionadas às leituras do SI com seus sinais.

Algum tempo é gasto em medições, durante o qual tanto o próprio valor medido quanto o instrumento de medição podem mudar. Durante este tempo, muitas leituras aleatórias são registradas e o valor médio é considerado o valor medido.

Pode-se argumentar que um valor real é medido e o valor medido é atribuído a um parâmetro do modelo de objeto. Primeiro, um valor é selecionado para descrever a propriedade do objeto e uma unidade padrão para esse valor. Em seguida, é formulada a definição do parâmetro medido do modelo deste objeto e construído um método para medição deste parâmetro com base em uma única leitura ou na média de múltiplas leituras do instrumento de medição.

O padrão da unidade de grandeza não está diretamente envolvido no processo de medição. Acredita-se que o SI utilizado no processo de medição já armazene uma unidade de grandeza previamente transmitida do padrão.

Atualmente, com base na teoria das probabilidades e na estatística matemática, estão sendo formadas duas abordagens para a construção de uma teoria geral das medições (para a descrição matemática do processo real de medição):

1) com base em conceito de incerteza;

2) com base em conceito de erro.

Conceito de incerteza

Como o valor verdadeiro é sempre desconhecido, então em torno do valor medido aleatoriamente da quantidade a faixa de possíveis valores verdadeiros é prevista, cada um dos quais poderia ser razoavelmente atribuído ao valor medido com diferentes probabilidades. Na prática, geralmente é indicado um único valor medido (por exemplo, médio), mas junto com ele
fornecer indicadores que reflitam o grau de incerteza do possível desvio deste valor medido em relação ao valor verdadeiro desconhecido
quantidades.

O conceito de incerteza de medição é baseado nas ideias subjacentes ao padrão estadual da URSS GOST 8.207-73, que ainda está em vigor hoje. É construído em uma sequência lógica: “ incerteza de medição(como uma propriedade geral) - indicadores de incerteza - avaliação destes indicadores».

A incerteza de medição se deve a dois motivos principais:

1) impossibilidade de contar um número infinito de leituras (número limitado de valores medidos);

2) conhecimento limitado sobre todos os efeitos sistemáticos do processo de medição real que influenciam o valor medido de uma quantidade, incluindo conhecimento limitado sobre a unidade padrão de quantidade e condições de medição.

Depois de introduzir todas as alterações conhecidas permanece incerteza no desvio da estimativa mais provável do valor medido em relação ao seu valor real, expresso pelo indicador total.

De acordo com a definição ISO " incerteza de medição é um parâmetro associado a um resultado de medição que caracteriza a dispersão dos valores de uma grandeza que poderia ser razoavelmente atribuída à grandeza medida"(1995).

Conforme definido pela ISO 2008 " incerteza de medição é não negativo parâmetro que caracteriza a dispersão dos valores de grandeza atribuídos à grandeza medida com base nas informações de medição» .

A partir dessas definições segue-se que o número parâmetro reflete a dispersão dos valores de quantidade. Esta multiplicidade de significados dispersos só pode ser expressa espaçado na reta numérica . Na prática, esse intervalo sempre foi denominado erro.

No entanto, a ISO propõe que a incerteza de medição seja caracterizada pelos três indicadores seguintes com a palavra “ incerteza» :

1) padrão incerteza, expresso em desvio padrão (DP);

2) padrão total incerteza b;

3) estendido incerteza– o produto da incerteza padrão total e o fator de cobertura, que depende da probabilidade.

Estes indicadores de incerteza podem ser avaliados por métodos estatísticos (método A) e métodos probabilísticos (método B).

No conceito de incerteza, avaliando o resultado das medições realizadas separado da comparação valor medido com algum outro valor conhecido, como um valor de referência. Acredita-se que todas as correções possíveis foram avaliadas e introduzidas antes da apresentação do resultado da medição, e seus indicadores de incerteza também foram razoavelmente avaliados.

Nos países estrangeiros, para apresentar resultados de medição, utilizam principalmente os três indicadores indicados com a palavra “incerteza” e a palavra “ erro» quase nunca é usado.

