Institutul de Cercetare Întreprindere de Stat din Rusia
măsurători fizice, tehnice și de inginerie radio

(SE VNIIFTRI)

AM APROBAT

Adjunct Directori

SE "VNIIFTRI"

Yu.I. Bregadze

________________

RECOMANDARESistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor

Cântare de măsurare. Dispoziții de bază. Termeni și definiții

MI 2365-96

GSI. Cântare de măsurare. Dispoziții de bază.

Termeni și definiții

MI 2365-96

1. DISPOZIȚII DE BAZĂ 2. TERMENI ȘI DEFINIȚII INDEX ALFABETIC DE TERMENI

Această recomandare oferă principiile de bază ale teoriei scalelor de măsurare, precum și termenii și definițiile relevanți necesari pentru înțelegerea corectă și aplicarea practică a scalelor de măsurare de către metrologi și producătorii de instrumente.Termenul „scara” în practica metrologică are cel puțin două sensuri diferite. În primul rând, o scară, sau mai precis o scară de măsurare, este o procedură adoptată de comun acord pentru determinarea și desemnarea tuturor manifestărilor (valorilor) posibile ale unei anumite proprietăți (cantități). În al doilea rând, o scară este denumirea dată dispozitivelor de citire de măsură analogică instrumente.În această recomandare, termenul „scală” este folosit doar în prima dintre valorile de mai sus.Prima secțiune a acestei recomandări oferă principiile de bază ale teoriei scărilor de măsurare. A doua secțiune conține termeni de metrologie, ale căror definiții iau în considerare principiile teoriei și experiența în aplicarea practică a scalelor de măsurare.

1. DISPOZIȚII DE BAZĂ

Diferite manifestări ale proprietăților corpurilor, substanțelor, fenomenelor și proceselor sunt supuse măsurării. Unele proprietăți se manifestă cantitativ (lungime, masă, temperatură etc.), în timp ce altele se manifestă calitativ (de exemplu, culoarea, deoarece o expresie precum „roșul este mai mult (mai puțin decât) albastru” nu are sens). Varietatea (cantitativă sau calitativă) a manifestărilor oricăror seturi de forme de proprietăți, a căror mapare a elementelor pe seturi ordonate de numere sau, într-un caz mai general, pe un sistem de semne convenționale formează scale pentru măsurarea acestor proprietăți. Astfel de sisteme de semne sunt, de exemplu, un set de simboluri (nume) de culori, un set de simboluri sau concepte de clasificare, un set de puncte pentru evaluarea stărilor unui obiect, un set de numere reale etc. Elementele setului de manifestare a proprietății se află în anumite relații logice unele cu altele. Astfel de relații pot fi „echivalența” (egalitatea) sau „asemănarea” (proximitatea) acestor elemente, distingerea lor cantitativă („mai mult”, „mai puțin”), admisibilitatea efectuării anumitor operații matematice de adunare, scădere, înmulțire, împărțire cu elemente de mulţimi etc. d. Aceste caracteristici ale elementelor seturilor de manifestare a proprietății determină tipurile (trăsăturile scalelor de măsurare corespunzătoare).În conformitate cu structura logică a manifestării proprietăților în teoria măsurării, se disting cinci tipuri principale de scale de măsurare: nume, ordine, diferențe (intervale), rapoarte și scale absolute. Fiecare tip de scară are anumite caracteristici, dintre care principalele sunt discutate mai jos.NUMELE CANDARE reflectă proprietăți de calitate. Elementele lor se caracterizează numai prin relații de echivalență (egalitate) și asemănare a manifestărilor calitative specifice ale proprietăților. Exemple de astfel de scale sunt scala de clasificare (evaluare) a culorii obiectelor după nume (roșu, portocaliu, galben, verde etc.), bazată pe atlase de culori standardizate, sistematizate prin similitudine. În astfel de atlase, care acționează ca un fel de standarde, culorile pot fi desemnate prin numere convenționale (coordonate de culoare). Măsurătorile la scară de culoare se fac prin compararea, la anumite lumini, a mostrelor de culoare din atlas cu culoarea obiectului studiat și stabilirea echivalenței culorilor acestora. În denumirea scalelor, nu este posibilă introducerea conceptului de unitate de măsură; le lipsește și elementul zero.Scalele de denumire sunt esențial calitative; totuși, unele operații statistice sunt posibile la procesarea rezultatelor măsurătorilor în aceste scale, de exemplu, puteți găsi clasa de echivalență modală sau cea mai numeroasă.CANDARE DE COMANDA- descrie proprietăți pentru care nu numai relațiile de echivalență au sens, ci și relații de ordonare în manifestarea cantitativă crescătoare sau descrescătoare a proprietății. Un exemplu tipic de scale de ordine sunt scalele existente ale numerelor de duritate a corpurilor, scalele scorurilor de cutremur, scalele scorurilor vântului, o scală pentru evaluarea evenimentelor la centralele nucleare etc. Cântarele de comandă foarte specializate sunt utilizate pe scară largă în metodele de testare pentru diverse produse. În aceste scale, de asemenea, nu este posibilă introducerea unităților de măsură din cauza faptului că acestea nu sunt doar fundamental neliniare, dar și tipul de neliniaritate poate fi diferit și necunoscut în diferite părți ale acesteia. Rezultatele măsurătorilor în scale de duritate, de exemplu, sunt exprimate în numere de duritate Brinell, Vickers, Rockwell, Shore și nu în unități de măsură. Scalele de ordine permit transformări monotone și pot avea sau nu un element zero.SCARE DE DIFERENȚĂ (INTERVALE) - se deosebesc de scalele de ordine prin aceea că, pentru proprietățile pe care le descriu, nu numai relațiile de echivalență și ordine au sens, ci și însumarea intervalelor (diferențelor) între diverse manifestări cantitative ale proprietăților. Un exemplu tipic este scara intervalului de timp. Intervalele de timp (de exemplu, perioadele de lucru, perioadele de studiu) pot fi adăugate și scăzute, dar adăugarea datelor oricăror evenimente este inutilă.Un alt exemplu, scara lungimilor (distanțelor) - intervale spațiale se determină prin combinarea zeroului riglei cu un punct, iar citirea se face în alt punct. Acest tip de scară include și scale de temperatură în Celsius, Fahrenheit și Reaumur.Scalele de diferență au unități de măsură convenționale (acceptate prin acord) și zerouri bazate pe unele puncte de referință.Aceste scale permit transformări liniare și au proceduri pentru găsirea valorii așteptate, abaterii standard, a coeficientului de asimetrie și a momentelor părtinitoare.SCARE DE RELATIE . Relațiile de echivalență și ordine sunt aplicabile multor manifestări cantitative din aceste scale - operații de scădere și înmulțire (scale de relații de primul fel - scale proporționale) și, în multe cazuri, de însumare (scale de relații de al doilea fel - scale aditive) . În scalele de raport, există unități convenționale (acceptate prin acord) și zerouri naturale. Exemple de scale de raport sunt scalele de masă (al doilea fel), scala de temperatură termodinamică (tipul I).Masele oricăror obiecte pot fi rezumate, dar nu are rost să însumăm temperaturile diferitelor corpuri, deși se poate judeca diferența și raportul dintre temperaturile lor termodinamice. Scalele de raport sunt utilizate pe scară largă în fizică și tehnologie; toate operațiunile aritmetice și statistice sunt permise în ele.SCARE ABSOLUTE - au toate caracteristicile scalelor de raport, dar în plus au o definiție naturală, fără ambiguitate, a unității de măsură. Astfel de scale sunt utilizate pentru măsurarea valorilor relative (raporturile cantităților cu același nume: câștig, atenuare, eficiență, coeficienți de reflexie și absorbție, modulație de amplitudine etc.). SCARE LOGARITMICE - transformarea logaritmică a scalelor, des folosită în practică, duce la o modificare a tipului de scale. Scale logaritmice bazate pe utilizarea sistemelor de logaritmi zecimali și naturali, precum și logaritmii cu baza doi, au devenit larg răspândite în practică. Un logaritm este un număr adimensional, prin urmare, înainte de logaritm, mărimea dimensională convertită este mai întâi convertită în adimensională împărțind-o la o valoare arbitrară (de referință) a aceleiași mărimi acceptată de comun acord, după care se efectuează operația cu logaritm.În funcție de tipul de scară supusă transformării logaritmice, scalele logaritmice pot fi de două tipuri. Când convertim scale absolute logaritmice, obținem scale logaritmice absolute, numite uneori scale logaritmice flotante-zero, deoarece nu înregistrează valoarea de referinţă. Exemple de astfel de scale sunt scalele de amplificare a semnalului (atenuare) în dB. Pentru valorile mărimilor pe scale logaritmice absolute, sunt permise operații de adunare și scădere.La conversia scalelor de raport și interval în mod logaritmic, se obține o scală de interval logaritmică cu un zero fix corespunzător valorii de referință acceptată a scalei care este convertită. În inginerie radio, valorile de referință luate cel mai adesea sunt 1 mW, 1 V, 1 µV; în acustică - 20 μPa etc. În cazul general, nicio operație aritmetică nu poate fi aplicată direct acestor scale; Adunarea și scăderea cantităților exprimate în valorile unor astfel de scale trebuie efectuate prin găsirea antilogaritmilor acestora, efectuând operațiile aritmetice necesare și logaritmul repetat al rezultatului.CANDARE BIOFIZICE . În practica metrologică, există o serie de scale care descriu reacțiile obiectelor biologice, în primul rând ale oamenilor, la factorii fizici care le afectează. Acestea includ scale de măsurători de lumină și culoare, scale de percepție a sunetului, scale de doze echivalente de radiații ionizante etc. Vom numi astfel de scale biofizice. Scara biofizică este o scară pentru măsurarea proprietăților unui factor fizic (stimul), modificată în așa fel încât, pe baza rezultatelor măsurătorilor acestor proprietăți, să fie posibil să se prezică nivelul sau natura reacției unui obiect biologic. la acţiunea acestui factor. Astfel de scale sunt construite pe baza unor modele care modifică (transformă) rezultatele măsurării unei proprietăți de stimul, astfel încât să existe o corespondență clară între rezultatul măsurării și caracteristica unui răspuns biologic (o mapare homomorfă a unui set de stimuli la un set de reacții). În acest caz, unele subclase ale setului de stimuli pot corespunde unor reacții echivalente.O astfel de scară modificată de stimuli, în mod firesc, în structura sa logică se apropie de structura scalei de reacție și capătă o anumită valoare predictivă.Cu toate acestea, de regulă, scara biofizică a stimulilor și scara reacțiilor corespunzătoare sunt scale de diferite tipuri, prin urmare, relațiile logice ale scalei de stimuli nu pot fi transferate direct la judecăți predictive despre reacțiile provocate de stimuli. Deci, de exemplu, scara de luminozitate din punctul de vedere al stimulilor este o scară aditivă nelimitată a relațiilor, iar din punctul de vedere al percepției umane este o scară de ordine într-o gamă de valori de stimul limitate de jos și de mai sus.Cele mai multe proprietăți sunt descrise de scale unidimensionale, dar există proprietăți descrise de scale multidimensionale - scale de culoare tridimensionale în colorimetrie, scale de impedanță electrică bidimensionale etc. Principalele caracteristici și caracteristici ale tipurilor de scale sunt sistematizate în tabel. 1.Implementarea practică a scalelor de măsurare se realizează prin standardizarea atât a scalelor, cât și a unităților de măsură în sine, cât și, dacă este necesar, a metodelor și condițiilor (specificațiile) pentru reproducerea lor fără ambiguități. Scalele de nume și ordine pot fi implementate fără standarde (scara de clasificare Linnaean, scara de miros, scara Beaufort), dar dacă este necesară crearea de standarde, atunci acestea reproduc întreaga parte a scalei utilizate în practică (de exemplu, standardele de duritate) . Efectuarea oricăror modificări la specificația care definește scara denumirilor sau ordinea înseamnă practic introducerea unei noi scale.Scale de diferență și raport (scări metrice) corespunzătoare SI., de regulă, sunt reproduse prin standarde. Standardele acestor scale de măsurare pot reproduce un punct pe scară (standard de masă), o anumită secțiune a scalei (standard de lungime) sau aproape întreaga scară (standard de timp).Documentele normative metrologice se referă de obicei doar la stabilirea și reproducerea unităților de măsură. De fapt, chiar și pentru cantitățile corespunzătoare unităților de bază SI.(secunda, kelvin, candela etc.), standardele, pe lângă unități, stochează și reproduc scale (timpul atomic și astronomic, temperatura ITS-90 etc.).Cu orice opțiune de construire a standardelor, schemele de verificare prevăd reproducerea tuturor secțiunilor scalelor necesare pentru practică. Scalele absolute se pot baza pe standarde care reproduc oricare dintre secțiunile lor (cum ar fi standardele scalelor metrice), dar pot fi reproduse și fără ele (eficiență, câștig). Caracteristicile reproducerii (implementarii) scalelor sunt sistematizate în Tabelul 2.