As desvantagens do conceito de incerteza incluem a contradição nos indicadores selecionados, nos quais a palavra “ incerteza", o que significa algo em princípio indefinível ( incomputável), mas, mesmo assim, propõe-se defini-lo.

Conceito de erro

O conceito de erro constitui a base dos documentos regulamentares russos e é baseado no conceito “ erro de medição", que desde 2015 é definida como" diferença entre o valor da grandeza medida e o valor da grandeza de referência". Anteriormente, no GOST 16273-70 era definido como diferença entre o valor medido de uma quantidade e o valor verdadeiro de uma quantidade, e em RMG 29-99 como desvio do resultado da medição do valor verdadeiro (real) da quantidade. É claro que a palavra " valor de referência"tornou-se um substituto para a frase mal escolhida" valor verdadeiro (real)" O conceito de erro baseia-se na sequência lógica: “ erro - característica do erro - modelo de erro - estimativa de erro».

O erro é considerado conhecido se, por exemplo, o valor de referência conhecido durante a calibração do SI for tomado como valor de referência. Se o valor verdadeiro for tomado como valor de referência, o erro será considerado desconhecido (indeterminável).

Este conceito tenta usar um termo " erro» combinar dois processos incompatíveis quando um valor medido aleatório atribuído a desconhecido valor medido e quando o mesmo valor medido aleatório comparado com outro famoso o valor da quantidade. Ambiguidade do termo " erro", que em diferentes situações pode corresponder tanto a um valor conhecido (definível) quanto a um valor desconhecido (indefinível), sempre leva à necessidade esclarecer o significado este conceito em cada situação específica. A contradição que permanece na definição do termo básico não contribui de forma alguma para uma compreensão clara da essência do processo de medição.

Obviamente, para descrever e apresentar o resultado da medição, o termo “ erro de medição"com a definição proposta não pode ser utilizada nem no caso em que o erro é desconhecido, nem no caso em que já é conhecido, uma vez que sempre pode ser introduzida uma correção. Portanto, para representar o resultado da medição, foi necessário um novo termo - “ característica de erro de medição“, isto é, uma característica de algo que é fundamentalmente indefinível e só pode ser estimado. Por exemplo, tal característica é frequentemente usada “ limites de confiança – um intervalo em que o erro de medição reside com uma determinada probabilidade", que se aproxima do conceito" incerteza expandida"no conceito de incerteza.

Uma vez que ambos os conceitos científicos em consideração reflectem ambos os fenómenos - dispersão de leituras e diferença desconhecida entre o valor medido e o valor verdadeiro de uma quantidade, então os termos correspondentes “ erro aleatório" E " erro sistemático”, que estão sempre presentes nas medições, é aconselhável dar significado aos indicadores probabilísticos de incerteza de medição.

Observe também que o resultado das medições é um intervalo, o erro é o mesmo intervalo (isso é indicado pelo símbolo “ ± "), qualquer correção junto com seu erro também é um intervalo.

Medição de grandezas físicas.

Conceito de medição. Axiomas da metrologia subjacentes à medição. Medição de uma quantidade física

Classificação das medidas.

Métodos de medição.

Erros de medição e as razões da sua ocorrência. Classificação de erros nos resultados de medição. Soma dos componentes do erro de medição

Axiomas de metrologia.

1. Qualquer medição é uma comparação.

2. Qualquer medição sem informação a priori é impossível.

3. O resultado de qualquer medição sem arredondamento é uma variável aleatória.

Classificação das medidas

Medições técnicas- trata-se de medições realizadas em determinadas condições, utilizando uma técnica específica desenvolvida e estudada previamente; Em regra, incluem-se medições de massa realizadas em todos os setores da economia nacional, com exceção da investigação científica. Nas medições técnicas, o erro é avaliado de acordo com as características metrológicas do SI, tendo em conta o método de medição utilizado.

Medições metrológicas.

Medições de controle e verificação- são medições realizadas por serviços de supervisão metrológica para determinar as características metrológicas dos instrumentos de medição. Tais medições incluem medições durante a certificação metrológica de instrumentos de medição, medições especializadas, etc.