tabelul 1

Caracteristici de bază ale clasificării scalelor de măsură

Indicator tip scară de măsurare	Tipul scalei de măsurare
	Articole	Despre	Diferențele (intervale)	Relații		Absolut
				primul fel	al 2-lea fel
Relații logice și matematice acceptabile între manifestările proprietăților	Echivalenţă	Echivalență, ordine	Echivalența, ordinea, însumarea intervalelor	Echivalență, ordine, proporționalitate		Echivalență, ordine, însumare
Prezența lui zero	Nu are sens	Nu este necesar			Există o definiție naturală a zeroului	Există o definiție naturală a zeroului
Disponibilitatea unității de măsură	Nu are sens	Nu are sens	Instalat prin acord	Instalat prin acord	Instalat prin acord	Există un criteriu firesc pentru stabilirea mărimii unităților
Multidimensionalitate	Posibil	Posibil	Posibil	Posibil	Posibil	Posibil
Conversii valide	și cartografierea zomorfă		transformări m onotone	Înmulțirea cu un număr	Înmulțirea cu un număr	o lipsesc

masa 2

Caracteristici ale implementării scalelor de măsurare

Caracteristici ale implementării scalelor	Tipul scalei de măsurare
	Articole	Despre	Diferențele	Relații	Absolut
Introducerea unităților de măsură		Este fundamental imposibil să introduceți unități de măsură		Este posibil să introduceți unități de modificare	Este posibil să introduceți unități de modificare
Necesitatea unui standard la scara implementată		Cântarele pot fi implementate fără standarde speciale		Majoritatea scalelor sunt implementate doar prin standarde speciale	Cântarele pot fi implementate fără standarde
Ce ar trebui să reproducă standardul dacă există?		Întreaga zonă utilă a scalei	Orice parte sau punct al scalei și un zero convențional	Orice parte sau punct al scalei	Fără cerințe obligatorii

2. TERMENI ȘI DEFINIȚII

MetrologieȘtiința măsurătorilor, a metodelor și a mijloacelor de asigurare a unității acestora și a modalităților de atingere a preciziei cerute.Metrologie legalăO secțiune de metrologie care include aspecte legislative, științifice și tehnice interdependente care necesită reglementare de către stat și (sau) comunitatea mondială pentru a asigura uniformitatea măsurătorilor.Metrologie teoreticăO secțiune de metrologie în care sunt studiate și dezvoltate bazele teoretice ale acesteia (teoria măsurătorilor, teoria scărilor de măsurare, probleme de stabilire a sistemelor de unități de măsură, probleme de utilizare a constantelor fundamentale în metrologie etc.).Metrologie practică (aplicată).O secțiune de metrologie în care sunt studiate și dezvoltate probleme de aplicare practică a prevederilor metrologiei teoretice și legale.Unitatea de măsurăStarea măsurătorilor în care rezultatele acestora sunt exprimate în unități legale sau scale de măsură, iar incertitudinile (erorile) rezultatelor măsurătorilor nu depășesc limitele stabilite (cu o probabilitate dată).Notă. Această definiție a conceptului de „uniformitate a măsurătorilor” nu contravine Legii „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor” (Articolul 1), ci o extinde la scalele de nume și ordine (vezi „scale de măsurători”).Scară de măsurare (scara) Maparea multor manifestări diferite ale unei proprietăți calitative sau cantitative pe un set ordonat de numere convenit sau un alt sistem de semne (notații) legate logic.Note 1. Conceptul de scară de măsurare (pe scurtă - scară) nu trebuie identificat cu dispozitivul de citire (scara) al instrumentului de măsurare.2. Există cinci tipuri de scale: nume, ordine, diferențe (intervale), rapoarte și absolute.3. Exemple de sisteme de semne care formează scale de măsurare sunt un set de puncte pentru evaluarea proprietăților obiectelor, un set de denumiri (nume) pentru culoarea unui obiect, un set de nume pentru starea unui obiect, un set de simboluri sau concepte de clasificare etc.4. Scalele diferențelor și rapoartele sunt combinate cu termenul „scări metrice”.5. Există scale de măsurare unidimensionale și multidimensionale.Scala de mărimeScala de măsurare a proprietăților cantitative. Tipul de scară O caracteristică de clasificare a unei scale de măsurare date, care caracterizează totalitatea relațiilor sale logice inerente.Scala de numeO scară de măsurare a unei proprietăți calitative, caracterizată doar prin raportul de echivalență a diferitelor manifestări ale acestei proprietăți.Note 1. Ansamblul manifestărilor (realizărilor) unei proprietăți calitative poate fi ordonat pe baza proximității (asemănării) și (sau) pe baza unor posibile diferențe cantitative în unele submulțimi ale manifestării proprietății.De exemplu, scalele de măsurare a culorii se bazează pe un model cu trei coordonate al spațiului de culoare, ordonat după diferențele de culoare (atribut calitativ) și luminozitate (atribut cantitativ).2. Trăsături distinctive ale scalelor de denumire: inaplicabilitatea conceptelor din acestea: zero, unitate de măsură, dimensiune; admisibilitatea numai transformărilor izomorfe sau homomorfe; posibilitatea implementării atât cu ajutorul standardelor, cât și fără acestea; inadmisibilitatea modificării caietului de sarcini care descriu baremuri specifice. Cel mai adesea, scalele de denumire sunt definite de un număr de „clase de echivalență”. Scala de comandă O scară a proprietății cantitative, caracterizată prin relații de echivalență și ordine crescătoare (descrescătoare) a diferitelor manifestări ale proprietății.Notă. Caracteristici distinctive ale scalelor de ordine: inaplicabilitatea conceptelor „unitate de măsură” și „dimensiune” în ele, prezența opțională a zero, admisibilitatea oricăror transformări monotone, posibilitatea implementării atât cu ajutorul standardelor, cât și fără acestea, inadmisibilitatea modificării caietului de sarcini care descriu baremuri specifice.O scară de măsurare a unei proprietăți cantitative, caracterizată prin relații de echivalență, ordine, însumare a intervalelor diferitelor manifestări ale proprietății.Notă. Caracteristici distinctive ale scalelor de diferență: prezența zeroului și unităților de măsură stabilite prin acord, aplicabilitatea conceptului de „dimensiune”, admisibilitatea transformărilor liniare, implementarea numai prin standarde, admisibilitatea modificării specificațiilor care descriu scale specifice.Scala de relațiiO scară de măsurare a unei proprietăți cantitative, caracterizată prin relații de echivalență, ordine, proporționalitate (permițând în unele cazuri operația de însumare) a diferitelor manifestări ale proprietății.Note 1. Caracteristici distinctive ale scalelor de raport: prezența unui zero natural și a unei unități de măsură stabilite prin acord, aplicabilitatea conceptului de „dimensiune”, admisibilitatea transformărilor la scară largă, implementarea numai prin standarde, admisibilitatea modificării specificații care descriu scale specifice.2. Scalele de raport în care operația de însumare nu are sens se numesc „scări proporționale”, iar scalele în care această operație are sens sunt numite „scale de raport aditiv”. De exemplu, scala de temperatură termodinamică este proporțională, scara de masă este aditivă.Scara absolutăO scară de raport (proporțională sau aditivă) a unei mărimi adimensionale.Note 1. Caracteristici distinctive ale scalelor absolute: prezența unităților naturale (independente de sistemul adoptat) de unități de măsură zero și adimensionale, admisibilitatea transformărilor numai identice, implementarea atât cu ajutorul standardelor, cât și fără acestea, admisibilitatea modificării specificații care descriu scale specifice.2. Rezultatele măsurătorilor în scale absolute pot fi exprimate nu numai în unități adimensionale, ci și în procente, ppm, decibeli, biți (vezi scale logaritmice),3. Unitățile scalelor absolute pot fi utilizate în combinație cu unitățile dimensionale ale altor scale. Exemplu - densitatea de înregistrare a informațiilor în biți/cm.4. Un tip de scale absolute sunt scale discrete (întregi, numărabile, cuantizate), în care rezultatul măsurării este exprimat printr-un număr adimensional de particule, cuante sau alte obiecte individuale care sunt echivalente în manifestarea cantitativă a proprietății măsurate.De exemplu, valoarea sarcinii electrice este exprimată prin numărul de electroni, valoarea energiei radiației electromagnetice monocromatice - prin numărul de cuante (fotoni).Uneori, unitatea de măsură în astfel de scale este considerată un anumit număr de particule (quanta), de exemplu, un mol, adică. numărul de particule este egal cu numărul lui Avogadro cu un nume special (Faraday, Einstein).Scară absolut limitatăO scară absolută al cărei interval de valori este de la zero la unu (sau o valoare limită conform specificației scalei).Scară logaritmicăO scară construită pe baza sistemelor logaritmice.Notă . Pentru a construi scale logaritmice, se folosesc de obicei sisteme de logaritmi zecimali sau naturali, precum și un sistem de logaritmi cu baza doi.Scala diferențelor logaritmice Scara logaritmică a măsurătorilor obținute prin transformarea logaritmică a valorii descrise de scara raportului, sau intervalul în scara diferențelor, i.e. scala de dependență L=log( X/X 0), unde X- curent, și X 0 - valoarea de referință a cantității convertite acceptată prin acord.Notă. Selectarea unei valori de referință X 0 definește punctul zero al scalei diferenței logaritmice.Scara absolută logaritmică O scară logaritmică de măsură obținută printr-o transformare logaritmică a scalelor absolute atunci când în Ec. L=log X sub semnul logaritmului X- mărime adimensională descrisă de o scară absolută.Notă. Un alt nume pentru acest tip de scară este o scară logaritmică cu zero plutitor.Scara biofizică O scară pentru măsurarea proprietăților unui factor fizic (stimul), modificată astfel încât, pe baza rezultatelor măsurătorilor acestor proprietăți, să fie posibil să se prezică nivelul sau natura reacției unui obiect biologic la acțiune. a acestui factor.Scară unidimensională O scară utilizată pentru a măsura o proprietate a unui obiect caracterizată printr-un parametru; rezultatele măsurătorilor la o astfel de scară sunt exprimate printr-un număr sau semn (desemnare).Scară multidimensională O scară folosită pentru a măsura o proprietate a unui obiect, caracterizată prin doi sau mai mulți parametri; rezultatele măsurătorilor la o astfel de scară sunt exprimate prin două sau mai multe numere sau semne (denumiri).Note 1. Unele proprietăți, în principiu, nu pot fi descrise printr-un singur parametru. De exemplu, impedanța și reflectanța complexă sunt descrise de doi parametri care formează scale bidimensionale; culoarea este descrisă de trei coordonate în modelele de spațiu de culoare care formează scale tridimensionale.2. Scalele multidimensionale pot fi formate printr-o combinație de scale de diferite tipuri.Un document adoptat prin acord care oferă o definiție a unei scale și (sau) o descriere a regulilor și procedurilor de reproducere a unei anumite scale (sau a unei unități de scară, dacă există).Note 1. Unele scale metrice, cum ar fi scalele de masă și lungime, sunt complet specificate prin definiții standardizate ale unităților de măsură.2. Specificațiile multor scale, chiar și metrice, conțin prevederi suplimentare pe lângă definirea unităților de măsură. De exemplu, specificația unei scale de măsurare luminoasă conține nu numai o definiție a unității de măsurare a luminozității - candela, ci și o funcție tabelată a eficienței luminoase spectrale relative a radiației monocromatice pentru vederea în timpul zilei.Elemente ale scalelor de măsurăConcepte de bază necesare definirii școlilor: clasa de echivalență, zero, zero convențional, unitate de măsură convențională, unitate de măsură naturală (adimensională), scară de măsură. Scala zero Element de scale de ordine (unele), intervale, rapoarte și absolute, punctul lor de plecare.Notă . Există zerouri naturale și condiționale ale scalelor.Scara naturală zeroPunctul de plecare al scalei, corespunzător manifestării cantitative a proprietății măsurate care tinde spre zero.Scara convențională zeroUn punct pe o diferență (interval) sau o scară de ordine căruia i se atribuie în mod convențional o valoare zero pentru proprietatea (cantitatea) măsurată.Notă. Scara se poate extinde pe ambele părți ale punctului zero convențional. De exemplu, în cea mai comună scală calendaristică, ziua Nașterii Domnului este luată drept zero convențional. Prin urmare, denumirea „... cu ani înainte de Nașterea lui Hristos” este în general acceptată.Gama scară de măsurare Dimensiunea cantității Certitudinea cantitativă a valorii măsurate inerentă unui anumit obiect de activitate.Valoarea valoriiEstimarea mărimii unei cantități pe scara ei corespunzătoare sub forma unui anumit număr de unități, numere, puncte sau alte semne cantitative (denumiri) acceptate pentru aceasta.Notă. Pentru proprietăți calitative, termenul echivalent este „evaluarea proprietății”.Evaluarea proprietățiiGăsirea locației unei proprietăți calitative a unui obiect specific de activitate pe scara de denumire corespunzătoare.Valoare adevarataValoarea unei cantități care reflectă în mod ideal poziția pe scara corespunzătoare a implementării unei proprietăți cantitative a unui anumit obiect de activitate.Notă. Pentru proprietățile calitative, termenul echivalent este „scorul proprietății adevărate”.Scorul de proprietate realăO evaluare a unei proprietăți care reflectă în mod ideal poziția pe scara corespunzătoare a denumirii implementării unei proprietăți calitative a unui obiect specific de activitate.Valoarea reală a cantitățiiO valoare a unei cantități care este atât de aproape de valoarea adevărată încât poate fi folosită în schimb pentru un scop dat.Evaluare de proprietate valabilăO estimare a unei proprietăți care este atât de aproape de estimarea reală încât poate fi folosită în schimb pentru un scop dat.Unitate de măsurăO cantitate de dimensiune fixă, pentru care valoarea numerică este în mod convențional (prin definiție) egală cu 1.Note 1. Termenul „unitate de măsură” este sinonim cu termenul „unități de măsură”.2. Termenul „unitate de mărime fizică”, care denotă un concept mai restrâns, nu este recomandat să fie utilizat, deoarece este imposibil să se determine limitele aplicării sale.3. Conceptul de „unitate de măsură” nu are sens pentru proprietățile descrise prin scale de nume și ordine.Sistem de unități (măsuri) Un set de unități de măsură de bază și derivate, format în conformitate cu regulile (principiile) adoptate prin acord.Notă. Termenul „sistem de unități de mărimi fizice” nu este în întregime corect, deoarece sistemele de unități bine-cunoscute, de exemplu, Internațional (SI.), acoperă nu numai mărimi fizice, ci și geometrice (unghiuri plane și solide), lumina etc.Limitele de modificare a valorilor unei proprietăți măsurate care sunt acoperite de o anumită implementare a scalei.Proprietatea în curs de măsurareManifestări ale unei proprietăți comune obiectelor de activitate (corpuri, substanțe, fenomene, procese), alocate pentru cunoaștere și utilizare.Notă. Ei măsoară proprietățile cantitative și calitative ale obiectelor nu numai fizice, ci și non-fizice (biologice, psihologice, sociale, economice etc.).Cantitatea măsurată (magnitudine) O proprietate măsurabilă caracterizată prin diferențe cantitative.Notă. Conceptul de „magnitudine” nu este aplicabil proprietăților calitative descrise prin scalele de denumire, prin urmare conceptul de „proprietate” este mai general decât conceptul de „magnitudine”. Unitățile de bază ale sistemului Unități de mărime, ale căror dimensiuni și dimensiuni într-un sistem dat de unități sunt luate ca fiind inițiale atunci când se formează dimensiunile și dimensiunile unităților derivate.Notă. Definițiile și procedurile de reproducere a unor unități de bază se pot baza pe alte unități de bază și derivate, precum și pe constante dimensionale și adimensionale.Unități derivate ale sistemuluiUnități de mărime formate în conformitate cu ecuații care le raportează la unități de bază sau derivate de bază și deja definite.Unități de sistemUnități incluse într-unul dintre sistemele acceptate de unități.Unități non-sistemUnități care nu sunt incluse în sistemul de unități luate în considerare.Notă . O unitate care este nesistemică în raport cu un anumit sistem poate fi sistemică în raport cu un alt sistem.Unitate derivată coerentăO unitate derivată legată de alte unități de bază și derivate ale sistemului printr-o ecuație în care coeficientul numeric este egal cu 1.Sistem coerent de unitățiUn sistem de unități format din unități derivate de bază și coerente.Notă. Un exemplu de sistem coerent de unități este Sistemul internațional de unități -SI. . Unitate multiplăO unitate care este de un număr întreg de ori mai mare decât o unitate de sistem sau non-sistem.Notă . ÎN SI.se formează cu un factor de 10 la puterea lui n.Unitate de măsură submultipleO unitate care este de un număr întreg de ori mai mică decât o unitate de sistem sau non-sistem.Notă . ÎN SI.se formează cu un factor de 10 la puterea minus n.Unitate de măsură convenționalăO unitate a cărei mărime este stabilită prin acord.Notă. Unitățile de măsură convenționale, în special, sunt unitățile de bază ale Sistemului internațional de unități (SI.). Unitate de măsură absolutăO unitate de măsură a unei mărimi descrisă de o scară absolută, a cărei mărime este determinată în mod unic de natura adimensională a mărimii măsurate.Note 1. Mărimi precum reflexia, transmisia, câștigul, atenuarea etc. sunt măsurate în unități absolute.2. Utilizarea unităților absolute fracționale este larg răspândită: procente, ppm.Unitate de măsură logaritmicăO unitate de măsură pe o scară logaritmică.Notă. S-au răspândit unitățile logaritmice: bel, decibel, log, decilog, neper, byte etc. Dimensiunea unității Mărimea cantității luate ca unitate de măsură. Măsurare Compararea unei manifestări specifice a unei proprietăți măsurate (cantități măsurabile) cu o scară (parte a unei scale) de măsurători ale acestei proprietăți (cantități) pentru a obține un rezultat al măsurării (valoarea unei cantități sau evaluarea unei proprietăți).Obiectul de măsurareUn obiect de activitate (corp, substanță, fenomen, proces), una sau mai multe manifestări specifice ale căror proprietăți sunt supuse măsurării.Notă. Obiectele de măsurare sunt atât obiecte fizice, cât și non-fiziceInstrument de masurareUn obiect destinat efectuării măsurătorilor, având caracteristici metrologice standardizate, reproducerea și (sau) stocarea oricărei părți (punct) a scalei cu o eroare (incertitudine) specificată pentru un interval de timp dat. Măsura Un instrument de măsurare care reproduce și (sau) stochează unul sau mai multe puncte pe o scară de măsurare.Notă. Conceptul de măsură este aplicabil în scale care descriu atât proprietăți cantitative (cantități - „o măsură a mărimii”), cât și proprietăți calitative, de exemplu, o „măsură de culoare” - un eșantion standardizat de culoare.Măsura lipsită de ambiguitateO măsură care reproduce și (sau) stochează un punct de scară.Măsura multivaloricăO măsură care reproduce și (sau) stochează două sau mai multe puncte de scară.Notă. O măsură cu mai multe valori poate reproduce și (sau) stoca o parte a scalei. Exemplu: condensator variabil gradat.Set de măsuriUn ansamblu de măsuri care reproduc puncte pe o scară (scări), utilizate atât individual, cât și, dacă are sens, în diverse combinații. Exemple: un set de greutăți, un set de măsuri de duritate, un set de mostre de culoare etc.Aparat de măsurăUn instrument de măsurare conceput pentru a obține valoarea unei mărimi măsurate sau pentru a evalua o proprietate într-un interval (secțiune) specificat al scalei de măsurare.Notă. Un dispozitiv de măsurare, de regulă, conține o măsură și dispozitive pentru transformarea mărimii măsurate (proprietatea măsurată) într-un semnal de informație de măsurare și indicarea acesteia într-o formă accesibilă percepției.Standard de referință (al unei substanțe sau al unui material) O măsură a unei proprietăți (cantități) specifice, inclusiv una care caracterizează compoziția sau valoarea unei cantități (cantități), pentru măsurarea căreia este necesar să se țină seama de caracteristicile unei substanțe (material) date.Note 1. Probele standard sunt utilizate în principal direct atunci când se efectuează măsurători, dar pot fi folosite și ca standarde la verificarea (calibrarea) instrumentelor de măsură.2. Există mostre standard de proprietăți necantitative (calitative), de exemplu, în colorimetrie, seturi de mostre standard de culoare a obiectelor - atlase de culori - sunt utilizate pe scară largă.TraductorUn instrument de măsurare sau o parte a acestuia, utilizat pentru a obține și converti informații despre mărimea măsurată (proprietatea măsurată) într-o formă convenabilă pentru prelucrare, stocare, transformări ulterioare, indicare sau transmitere. Comparator Un dispozitiv, mediu, obiect folosit pentru a compara secțiuni (puncte) de scale de măsurare stocate sau reproduse de instrumentele de măsurare.Notă. Un comparator în combinație cu o măsură poate fi utilizat pentru măsurători.Scala instrumentului de măsurareParte a dispozitivului de citire al unui instrument de măsurare, care este o serie ordonată de mărci digitalizate corespunzătoare părții stocate și (sau) reproductibile a scalei de măsurare.Principiul de măsurareFenomenul sau efectul care stă la baza metodei de măsurare.Metodă de măsurareO tehnică sau un set de tehnici pentru compararea unei manifestări specifice a unei proprietăți măsurate (cantitate măsurabilă) cu o scară de măsurare a posibilelor manifestări ale acestei proprietăți (cantitate).Rezultatul măsurătoriiValoarea unei cantități sau a unei estimări a unei proprietăți obținute prin măsurare.Note 1. Media aritmetică dintr-un număr de rezultate ale observațiilor cu precizie egală este luată cel mai adesea ca rezultat al măsurătorilor în scalele de diferențe (intervale), rapoarte și absolute.2. În scalele de ordine, mediana rezultatelor unui număr de observații poate fi luată ca rezultat al măsurătorilor, dar nu se poate lua media aritmetică3. Rezultatul măsurătorilor în scale de numire este exprimat prin echivalența unei manifestări specifice a unei proprietăți cu un punct sau clasă de echivalență a scalei corespunzătoare.4. Rezultatul măsurării trebuie să conțină și informații despre incertitudinea (eroarea) acestuia.Zona (secțiunea) scalei de măsurare în care se presupune că se află adevărata evaluare a proprietății sau adevărata valoare a mărimii măsurate.Eroare rezultatul măsurării (eroare de măsurare) Abaterea rezultatului măsurătorii de la valoarea adevărată a valorii măsurateNote 1. În practică, întotdeauna avem de-a face cu o estimare aproximativă a erorii de măsurare, cel mai adesea obținută ca abatere de la valoarea reală.2. Termenul „eroare de măsurare” nu este aplicabil rezultatelor măsurătorii în scale de ordine și nume, în cazul în care se utilizează conceptul de „incertitudine a rezultatului măsurării”.3. Erorile de măsurare și componentele lor se disting după diverse criterii de clasificare: sistematice și aleatorii, instrumentale, metoda de măsurare, absolute și relative etc.Eroare absolută de măsurare (eroare absolută) Eroarea de măsurare exprimată în unități ale valorii măsurate.Notă. Termenul „eroare absolută” se aplică rezultatelor măsurătorilor în diferență (interval), raport și scale absolute.Eroare relativă de măsurare (eroare relativă)Eroarea de măsurare, exprimată ca raport dintre eroarea absolută de măsurare și valoarea mărimii măsurate.Note 1. Este obișnuit să se reprezinte eroarea relativă ca procent.2. Conceptul de „eroare relativă” este aplicabil în măsurarea cantităților pe scale de raport și scale absolute, precum și la intervale de mărimi descrise prin scale de diferență (interval). Cu toate acestea, acest concept nu este aplicabil cantităților în sine descrise de scalele de diferență. De exemplu, este inutil (imposibil) să exprimați eroarea în măsurarea temperaturii pe scara Celsius sau eroarea în datarea unui eveniment ca procent.Incertitudini în rezultatele măsurătorilor efectuate la reproducerea scalei.Erori de reproducere la scară Erori în rezultatele măsurătorilor efectuate la reproducerea punctelor de scară.Eroare de unitate de măsurăEroarea în reproducerea oricărui punct pe diferență, raport sau scară absolută.Incertitudini de transfer de scarăIncertitudini în rezultatele măsurătorilor efectuate în timpul transferului scalei.Erori de transfer la scarăErori în rezultatele măsurătorilor efectuate la transmiterea punctelor de scară.Eroarea în transmiterea oricărui punct pe o diferență, raport sau scară absolută.Standard (scale sau unități de măsură)Un dispozitiv conceput și aprobat pentru reproducerea și (sau) stocarea și transmiterea scalei sau mărimii unei unități de măsură către instrumentele de măsură.Notă. Legea Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor” folosește termenul „standard al unității de măsură”, care în sensul său corespunde termenului „standard al unei scări sau al unității de măsură”.Scala de măsurare standardUn standard care reproduce toată sau orice parte a unei scale de măsurare.Note 1. Standardul poate reproduce un punct de scară (o valoare fixă ​​a cantității) - vezi standardul unității de măsură.2. În scalele de nume și ordine, standardele trebuie să reproducă întreaga secțiune a scalei utilizată practic.Unitate de măsură standardUn standard care reproduce o valoare a mărimii măsurate (un punct de scară).Notă. Valoarea cantității reproduse de standardul unității de măsură poate diferi de unitatea de măsură.În prezent, valoarea unei unități de măsură este reprodusă prin standarde de masă, lungime, intervale de timp, tensiune electrică (exclusiv sau într-un număr de alte valori).Standard primarUn standard conceput pentru a transfera scara și/sau dimensiunea unei unități de măsură la standarde secundare și/sau de lucru, precum și la instrumente de măsurare de înaltă precizie.Standard secundarUn etalon la care, prin comparație, scara sau dimensiunea unei unități este transferată de la standardul primar corespunzător pentru transferul ulterior la etaloanele de lucru și la alte instrumente de măsurare.Standard de statUn standard recunoscut printr-o decizie a unui organism de stat autorizat ca fiind cel inițial pe teritoriul statului.Notă. În comparațiile internaționale, standardele de stat și alte standarde aparținând statelor individuale sunt de obicei numite „standarde naționale”.Standard internationalUn standard adoptat prin acord internațional ca standard internațional primar și care servește la armonizarea cu acesta a scalelor și dimensiunilor unităților de măsură reproduse și stocate de standardele naționale. Standard de lucru Un standard conceput pentru a transfera scara (sau dimensiunea unității) la standarde de lucru de ranguri inferioare (instrumente de măsurare exemplare) și instrumente de măsurare de lucru.Note 1. Standardele de lucru pot fi subdivizate conform subordonării ierarhice în standarde de lucru 1, 2 etc. evacuări.2. Standardele de lucru sunt utilizate pentru verificarea și calibrarea instrumentelor de măsură.Standard de comparațieUn standard folosit pentru a compara standarde care nu pot fi comparate direct între ele din diverse motive.Purtător de referințăUn etalon adecvat pentru transport, destinat din punct de vedere structural să transfere scara sau dimensiunea unității către standardul de lucru sau instrumentul de măsurare care este verificat sau calibrat la locul funcționării acestuia.Redare (scale sau unități)Un set de operații care vizează recrearea unei scale de măsurare (sau a unei secțiuni a acesteia) sau a unei dimensiuni a unității care corespunde specificației (definiției) acestora. Transfer de scară (sau dimensiunea unității)Aducerea cântarei (sau a secțiunii acesteia) sau a dimensiunii unității stocate de standardul verificat (calibrat) sau instrumentul de măsurare de lucru în corespondență cu scara (dimensiunea unității de măsură) reprodusă sau stocată de un standard mai precis (original) .Verificarea mijloacelor de intențieUn set de operațiuni efectuate de organele Serviciului Metrologic de Stat (alte organisme și organizații autorizate) pentru a determina și confirma conformitatea unui instrument de măsurare cu cerințele tehnice stabilite.Note 1. Instrumentele de măsurare utilizate în sfera controlului și supravegherii metrologice de stat sunt supuse verificării.2. De regulă, principala operațiune de verificare este compararea instrumentului de măsurare verificat cu un standard mai precis utilizat în timpul verificării. Acesta însuși transferă scala de măsurare la instrumentul de măsurare de lucru cu precizie reglementată. Adesea, în timpul verificării, instrumentul de măsurare verificat este calibrat în raport cu un standard.Calibrarea instrumentului de măsurareUn set de operațiuni efectuate pentru a determina și confirma valorile reale ale caracteristicilor metrologice și (sau) adecvarea pentru utilizarea unui instrument de măsurare care nu este utilizat în zona supusă controlului și supravegherii metrologice de stat.Notă. Calibrarea este un serviciu metrologic, a cărui sarcină principală este de a transfera instrumentului calibrat o scală de măsurare în domeniul de măsurare de interes pentru client (consumator) cu o precizie acceptabilă.Calibrarea instrumentelor de măsură (graduare)Determinarea experimentală a caracteristicilor de calibrare ale instrumentului de măsurare, i.e. stabilirea corespondenţei între semnalele informaţionale de măsurare (lecturi) şi scara de măsurare.Notă. Operațiile de calibrare sunt utilizate atât în ​​timpul verificării, cât și al calibrării. În acest caz, pot fi făcute corecții la citirile instrumentelor de măsură calibrate.