Medições com a maior precisão possível, alcançado no nível existente de desenvolvimento da ciência e tecnologia. Essas medições são realizadas na criação de padrões e na medição de constantes físicas. A característica de tais medições é a avaliação dos erros e a análise das fontes de sua ocorrência.

De acordo com o método de obtenção da medição:

• Direto – quando uma grandeza física está diretamente associada à sua medida;

· Indireto – quando o valor desejado da grandeza medida é estabelecido com base nos resultados de medições diretas de grandezas que estão relacionadas à grandeza desejada por uma dependência conhecida. Por exemplo, a resistência de uma seção de um circuito pode ser medida conhecendo a corrente e a tensão nesta seção.

Medições agregadas- estas são medições feitas simultaneamente de vários quantidades homogêneas, em que os valores necessários das quantidades são encontrados resolvendo um sistema de equações obtidas a partir de medições diretas e várias combinações dessas quantidades.

Um exemplo de medições cumulativas é encontrar as resistências de dois resistores com base nos resultados da medição das resistências das conexões em série e paralelas desses resistores.

Os valores de resistência necessários são encontrados a partir de um sistema de duas equações.

b)

Medições conjuntas são medições feitas simultaneamente de dois ou mais quantidades não idênticas para encontrar a dependência entre eles

Conjunto – produzido com o objetivo de estabelecer uma relação entre quantidades. Com essas medições, vários indicadores são determinados ao mesmo tempo. Um exemplo clássico de medições conjuntas é encontrar a dependência da resistência do resistor com a temperatura:

Onde R$ 20- resistência do resistor em t = 20° C; α, b - coeficientes de temperatura.

Para determinar os valores R$ 20α, b primeiro meça a resistência Rt, resistor em, por exemplo, três temperaturas diferentes (t 1 , t 2 , t 3), e então compor um sistema de três equações, a partir das quais os parâmetros são encontrados R 20 e e B:

As medições conjuntas e cumulativas são próximas umas das outras em termos de métodos para encontrar os valores desejados das grandezas medidas. os valores desejados são encontrados resolvendo sistemas de equações. A diferença é que com medições cumulativas várias grandezas com o mesmo nome são medidas simultaneamente, e com medições conjuntas são medidas várias grandezas diferentes.

De acordo com a natureza da alteração no valor medido:

• Estático – associado a grandezas que não mudam durante o tempo de medição.
• Dinâmico – associado a grandezas que mudam durante o processo de medição (temperatura ambiente).

Pelo número de medições em uma série:

• Um tempo;
• Múltiplo. O número de medições é de pelo menos 3 (preferencialmente 4, pelo menos);

Em relação às unidades básicas de medida:

• Absoluto(use medição direta de uma quantidade básica e uma constante física).
• Relativo– baseiam-se no estabelecimento da relação entre a grandeza medida utilizada como unidade. Esta grandeza medida depende da unidade de medida utilizada

Múltiplo n≠1

Princípio de medição este é um conjunto de interações do SI com um objeto baseado em fenômenos físicos (veja acima).

Metrologia teórica?

Tamanho físico?

O que é uma unidade de medida

Unidade de medida de quantidade físicaé uma quantidade física de tamanho fixo, à qual é convencionalmente atribuído um valor numérico igual a um, e é usada para a expressão quantitativa de quantidades físicas semelhantes a ela. As unidades de medida de uma determinada quantidade podem diferir em tamanho, por exemplo, metro, pé e polegada, sendo unidades de comprimento, têm tamanhos diferentes: 1 pé = 0,3048 m, 1 polegada = 0,0254 m.

Quais são as declarações subjacentes?

Na metrologia teórica são adotados três postulados (axiomas), que orientam as três etapas do trabalho metrológico:

Em preparação para medições (postulado 1);

Ao realizar medições (postulado 2);

Ao processar informações de medição (postulado 3).

Postulado 1: Sem informação a priori, a medição é impossível.

Postulado 2: medição nada mais é do que comparação.

Postulado 3: O resultado da medição sem arredondamento é aleatório.

O primeiro axioma da metrologia: Sem informação a priori, a medição é impossível. O primeiro axioma da metrologia refere-se à situação anterior à medição e diz que se nada soubermos sobre o imóvel que nos interessa, não saberemos nada. Por outro lado, se tudo for conhecido, a medição não será necessária. Assim, a medição é causada pela falta de informação quantitativa sobre uma determinada propriedade de um objeto ou fenômeno e visa reduzi-la.

A presença de informação a priori sobre qualquer tamanho se expressa no fato de que seu valor não pode ser igualmente provável na faixa de -¥ a +¥. Isso significaria que a entropia a priori

e para obter informações de medição

para qualquer entropia posterior H seria necessária uma quantidade infinitamente grande de energia.

Segundo axioma da metrologia: medição nada mais é do que comparação. O segundo axioma da metrologia refere-se ao procedimento de medição e diz que não existe outra forma experimental de obter informações sobre quaisquer dimensões a não ser comparando-as entre si. A sabedoria popular, que diz que “tudo é conhecido por comparação”, ecoa aqui a interpretação da medição feita por L. Euler, dada há mais de 200 anos: “É impossível determinar ou medir uma quantidade, exceto tomando como conhecida outra quantidade do do mesmo tipo e indicando a relação que mantém com ela.”

O terceiro axioma da metrologia: O resultado da medição sem arredondamento é aleatório. O terceiro axioma da metrologia refere-se à situação após a medição e reflecte o facto de que o resultado de um procedimento de medição real é sempre influenciado por muitos factores diferentes, incluindo aleatórios, cuja contabilização exacta é em princípio impossível, e o resultado final é imprevisível. Como resultado, como mostra a prática, com medições repetidas do mesmo tamanho constante, ou com medições simultâneas por pessoas diferentes, métodos e meios diferentes, são obtidos resultados desiguais, a menos que sejam arredondados (grossos). Esses são valores individuais de um resultado de medição de natureza aleatória.

Como qualquer outra ciência, teoria da medição(metrologia) é construída com base em uma série de postulados fundamentais que descrevem seus axiomas iniciais.

O primeiro postulado da teoria da mediçãoé postulado A:dentro da estrutura do modelo aceito do objeto de estudo, existe uma certa quantidade física e seu verdadeiro valor.

Se assumirmos que a peça é um cilindro (o modelo é um cilindro), então ela tem um diâmetro que pode ser medido. Se a peça não pode ser considerada cilíndrica, por exemplo, sua seção transversal é uma elipse, então medir seu diâmetro é inútil, pois o valor medido não traz informações úteis sobre a peça. E, portanto, no âmbito do novo modelo, o diâmetro não existe. A grandeza medida existe apenas dentro do modelo aceito, ou seja, só faz sentido desde que o modelo seja reconhecido como adequado ao objeto. Visto que, para diferentes fins de pesquisa, diferentes modelos podem ser comparados a um determinado objeto, então a partir do postulado A flui para fora

consequência A 1 : para uma determinada quantidade física do objeto medido, existem muitas grandezas medidas (e, consequentemente, seus valores verdadeiros).

Do primeiro postulado da teoria da medição segue-se que a propriedade medida de um objeto de medição deve corresponder a algum parâmetro de seu modelo. Este modelo deve permitir que este parâmetro seja considerado inalterado durante o tempo necessário para a medição. Caso contrário, as medições não poderão ser realizadas.

Este fato é descrito postulado B:o valor verdadeiro da quantidade medida é constante.

Tendo identificado um parâmetro constante do modelo, pode-se proceder à medição do valor correspondente. Para uma grandeza física variável, é necessário isolar ou selecionar algum parâmetro constante e medi-lo. No caso geral, tal parâmetro constante é introduzido usando algum funcional. Um exemplo de tais parâmetros constantes de sinais variantes no tempo introduzidos através de funcionais são valores médios retificados ou valores quadráticos médios. Este aspecto se reflete

consequência B1:Para medir uma grandeza física variável, é necessário determinar seu parâmetro constante - a grandeza medida.

Ao construir um modelo matemático de um objeto de medição, é inevitável idealizar algumas de suas propriedades.

Um modelo nunca pode descrever completamente todas as propriedades de um objeto medido. Reflete, com certo grau de aproximação, alguns deles que são essenciais para a resolução de uma determinada tarefa de medição. O modelo é construído antes da medição com base em informações a priori sobre o objeto e levando em consideração a finalidade da medição.