INDEX ALFABETIC DE TERMENI

ÎN Cantitatea care se măsoarăRedare (scale sau unități) G Calibrarea instrumentelor de măsură d Gama scară de măsurare E Unitatea de măsurăUnitate de măsurăUnitate de măsură absolutăUnitate de măsură non-sistemUnitatea de măsură este fracționalăUnitate de măsură multiplăUnitatea de măsură este logaritmicăUnitate derivatăUnitatea de măsură derivată coerentăUnitatea de măsură a sistemuluiSistemul de unitate de măsură de bazăUnitatea de măsură derivată a sistemuluiUnitate de măsură convențională Z Valoarea valoriiValoarea cantității este realăValoarea cantității este adevăratăȘi măsurarea K Calibrarea instrumentelor de măsură Comparator M Măsură Măsura cu mai multe valoriMăsura este lipsită de ambiguitate Metrologie Metrologie legalăMetrologie practică (aplicată)Metrologie teoreticăMetoda de măsurare N Set de măsuri Incertitudinea reproducerii la scarăIncertitudinea transferului la scarăIncertitudinea rezultatului măsurării Scala zero Scala zero naturalăScara zero este condiționată DESPRE Probă standardObiectul de măsurare Evaluarea proprietății Evaluarea proprietății este valabilăEvaluarea proprietății este adevărată P Transfer de scară (sau dimensiunea unității)Verificarea instrumentelor de măsurăEroare de reproducere a unitățiiEroare de reproducere la scarăEroare absolută de măsurareEroare de măsurare relativăEroare la transmiterea mărimii unității de măsurăEroare de transfer la scarăEroare rezultatul măsurăriiConvertor de măsurareDispozitiv de măsurare Principiul de măsurare R Dimensiunea cantității Dimensiunea unității Rezultatul măsurătorii CU Proprietatea în curs de măsurareSistem de unitati Sistem de unitati coerentSpecificația scalei de măsurareInstrument de masurare Scara T tip W Scara absolutăScară absolut limitatăScara biofizică Scala de valori Scala de măsurareScară logaritmicăScara absolută logaritmicăScala diferențelor logaritmiceScară multidimensionalăScala de numeScara este unidimensionalăScala de relații Scala de comandă Scala de diferență (interval).Scara instrumentelor de masura E Standard Secundar standardStandard de statUnitate de măsură standardStandard internațional Standard de lucruStandard de comparațieStandard primarPurtător de referințăScala de măsurare standardElement de scară de măsurare