A grandeza medida é definida como parâmetro do modelo adotado, e seu valor, que poderia ser obtido como resultado de uma medição absolutamente precisa, é aceito como o verdadeiro valor dessa grandeza medida. Essa idealização inevitável, adotada na construção de um modelo do objeto de medição, determina

a inevitável discrepância entre o parâmetro do modelo e a propriedade real do objeto, que é chamada de limite.

A natureza fundamental do conceito de “discrepância de limiar” é estabelecida postulado C:há uma discrepância entre a quantidade medida e a propriedade do objeto em estudo (discrepância limite entre a quantidade medida) .

A discrepância de limite limita fundamentalmente a precisão de medição alcançável com a definição aceita da quantidade física que está sendo medida.

Mudanças e esclarecimentos sobre a finalidade da medição, inclusive aquelas que exigem aumento na precisão das medições, levam à necessidade de alterar ou esclarecer o modelo do objeto medido e redefinir o conceito de grandeza medida. A principal razão para a redefinição é que a discrepância do limite com a definição anteriormente aceita não permite aumentar a precisão da medição ao nível exigido. O parâmetro medido recentemente introduzido no modelo também pode ser medido apenas com um erro, que na melhor das hipóteses

caso é igual ao erro devido à discrepância de limite. Como é fundamentalmente impossível construir um modelo absolutamente adequado do objeto de medição, é impossível

eliminar a discrepância limite entre a grandeza física medida e o parâmetro do modelo do objeto medido que a descreve.

Isto leva a um importante consequência C1:o verdadeiro valor da quantidade medida não pode ser encontrado.

Um modelo só pode ser construído se houver informações a priori sobre o objeto de medição. Neste caso, quanto mais informações, mais adequado será o modelo e, consequentemente, seu parâmetro que descreve a grandeza física medida será escolhido de forma mais precisa e correta. Portanto, aumentar a informação anterior reduz a discrepância de limiar.

Esta situação reflecte-se consequênciaCOM2: a precisão de medição alcançável é determinada por informações a priori sobre o objeto de medição.

Deste corolário segue-se que, na ausência de informação a priori, a medição é fundamentalmente impossível. Ao mesmo tempo, a máxima informação a priori possível reside numa estimativa conhecida da quantidade medida, cuja precisão é igual à exigida. Neste caso, não há necessidade de medição.

Qualquer medição em uma escala de proporção envolve comparar um tamanho desconhecido com um conhecido e expressar o primeiro ao segundo em uma proporção múltipla ou fracionária. Em uma expressão matemática, o procedimento para comparar um valor desconhecido com um conhecido e expressar o primeiro ao segundo em uma proporção múltipla ou fracionária será escrito da seguinte forma:

Na prática, o tamanho desconhecido nem sempre pode ser representado para comparação com uma unidade. Líquidos e sólidos, por exemplo, são apresentados para pesagem em recipientes. Outro exemplo é quando dimensões lineares muito pequenas só podem ser medidas após ampliá-las com um microscópio ou outro dispositivo. No primeiro caso, o procedimento de medição pode ser expresso pela relação

no segundo

onde v é a massa da tara e n é o fator de ampliação. A comparação em si, por sua vez, ocorre sob a influência de muitos fatores aleatórios e não aleatórios, aditivos (do latim aiShuak - adicionado) e multiplicativos (do latim ggshShrNso - multiplicado), cuja contabilização exata é impossível, e o O resultado da influência conjunta é imprevisível. Se, por simplicidade de consideração, nos limitarmos apenas às influências aditivas, cuja influência conjunta pode ser levada em conta pelo termo aleatório μ, obtemos a seguinte equação medições de escala de proporção :

Esta equação expressa a ação, ou seja, procedimento de comparação em condições reais, que é medição. Uma característica distintiva de tal procedimento de medição é que quando ele é repetido, devido à natureza aleatória de G| a leitura na escala de proporção X é diferente a cada vez. Esta posição fundamental é a lei da natureza. Com base na vasta experiência em medições práticas, formula-se a seguinte afirmação, denominada postulado básico da metrologia : contagem é um número aleatório. Toda metrologia é baseada neste postulado.