Măsurătorile stau la baza oricărei observații și analize.
Măsurarea este o operație algoritmică care atribuie o anumită denumire unei stări date observate a unui obiect: un număr, un număr sau un simbol. Să notăm cu x i. i=1,..., m este starea (proprietatea) observată a obiectului, iar prin y i, i = 1,..,m este desemnarea acestei proprietăți. Cu cât corespondența dintre state și denumirile acestora este mai apropiată, cu atât mai multe informații pot fi extrase ca urmare a prelucrării datelor. Este mai puțin evident că gradul acestei corespondențe depinde nu numai de organizarea măsurătorilor (adică de experimentator), ci și de natura fenomenului studiat și că gradul de corespondență în sine, la rândul său, determină metode acceptabile (și inacceptabile) de prelucrare a datelor!
Setul de notații folosite pentru a înregistra stările unui obiect observat se numește scară de măsurare.
Cântarele de măsurare, în funcție de operațiunile permise asupra lor, diferă prin puterea lor. Cele mai slabe sunt scalele nominale, iar cele mai puternice sunt absolute.
Există trei atribute principale ale scalelor de măsurare, a căror prezență sau absență determină dacă scala aparține unei categorii sau alteia:
1. ordonarea datelor înseamnă că un punct de pe scara corespunzător proprietății care se măsoară este mai mare decât, mai mic sau egal cu un alt punct;
2. intervalicitatea punctelor de scară înseamnă că intervalul dintre orice pereche de numere corespunzătoare proprietăților măsurate este mai mare decât, mai mic sau egal cu intervalul dintre o altă pereche de numere;
3. punctul zero (sau punctul de referință) înseamnă că setul de numere corespunzătoare proprietăților măsurate are un punct de referință, desemnat zero, care corespunde absenței complete a proprietății măsurate.
În plus, se disting următoarele grupuri:
o scale nemetrice sau calitative care nu au unitati de masura (scale nominale si ordinale);
o cantitative sau metrice (scala intervalului, scara raportului si scara absoluta).

1. Scara numelor
Scala de denumire (nominală sau clasificare) este un set finit de desemnări pentru stări (proprietăți) neînrudite ale unui obiect (Fig. 1).
Toate atributele principale ale scalelor de măsurare lipsesc aici, și anume ordinea, intervalele și punctul zero.

Orez. 1. Scala nominală.

Măsurarea va consta în efectuarea unui experiment pe un obiect, determinarea dacă rezultatul aparține unei anumite stări și notarea acestuia folosind un simbol (set de simboluri) care denotă această stare. Aceasta este cea mai simplă scară care poate fi considerată ca măsurătoare, deși de fapt această scară nu este asociată cu măsurarea și nu este asociată cu conceptul de „cantitate”. Este folosit doar în scopul de a distinge un obiect de altul.
Dacă obiectele și fenomenele care sunt de natură discretă sunt clasificate, atunci este cel mai natural să folosiți o scală de denumire.
Exemple:
Pentru desemnarea la scară nominală pot fi utilizate următoarele:
o cuvinte în limbaj natural (de exemplu, nume de locuri, nume proprii de oameni etc.);
o simboluri arbitrare (steame și steaguri ale statelor, embleme ale ramurilor militare, tot felul de insigne etc.);
o numere (numere de înmatriculare ale mașinilor, documente oficiale, numere de pe tricourile sportivilor);
o diferitele combinații ale acestora (de exemplu, adrese poștale, exbookuri ale bibliotecilor personale, sigilii etc.).
Totuși, necesitatea clasificării apare și în cazurile în care stările care sunt clasificate formează o mulțime continuă (sau continuum). Problema se reduce la cea anterioară dacă întreaga mulțime este împărțită într-un număr finit de submulțimi, formând astfel în mod artificial clase de echivalență; atunci apartenența statului la orice clasă poate fi din nou înregistrată în scala de numire. Cu toate acestea, convenționalitatea claselor introduse (nu desemnările lor de scară, ci clasele în sine) va apărea mai devreme sau mai târziu în practică.
Exemple:
1. De exemplu, apar dificultăți în a traduce cu acuratețe dintr-o limbă în alta atunci când descrii nuanțe de culoare: în engleză, albastru, azur și albastru nu se disting.
2. Denumirile bolilor formează, de asemenea, o scală de numire. Un psihiatru, diagnosticând un pacient cu „schizofrenie”, „paranoie”, „depresie maniacale” sau „psihoneuroză”, folosește o scală nominală; și totuși, uneori, nu degeaba medicii își amintesc că „trebuie să tratezi pacientul, nu boala”: numele bolii denotă doar o clasă în care există de fapt diferențe, deoarece echivalența în cadrul unei clase este condiționată.
Este necesar să înțelegeți că denumirile de clasă sunt doar simboluri, chiar dacă numerele sunt folosite în acest scop. Aceste numere nu trebuie tratate ca numere - sunt doar numere.
Exemplu. Dacă un atlet are numărul 1 pe spate, iar altul are numărul 2, atunci nu se pot trage alte concluzii decât că aceștia sunt concurenți diferiți: de exemplu, nu poți spune că „al doilea este de două ori mai bun”.
La prelucrarea datelor experimentale înregistrate la scară nominală, singura operațiune care poate fi efectuată direct cu datele în sine este verificarea dacă acestea coincid sau nu.

2. Scale ordinale
Următoarea ca putere după scara nominală este scala ordinală (ordinal, rang). Este utilizat în cazurile în care semnul observat (măsurat) al unei stări este de natură care nu numai că face posibilă identificarea stărilor cu una dintre clasele de echivalență, dar face posibilă și compararea diferitelor clase în anumite privințe.
Scara ordinală nu are o măsură cantitativă specifică. În acest caz, există ordine, dar nu există atribute ale intervalismului și punctului zero.
Singurele tipuri de relații între valorile de scară necantitative pot fi:
a) egalitatea valorilor identice ale variabilelor ordinale corespunzătoare obiectelor din aceeași categorie,
b) inegalitatea diferitelor valori ale variabilelor corespunzătoare obiectelor din aceeași categorie;
c) relații „mai mult” sau „mai puțin” între diferite valori ale variabilelor corespunzătoare obiectelor din aceeași categorie.
Măsurarea scalei de comandă poate fi utilizată, de exemplu, în următoarele situații:
o când este necesară organizarea obiectelor în timp sau spațiu. Aceasta este o situație în care nu este interesat să compari gradul de exprimare al vreuneia dintre calitățile lor, ci doar în aranjarea reciprocă spațială sau temporală a acestor obiecte;
o când trebuie să aranjați obiectele în conformitate cu o anumită calitate, dar nu trebuie să le măsurați cu precizie;
o când o calitate este măsurabilă în principiu, dar nu poate fi măsurată în prezent din motive practice sau teoretice.

2.1. Scale ordinale tipice
Notând astfel de clase prin simboluri și stabilind relații de ordine între aceste simboluri, obținem o scară de ordine simplă: A → B → C → D → E → F.

Exemple:
Numerotarea priorităților, lipsa de cunoștințe, premii într-un concurs, statut socio-economic („clasa de jos”, „clasa de mijloc”, „clasa superioară”).
O variație a scalei de ordine simplă sunt scale opoziționale. Ele sunt formate din perechi de antonime (de exemplu, puternic-slab), aflate la diferite capete ale scalei, unde poziția corespunzătoare valorii medii a entității observate este luată ca mijloc. De regulă, alte poziții nu sunt scalate în niciun fel.
Uneori se dovedește că nu fiecare pereche de clase poate fi ordonată în funcție de preferințe: unele perechi sunt considerate egale - simultan A ≥ B și B ≤ A, adică A = B.
Scara corespunzătoare acestui caz se numește scară de ordin slab.
O situație diferită apare atunci când există perechi de clase care sunt incomparabile între ele, adică nici A ≥ B, nici B ≤ A. În acest caz, se vorbește despre o scară de ordine parțială. Scale de ordine parțială apar adesea în studiile sociologice ale preferințelor subiective. De exemplu, atunci când studiază cererea consumatorilor, un subiect este adesea incapabil să evalueze care dintre două bunuri diferite îi place cel mai mult (de exemplu, șosete în carouri sau conserve de fructe, o bicicletă sau un magnetofon etc.); Este dificil pentru o persoană să-și organizeze activitățile preferate în funcție de preferințe (citirea literaturii, înotul, mâncarea delicioasă, ascultarea muzicii).

O trăsătură caracteristică a scalelor ordinale este că raportul de ordine nu spune nimic despre distanța dintre clasele comparate. Prin urmare, datele experimentale ordinale, chiar dacă sunt reprezentate în cifre, nu pot fi considerate numere. De exemplu, nu puteți calcula media eșantionului de măsurători ordinale.
Exemplu. Avem în vedere un test de abilități mentale în care se măsoară timpul petrecut de subiect pentru rezolvarea unei probleme de testare. În astfel de experimente, deși timpul este măsurat pe o scară numerică, ca măsură a inteligenței el aparține unei scale ordinale.
Scale ordinale sunt definite numai pentru un set dat de obiecte comparate; aceste scale nu au un standard general acceptat, cu atât mai puțin absolut.
Exemple:
1. În anumite condiții, expresia „primul în lume, al doilea în Europa” este legitimă - pur și simplu, campionul mondial a ocupat locul doi la competițiile europene.
2. Aranjarea scalelor în sine este un exemplu de scară ordinală.

2.2. Scale ordinale modificate
Experiența cu scale numerice puternice și dorința de a reduce relativitatea scărilor ordinale, de a le oferi cel puțin independență externă față de mărimile măsurate, încurajează cercetătorii să facă diverse modificări care conferă scalelor ordinale o oarecare întărire (cel mai adesea aparentă). În plus, multe mărimi măsurate în scări ordinale (principal discrete) au o natură continuă reală sau imaginabilă, ceea ce dă naștere unor încercări de modificare (întărire) a unor astfel de scări. În același timp, uneori datele obținute încep să fie tratate ca numere, ceea ce duce la erori, concluzii și decizii incorecte.
Exemple:
1. În 1811, mineralogul german F. Mohs a propus să stabilească o scală standard de duritate, postulând doar zece dintre gradațiile sale. Standardele 3a au adoptat următoarele minerale cu duritate crescândă: 1 - talc; 2 - gips; 3 - calciu, 4 - fluorit, 5 - apa-tite, b - ortoclaza, 7 - cuarț, 8 - topaz, 9 - corindon, 10 - diamant. Dintre două minerale, cel mai dur este cel care lasă zgârieturi sau zgârieturi pe celălalt dacă contactul este suficient de puternic. Cu toate acestea, numerele de gradație ale diamantului și apatitei nu oferă motive pentru a afirma că diamantul este de două ori mai dur decât apatita.
2. În 1806, hidrograful și cartograful englez Amiralul F. Beaufort a propus o scară punctuală a puterii vântului, determinând-o după natura stării mării: 0 - calm (calm), 4 - vânt moderat, 6 - vânt puternic, 10 furtună (furtună), 12 - uragan.
3. În 1935, seismologul american C. Richter a propus o scară de 12 puncte pentru aprecierea energiei undelor seismice în funcție de consecințele trecerii lor printr-un teritoriu dat. El a dezvoltat apoi o metodă de estimare a puterii unui cutremur la epicentru după magnitudinea acestuia (o valoare convențională care caracterizează energia totală a vibrațiilor elastice cauzate de un cutremur sau de explozii) la suprafața pământului și adâncimea sursei.

3. Scale de intervale
Următoarea scară cea mai puternică este scara intervalului (scala intervalului), care, spre deosebire de scalele anterioare, calitative, este deja o scară cantitativă. Această scară este utilizată atunci când ordonarea valorilor de măsurare se poate face atât de precis încât intervalele dintre oricare două dintre ele să fie cunoscute (Fig. 2).

Orez. 2. Scale de intervale.

Scala intervalului are ordine și intervalism, dar nu există un punct zero. Scalele pot avea puncte de referință arbitrare, iar relația dintre citirile din astfel de scale este liniară:
y = ax + b,
unde a > 0; — ∞ Următoarea proprietate este valabilă pentru această scală:

Exemple:
1. Temperatura, timpul, altitudinea terenului - marimi care, prin natura lor fizica, fie nu au zero absolut, fie permit libertatea de alegere in stabilirea unui punct de referinta.
2. Puteți auzi adesea expresia: „Altitudine... deasupra nivelului mării”. Care mare? La urma urmei, nivelul mărilor și oceanelor este diferit și se modifică în timp. În Rusia, înălțimile punctelor de pe suprafața pământului sunt măsurate de la nivelul mediu pe termen lung al Mării Baltice din zona Kronstadt.
În această scară, numai intervalele au semnificația numerelor reale și ar trebui efectuate numai operații aritmetice pe intervale. Dacă efectuați chiar operații aritmetice pe citirile scalei, uitând de relativitatea lor, atunci există riscul de a obține rezultate fără sens.
Exemplu. Nu se poate spune că temperatura apei s-a dublat când a fost încălzită de la 9 la 18° Celsius, deoarece pentru cineva care este obișnuit să folosească scara Fahrenheit, acest lucru va suna foarte ciudat, deoarece pe această scară temperatura apei va fi modificare în același experiment de la 37 la 42°.

4. Scale de diferență
Un caz special de scale de intervale sunt scalele de diferență: scale ciclice (periodice), scale invariante de schimbare. Într-o astfel de scară, valoarea nu se schimbă cu orice număr de schimburi.
y = x + nb,
n = 0, 1, 2,…
Constanta b se numește perioada scalei.
Exemple. În astfel de scale, se măsoară direcția dintr-un punct (scara busolă, trandafirul vânturilor etc.), ora din zi (cadranul ceasului) și faza de oscilație (în grade sau radiani).
Cu toate acestea, acordul asupra începutului scalei, deși arbitrar, dar uniform pentru noi, ne permite să folosim citirile de pe această scală ca numere și să îi aplicăm operații aritmetice (până când cineva uită de convenția lui zero, de exemplu, când trecerea la ora de vară sau înapoi).

5. Scale de atitudine
Următoarea scară cea mai puternică este scara relațiilor (asemănări). Măsurătorile pe o astfel de scară sunt numere „cu drepturi depline”, puteți efectua orice operații aritmetice cu ele, toate atributele scalelor de măsurare sunt prezente aici: ordine, intervale, punctul zero. Mărimile măsurate pe o scară de raport au un zero natural, absolut, deși rămâne libertate în alegerea unităților (Fig. 3):
y = ah,
unde a ≠ 0

Orez. 3. Scale de atitudine

Exemple: Greutate, lungime, rezistență electrică, bani - cantități a căror natură corespunde cu scara relațiilor. Din valorile scalei raportului puteți vedea de câte ori proprietatea unui obiect depășește aceeași proprietate a altui obiect.

6. Scala absolută
Scara absolută (metrică) are atât zero absolut (b = 0) cât și unul absolut (a = 1). Numerele naturale sunt folosite ca valori de scară atunci când se măsoară numărul de obiecte atunci când obiectele sunt reprezentate de unități întregi, iar numerele reale dacă, pe lângă unitățile întregi, sunt prezente și părți ale obiectelor.
Axa numerică, care se numește în mod natural scara absolută, are tocmai aceste calități.
O caracteristică importantă a scalei absolute în comparație cu toate celelalte este abstractitatea (adimensionalitatea) și absolutitatea unității sale. Această caracteristică vă permite să efectuați operații pe citirile scalei absolute care sunt inacceptabile pentru citirile altor scale - pentru a utiliza aceste citiri ca exponent și argument al logaritmului.
Exemple:
1. Scalele absolute sunt folosite, de exemplu, pentru a măsura numărul de obiecte, obiecte, evenimente, decizii etc.
2. Un exemplu de scară absolută este și scara de temperatură Kelvin.
Axa numerică este utilizată ca scară de măsurare în mod explicit atunci când se numără obiectele, iar ca instrument auxiliar este prezentă în toate celelalte scale.

7. Scalare
Scalare este o afișare a oricărei proprietăți a unui obiect sau fenomen într-o mulțime numerică.
Putem spune că, cu cât scara în care se fac măsurătorile este mai puternică, cu atât mai multe informații despre obiectul, fenomenul sau procesul studiat, măsurătorile oferă. Prin urmare, este firesc ca fiecare cercetător să se străduiască să efectueze măsurători la cea mai puternică scară posibilă. Cu toate acestea, este important să rețineți că alegerea unei scale de măsurare trebuie să fie ghidată de relațiile obiective la care este supusă valoarea observată și cel mai bine este să faceți măsurători pe scara care este cea mai consecventă cu aceste relații. Este posibil să se măsoare la o scară mai slabă decât cea convenită (acest lucru va duce la pierderea unor informații utile), dar folosirea unei scale mai puternice este periculoasă: datele obținute nu vor avea de fapt puterea spre care este orientată prelucrarea lor. .
Uneori, cercetătorii întăresc cântarul; un caz tipic este „digitizarea” scalelor calitative: claselor dintr-o scară nominală sau ordinală li se atribuie numere, cu care apoi se „lucrează” ca numere. Dacă această prelucrare nu depășește limitele transformărilor permise, atunci „digitizarea” este pur și simplu recodificare într-o formă mai convenabilă (de exemplu, pentru un computer). Cu toate acestea, utilizarea altor operații este asociată cu concepții greșite și erori, deoarece proprietățile impuse în acest fel nu există de fapt.
Pe măsură ce domeniul de cunoaștere relevant se dezvoltă, tipul de scară se poate schimba.
Exemplu. Temperatura a fost măsurată mai întâi pe o scară ordinală (mai rece - mai caldă), apoi pe scale de intervale (Celsius, Fahrenheit, Reaumur), iar după descoperirea temperaturilor zero absolut - pe o scară absolută (Kelvin).

rezumat
1. Orice observație și analiză se bazează pe măsurători, care sunt operații algoritmice: o stare dată observată a unui obiect este asociată cu o anumită denumire: număr, număr sau simbol. Un set de astfel de notații folosite pentru a înregistra stările unui obiect observat se numește scară de măsurare.
2. În funcție de operațiile admise la cântare de măsurare, acestea se disting prin rezistența lor.
3. Cea mai slabă scară este scara nominală, care este un set finit de notații pentru stări (proprietăți) neînrudite ale unui obiect.
4. Următoarea cea mai puternică este scala ordinală, care face posibilă, într-o anumită privință, compararea diferitelor clase de stări observate ale unui obiect, aranjandu-le într-o anumită ordine. Există scale de ordine simplă, slabă și parțială. Valorile numerice ale scalelor ordinale nu trebuie să inducă în eroare cu privire la admisibilitatea operațiilor matematice asupra acestora.
5. O scară și mai puternică este scara intervalului, în care, pe lângă ordonarea notațiilor, puteți estima intervalul dintre ele și efectua operații matematice pe aceste intervale. O variație a scalei intervalului este scara diferențelor sau scara ciclică.
6. Următoarea cea mai puternică este scala relațiilor. Măsurătorile pe o astfel de scară sunt numere „cu drepturi depline”; puteți efectua orice operații aritmetice cu ele (deși cu condiția ca unitățile de măsură să fie de același tip).
7. Și în sfârșit, cea mai puternică scară este cea absolută, cu care poți efectua orice operații matematice fără nicio restricție.
8. Afișarea oricărei proprietăți a unui obiect sau fenomen într-o mulțime numerică se numește scalare. Cu cât este mai puternică scara în care sunt făcute măsurătorile, cu atât mai multe informații despre obiectul, fenomenul sau procesul studiat, măsurătorile oferă. Cu toate acestea, folosirea unei scale mai puternice este periculoasă: datele obținute nu vor avea de fapt puterea la care este vizată prelucrarea lor. Cel mai bine este să faceți măsurători pe scara care este cel mai în concordanță cu relațiile obiective la care este supusă mărimea observată. Este posibil să se măsoare la o scară mai slabă decât cea convenită, dar acest lucru va duce la pierderea unor informații utile.

Astăzi, există patru tipuri principale de scale de măsurare: nominală, ordinală, intervalală și relativă. Fiecare tip de scară are anumite caracteristici, care sunt discutate mai jos; Acum să ne uităm la rolul pe care tehnologia de măsurare îl joacă în procesul de clasificare.