A equação resultante é um modelo matemático de medição em uma escala de razão.

Axiomas de metrologia. Primeiro axioma: Sem informação a priori, a medição é impossível. Este axioma da metrologia refere-se à situação anterior à medição e diz que se nada soubermos sobre o imóvel que nos interessa, não saberemos nada. Ao mesmo tempo, se tudo for conhecido, a medição não será necessária. Assim, a medição é causada pela falta de informação quantitativa sobre uma determinada propriedade de um objeto ou fenômeno e visa reduzi-la.

Segundo axioma: medição nada mais é do que comparação. Este axioma refere-se ao procedimento de medição e diz que não existe outra forma experimental de obter informações sobre quaisquer dimensões a não ser comparando-as entre si. A sabedoria popular, que diz que “tudo se conhece por comparação”, ecoa aqui a interpretação da medição de L. Euler, dada há mais de 200 anos: “É impossível determinar ou medir uma quantidade exceto aceitando outra quantidade do mesmo tipo como é conhecido e indicando o relacionamento que ela mantém com ela.”

Terceiro axioma: O resultado da medição sem arredondamento é aleatório. Este axioma refere-se à situação após a medição e reflete o fato de que o resultado de um procedimento de medição real é sempre influenciado por muitos fatores diferentes, inclusive aleatórios, cuja contabilização exata é, em princípio, impossível, e o resultado final é imprevisível. Como resultado, como mostra a prática, com medições repetidas do mesmo tamanho constante ou com medições simultâneas por pessoas diferentes, métodos e meios diferentes, obtêm-se resultados desiguais, a menos que sejam arredondados (grossos). Esses são valores individuais de um resultado de medição de natureza aleatória.

Fatores que afetam a qualidade das medições

Obter uma leitura (ou tomar uma decisão) é o principal procedimento de medição. Contudo, há muitos mais factores que devem ser tidos em conta, cuja contabilização é por vezes uma tarefa bastante difícil. Ao preparar e realizar medições de alta precisão na prática metrológica, a influência de:

Objeto de medição;

Sujeito (especialista ou experimentador);

Método de medição;

Medindo;

Condições de medição.

Objeto de medição deveria ser suficientemente estudado. Antes da medição, é necessário imaginar um modelo do objeto em estudo, que futuramente, à medida que as informações de medição forem disponibilizadas, poderá ser alterado e refinado. Quanto mais o modelo corresponder ao objeto medido ou fenômeno em estudo, mais preciso será o experimento de medição.

Para medições em esportes, o objeto de medição é um dos momentos mais difíceis, pois representa um entrelaçamento de muitos parâmetros inter-relacionados com grandes “dispersões” individuais de valores medidos (eles, por sua vez, são influenciados por fatores biológicos “externos” e fatores “internos”, geográficos, genéticos, psicológicos, socioeconômicos e outros).

Especialista ou experimentador, introduz um elemento de subjetividade no processo de medição, que deve ser reduzido se possível. Depende das qualificações do medidor, do seu estado psicofisiológico, do cumprimento dos requisitos ergonômicos durante as medições e muito mais. Todos esses fatores merecem atenção. Pessoas que passaram por treinamento especial e possuem conhecimentos, habilidades e habilidades práticas adequadas podem fazer medições. Em casos críticos, suas ações devem ser rigorosamente regulamentadas.

Influência medindo instrumentos no valor medido em muitos casos se manifesta como um fator perturbador. A inclusão de instrumentos de medição elétrica leva a uma redistribuição de correntes e tensões em circuitos elétricos e, portanto, afeta os valores medidos.

Os fatores de influência também incluem condições de medição. Isto inclui temperatura ambiente, umidade, pressão barométrica, campos elétricos e magnéticos, tensão de alimentação, agitação, vibração e muito mais.

Uma descrição geral dos fatores de influência pode ser dada de diferentes ângulos: externo e interno, aleatório e não aleatório, este último - constante e variável ao longo do tempo, etc. e assim por diante. Uma das opções para classificar os fatores de influência é apresentada a seguir.