Adesea, în timpul clasificării, cercetătorul nu are posibilitatea de a măsura numeric parametrul studiat. De exemplu, atitudinea unei persoane față de ceva, gradul preferinței sale etc. Metodele de măsurare în acest caz diferă de metodele tradiționale. În acest caz, măsurarea va fi considerată orice metodă de atribuire a valorilor numerice simbolurilor care reflectă caracteristicile calitative ale obiectelor. În același timp, trebuie să existe relații stabile între simboluri și calitățile pe care acestea le reflectă. Cu alte cuvinte, pentru a implementa gruparea unui obiect cu caracteristici calitative, este necesar să se utilizeze tehnici de scalare.

În procesul de utilizare a tehnicilor de scară, sunt identificate în mod tradițional o serie de etape, a căror calitate are un impact direct asupra rezultatului identificării clusterului. Primul pas este definirea clară a ceea ce se măsoară. În continuare, ar trebui să specificați cum va fi efectuată măsurarea în practică sau ce/cine anume urmează să fie măsurat. Apoi selectați tipul de scară de măsurare, care determină metoda de colectare a informațiilor. Orice măsurători sunt asociate cu erori, dar întrucât măsurarea în acest caz este specifică, cercetătorul poate evalua în mod independent unele abateri aleatorii ale parametrului studiat și îl poate exclude din cluster. În mod tradițional, obiectele de observație pot fi reprezentate în următoarele tipuri de scale.

1 tip: nominal sau scară de nume

Acesta este tipul de scară de bază și cel mai primitiv. Când este utilizat, fiecărui obiect i se atribuie doar un număr de identificare, cum ar fi numerele jucătorilor dintr-o echipă sportivă, numere de telefon etc.

Operații la această scară:

Titlu="(A=~B)~,~(A~B)"> !}

Tipul 2: scară ordinală

Acest tip de scară determină ordinea sau rangul obiectelor de observat. Distanțele dintre obiectele care se succed (în ordine descrescătoare sau crescătoare) nu sunt egale. Pe baza rezultatului clasamentului, nu se poate spune că distanța dintre proprietățile obiectelor și este egală cu distanța dintre proprietățile obiectelor și . Adesea acest tip de scară este numit și scara de percepție. De exemplu, evaluarea calității vinului pe o scară de zece puncte – calitatea cea mai apreciată este de 10 puncte, cea mai puțin apreciată este de 1 punct.

Operații la această scară:

Titlu="(A=~B)~,~(A~B)~,~(A>~B)~,~(A

Tipul 3: scară de intervale

Spre deosebire de scara ordinală, ceea ce contează aici nu este doar ordinea valorilor, ci și dimensiunea intervalului dintre ele. Un exemplu pentru acest tip de scară: temperatura apei mării dimineața - 18 grade, seara - 24, i.e. seara este cu 5 grade mai mare, dar nu se poate spune că este de 1,33 ori mai mare.

Operații care pot fi efectuate pe baza acestei scale:

Titlu="(A=~B)~,~(A~B)~,~(A>~B)~,~(A !}

Tipul 4: scară relativă sau relațională

Spre deosebire de o scară de interval, poate reflecta cât de mult este un indicator mai mare decât altul. Scara relativă are un punct zero, care caracterizează absența calității măsurate. De exemplu: prețul unui produs. Aici puteți lua „zero” ruble ca punct de plecare. Rețineți că, în practică, nu este adesea posibilă reducerea măsurătorilor la acest tip de scară.

Operații pentru această scară:

Titlu="(A=~B)~,~(A~B)~,~(A>~B)~,~(A

Toate tipurile de scale de măsurare sunt de obicei împărțite în următoarele tipuri: scale de denumire; scale de comandă; scale de interval (diferență); scale de relație; scale absolute; scale condiționale. Scalele de interval și de raport sunt clasificate ca scale metrice, iar scalele absolute sunt, de asemenea, incluse aici ca subtip de scale de raport (Fig. 4.2).

Numiți cântare caracterizat printr-o evaluare (atitudine) a echivalenței manifestărilor calitative ale unei proprietăți sau a diferențelor de manifestare a acestei proprietăți.

Multe manifestări ale unui parametru calitativ al unei proprietăți pot fi ordonate pe baza proximității (asemănării) diferențelor calitative și (sau) pe baza diferențelor cantitative ale unor indicatori ai acestor proprietăți. De exemplu, scalele de măsurare a culorii se bazează pe un model cu trei coordonate de spațiu de culoare, ordonat

Orez. 4.2.

prin diferențe de culoare (parametru calitativ) și luminozitate (parametru cantitativ).

Trăsăturile distinctive ale scalelor de denumire sunt: ​​inaplicabilitatea conceptelor de zero, unitate de măsură, dimensiune; între ele nu există o relație de comparație."больше – меньше".!}

În ele sunt permise numai transformări izomorfe și homomorfe. Cântarele nu permit modificări ale specificațiilor care descriu scale specifice. Cel mai adesea, numele sunt stabilite printr-un număr de „clase de echivalență”. Exemple în acest sens includ scale de măsurare a culorilor, scale geodezice pentru indicarea locațiilor de pe Pământ în sisteme de coordonate stabilite; solzi de miros; scara grupelor sanguine umane ținând cont de factorul Rh etc.

De exemplu, scara de culori poate fi prezentată sub formă de atlasuri de culori. În acest caz, procesul de măsurare constă în realizarea (de exemplu, în timpul evaluării vizuale) a echivalenței probei de testat cu una dintre probele standard incluse în atlasul culorilor.

Comandă cântare descrieți proprietățile cantităților, ordonate în ordine crescătoare sau descrescătoare a proprietății evaluate.

Caracteristicile distinctive ale scalelor de ordine sunt absența unei unități de măsură și dimensiune; prezența lui zero este opțională; admisibilitatea oricăror transformări monotone; inadmisibilitatea modificării caietului de sarcini care descriu baremuri specifice.

Exemple de scale de comandă includ:

• duritatea materialelor: metale (scări internaționale Brinell, Rockwell, Vickers, Shore), minerale, cauciuc, materiale plastice etc.;
• intensitatea și severitatea cutremurelor;
• forțele vântului și condițiile suprafeței mării (scara Beaufort);
• albul diferitelor obiecte (hârtie, lemn, făină etc.);
• numerele de fotosensibilitate ale materialelor fotografice;
• volume și niveluri de volum;
• intensitatea gustului și mirosului apei;
• cifrele octanice și cetanice ale combustibilului pentru motoare;
• numere în scădere pentru cereale și făină;
• evaluări ale evenimentelor din centralele nucleare;
• acid, iod, brom, permanganat, cupru, clor, peroxid și alte numere pentru diverse materiale și produse.

Scale condiționale- Acestea sunt scale de mărimi în care unitatea de măsură nu este definită. Acestea includ scalele de denumire și ordine.

Această extindere a utilizării scalelor de măsurare depășește înțelegerea obișnuită a metrologiei în sensul că se concentrează pe măsurarea mărimilor fizice.

Să ne oprim asupra conținutului unui număr de scale condiționate importante, în special scale de duritate(scala numerelor de duritate). Duritatea este evaluată cu ajutorul scalelor Brinell (NV), Vickers (HV), Rockwell (HR) si etc.

De scara convențională Brinell duritatea (numărul durității) este măsurată prin apăsarea unei bile de oțel întărit (diametru 10 mm, 5 mm, 2,5 mm) în proba de testare, folosind un raport de forță (sarcină) F pe minge spre careu S amprenta rămasă pe eșantion,

Unde DESPRE– diametrul bilei, mm; d– diametrul amprentei, mm; F– sarcina pe minge, N sau kgf (1 kgf ≈ 9,8 N).

De scara convențională Vickers Numărul de duritate este determinat prin apăsarea unui vârf de diamant în formă de piramidă tetraedrică (cu un unghi de vârf de 136°) în proba de testat, aplicând o forță Fot 49 N (5 kgf) la 980 N (100 kgf) pentru un timp de menținere. de, de exemplu, 10 s, 15 s, 20 s.

După aplicarea forței, lungimea diagonalelor de pe imprimare este măsurată cu ajutorul unui microscop d 1, d 2. Numărul de duritate Vickers este determinat de formulă

Unitatea convențională, ca în scalele de duritate Brinell și Vickers, este Numărul de duritate Rockwell. Când se măsoară duritatea Rockwell, un vârf standard (bilă de oțel sau con de diamant) este presat folosind prese Rockwell în proba de testare sub influența a două forțe: preliminar F0 și general F,și F=F 0 + F 1.

Presa Rockwell are trei scale ( A, B, C). Măsurarea durității folosind cântare AȘi CU produs prin presarea unui vârf de diamant (con cu un unghi de 120°) în probă. Când este măsurată pe scara L, forța F0 = 98 N (10 kgf), F 1 = = 490 N (50 kgf), iar forța totală F = 588 N.

Când se măsoară pe o scară CU un efort F 0 = 98 N, F 1 = 1372 N (140 kgf), F = 1470 N (150 kgf).

Pentru materiale relativ moi, se folosește o scară ÎN.În acest caz, sub acțiunea sarcinilor F0 = 98 N, F1 = 882 N (90 kgf), F = 980 N (100 kgf), se utilizează o bilă de oțel cu diametrul de 1,588 mm.

Duritatea Rockwell este desemnată în funcție de scara utilizată HRA, HRB, HRC indicând numărul de duritate, care se determină în cazul cântarilor AȘi CU conform formulei

HR = 100 – (h – h 0) / 0,002, (4.6)

iar în cazul unei scale ÎN

HRB = 130 – (h – h 0) / 0,002 (4.7)

Unde h 0 – adâncimea de penetrare a vârfului în probă sub influența forței preliminare, h– adâncimea de pătrundere a vârfului în probă sub influența forței totale, măsurată după îndepărtarea sarcinii F 1, lăsând preîncărcare.

În Rusia există un standard special pentru reproducerea durității pe scară H.R.C.Și H.R.C. E (scara Super-Rockwell). Pentru a recalcula scalele H.R.C.Și H.R.C. Există mese oficiale.

În prezent, se recomandă indicarea cerințelor de duritate folosind numere pe o scară H.R.C. E.

În unele cazuri este folosit numărul de duritate Mohs, determinată pe o scară de 10 puncte utilizată pentru studiul durității mineralelor. În acest caz, mineralului mai dur i se atribuie un scor mai mare.

Deci, dacă talcul are un număr de duritate (punct) egal cu unu, gipsul – doi, atunci cuarțul are un număr de duritate egal cu șapte, topaz – opt, corindon – nouă, diamant – 10.

Scara Mohs, cea mai „veche” scară de duritate, a fost propusă în 1822.

Mai târziu, scara Breithaupt în 12 puncte a fost folosită pentru minerale. Un scor de 1 este încă atribuit talcului, dar diamantul este un scor de 12. Astfel, nu există nicio diferență fundamentală între aceste scale.

Pentru a determina duritatea corpurilor de tracțiune se folosește Numărul durității Shore, asociat cu numărul de duritate Brinell.

în care NV corespunde cu 7 N Sh, unde NШ – numărul de diviziuni ale scării Shore, care se află la înălțimea la care sare percutorul în timpul testării.

Pentru a determina duritatea cauciucului, se utilizează scara Shore și standardul internațional, conform cărora duritatea cauciucului este calculată prin adâncimea de scufundare a indicatorului în proba de testat.

Scale de diferență (interval).) diferă de scările de ordine prin faptul că, pentru proprietățile pe care le descriu, nu numai relațiile de echivalență și ordine au sens, ci și egalitatea și însumarea intervalelor (diferențelor) între diverse manifestări cantitative ale proprietăților. De exemplu, o scară de intervale de timp, în care intervale de timp (perioade de muncă, studiu) pot fi adăugate și scăzute, dar adăugarea datelor oricăror evenimente este inutilă. Un alt exemplu este scara lungimilor (distanțelor), estimată prin combinarea zeroului riglei cu un punct printr-un interval spațial până la un alt punct, la care se realizează citirea. Cântarele de acest tip includ scale practice de temperatură cu zero convențional.

Scalele de diferență au unități de măsură convenționale (acceptate prin acord) și zerouri convenționale bazate pe unele puncte de referință. În aceste scale sunt permise transformările liniare, le sunt aplicabile procedurile de așteptare matematică, abaterea standard etc.

Scalele de diferență includ:

• 1) Scala de timp atomică uniformă internațională TA,în care mărimea unității corespunde definiției SI a celei de-a doua;
• 2) scară de timp universală UT0, durata unei secunde în care este egală cu media secundă solară;
• 3) scară de timp universală UT1, diferit de UT0 corectarea mișcării polilor Pământului;
• 4) scară de timp universală UT2, diferit de UT1 corectarea neuniformității sezoniere a rotației Pământului;
• 5) scară de timp coordonată UTCîn care mărimea celui de-al doilea este aceeași ca în TA, dar începutul numărării se poate schimba cu exact 1 s, astfel încât discrepanțele dintre UTCȘi UT2 nu a depășit 0,9 s;
• 6) calendare (gregorian, iulian, musulman, lunar etc.);
• 7) Scala de temperatură Celsius, în care unitatea de măsură – gradul Celsius – este egală cu Kelvin și temperatura termodinamică de 273,16 K este luată drept zero convențional;
• 8) scara potențialelor de oxidare ale soluțiilor apoase.

Scale de atitudine descrieți proprietățile mărimilor pentru mulțimi de manifestări cantitative ale căror relații logice de echivalență, ordine și proporționalitate sunt aplicabile, iar pentru unele scale și relația de însumare.

În scalele de raport există zero natural iar unitatea de masura se stabileste prin acord.

Exemple de scale de raport sunt:

• 1) scară de masă (aditiv);
• 2) o scară de frecvență în care mărimea unității corespunde definiției SI a hertzului;
• 3) scala de temperatură termodinamică (proporțională), în care dimensiunea unității corespunde definiției SI a kelvinului. Scara internațională de temperatură ITS-90 este cât mai apropiată de această scară, care se bazează pe un număr de puncte de referință;
• 4) o scară de intensitate luminoasă a radiației optice, în care dimensiunea unității corespunde definiției candela din SI folosind funcția empirică a eficienței luminoase spectrale relative a radiației monocromatice pentru vederea în timpul zilei standardizată de Comisia Internațională pentru Radiații ( CIE) pentru diferite spectre de radiații. Această scară este scara originală pentru toate cantitățile de lumină;
• 5) scara nivelului de sunet A, B, CȘi D, standardizate la nivel internațional. Nivelul presiunii acustice în aceste scale este de obicei exprimat în scale logaritmice (în decibeli raportat la valoarea de referință de 2 × 10-5 Pa);
• 6) scale de măsurare a iritației fonice (zgomot și nivel de zgomot perceput), standardizate la nivel internațional;
• 7) cântare audiometrice (pentru a măsura severitatea și gradul de pierdere a auzului);
• 8) scale psozometrice (pentru măsurarea efectului zgomotului în liniile de comunicație);
• 9) scalele de doză (absorbite și echivalente) și ratele de doză ale radiațiilor ionizante;
• 10) Scala pH pH soluții apoase (logaritmul zecimal al activității ionilor de hidrogen în grame moli pe litru, luat cu semnul opus, implementat folosind un număr de soluții de referință);
• 11) Scala internațională de zahăr stabilită prin recomandarea Organizației Internaționale de Metrologie Legală;
• 12) scala de duritate a apei.

Scara absolută este o scară de raport (proporțională sau aditivă) a unei mărimi adimensionale.

O trăsătură distinctivă a scalelor absolute este prezența zeroului natural și a unităților de măsură aritmetice, care nu depind de sistemul de unități adoptat; admisibilitatea numai transformărilor identice; permisiunea modificării specificațiilor care descriu scale specifice.

Rezultatele măsurătorilor în scale absolute pot fi exprimate nu numai în unități aritmetice, ci și în procente, ppm, biți, octeți, decibeli. Unitățile de scară absolută pot fi utilizate în combinație cu unitățile dimensionale. În special, viteza de transmitere a informațiilor poate fi exprimată în biți pe secundă.

Un tip de scale absolute sunt scale discrete (numărabile), în care rezultatul unei măsurători este exprimat prin numărul de particule, cuante sau alte obiecte care sunt echivalente în manifestarea proprietății măsurate. De exemplu, scale pentru sarcina electrică a nucleelor ​​atomice, numărul de cuante (în fotochimie) și cantitatea de informații. Uneori, un anumit număr de particule (quanta) este luat ca unitate de măsură în astfel de scale. Deci, un mol este numărul de particule egal cu numărul lui Avogadro.

În activitățile practice, este nevoie să se măsoare diverse mărimi care caracterizează proprietățile corpurilor, substanțelor, fenomenelor, proceselor și sistemelor. Cu toate acestea, unele proprietăți se manifestă doar calitativ, altele – calitativ și cantitativ. Diverse manifestări ale oricărei proprietăți formează mulțimi, a căror mapare a elementelor pe un set ordonat de numere sau, într-un caz mai general, semne convenționale, formează scale de măsurare aceste proprietăți. O scară pentru măsurarea unei mărimi este o succesiune ordonată de valori pentru acea cantitate, adoptată de comun acord pe baza rezultatelor măsurătorilor precise. Termenii și definițiile teoriei scărilor de măsurare sunt expuși în „Recomandările RMG 83-2007 pentru standardizarea interstatală. Sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Cântare de măsurare. Termeni și definiții".

În conformitate cu structura logică a manifestării proprietăților, există cinci tipuri principale de scale de măsurare: nume, ordine, diferențe (intervale), rapoarte și absolute.

Scala de nume sau clasificări sau scara de măsurare a unei proprietăți calitative. Astfel de scale sunt folosite pentru clasificarea obiectelor ale căror proprietăți se manifestă numai în raport cu echivalența sau diferențele în manifestările acestei proprietăți. Acesta este cel mai simplu tip de scară și este clasificat ca fiind calitativ. Le lipsește conceptul de zero, „mai mult sau mai puțin” și unități de măsură. Pentru o scară de nume sau clasificări, nu sunt permise modificări ale specificațiilor care descriu o scară specifică. Procesul de măsurare se realizează folosind simțurile umane - ochi, nas, urechi. Iată cel mai potrivit rezultat, ales de majoritatea experților. În acest caz, alegerea corectă a claselor de scară echivalentă este de mare importanță - acestea trebuie să fie distinse în mod fiabil de către observatori - experți care evaluează această proprietate.

Pe o scară de denumire, numerele pot fi atribuite obiectelor, dar pot fi folosite doar pentru a determina probabilitatea sau frecvența de apariție a unui obiect dat, și nu pentru însumare sau alte operații matematice. De exemplu, jucătorii dintr-o echipă pot fi numerotați pentru a studia capacitățile calitative de joc ale fiecărui jucător.

Culorile diferă, în primul rând, prin calitate. Prin urmare, scalele de măsurare a culorilor (colorimetria) sunt scale de denumire, dar ordonate pe baza proximității (asemănării) culorilor. În plus, culorile care nu se pot distinge din punct de vedere calitativ (de aceeași cromaticitate) pot diferi cantitativ în luminozitate (luminozitate).

Încă din timpurile biblice, au existat scale de culori bazate pe desemnarea lor prin sisteme de nume sau alte simboluri. Cel mai adesea, punctele de plecare pentru formarea unor astfel de scale de denumire sunt cele șapte culori ale curcubeului. Combinațiile dintre acestea și alte nume formează sute și chiar mii de nume de flori. În astfel de scale, spațiul de culoare este împărțit într-un număr de blocuri, care sunt desemnate în conformitate cu terminologia general acceptată de culori sau combinațiile de simboluri (cod). De exemplu, în sistemul Eurocolor, codul de culoare este un număr din șapte cifre: primele trei cifre corespund tonului de culoare, a patra și a cincea - luminozitate, a șasea și a șaptea - saturația culorii. În sistemul Munsell, codul de culoare este format din caractere alfabetice și numere. Cu toate acestea, nu există încă un sistem acceptat la nivel global de nume și desemnări simbolice pentru culori.

Astfel de scale simbolice ale numelor de culori sunt materializate sub formă de atlase de culori, constând din numărul necesar de mostre de culori standardizate. În URSS, a fost creat un „Atlas de mostre de culoare standard”, care conține 1000 de mostre de culoare. Este destinat suportului metrologic în diverse industrii. Culoarea desenului industrial este comparată vizual cu culoarea probei de referință plasate în atlas. Atlasul de culori, specializat pentru imprimare, contine 1358 de mostre de material de culoare. În plus, există multe scale de culori speciale cu niveluri inferioare de valabilitate generală. De exemplu,

GOST 2667-82 Scala de culori pentru produse petroliere ușoare.

GOST 3351-74 Scară de culoare pentru apă potabilă

GOST 12789-87 Solanțe de culoare pentru bere cu iod și cobalt-crom

GOST 19266-79 Scară de culoare iodmetrică pentru vopsele și lacuri

Măsurătorile de culoare sunt utilizate pe scară largă la fabricarea tuburilor de imagine pentru televizoare color, în semnalizarea luminoasă și color, în transporturi, în controlul traficului, în navigație, în tipărire, în industria construcțiilor și textile. Există un număr semnificativ de standarde naționale și internaționale pentru metodele corespunzătoare de măsurare a culorii.

În industria chimică și alimentară, colorimetria este utilizată pentru a determina culoarea hidrocarburilor aromatice din seria benzenului conform GOST 2706.1-74, culoarea acidului sulfuric conform GOST 2706.3-74, culoarea uleiurilor vegetale conform GOST 5477- 93, culoarea pigmenților anorganici și a materialelor de umplutură conform GOST 16873-92, zahăr de culoare - nisip și zahăr rafinat conform GOST 12572-93. (Pentru consolidarea materialului, se recomandă să vă familiarizați cu conținutul oricăruia dintre standardele menționate mai sus, care descriu scale specifice de nume sau clasificări).

Compararea proprietăților la scară de denumire poate fi făcută numai de un expert experimentat, care are nu numai experiență practică, ci și capabilități vizuale sau olfactive adecvate. Pentru a obține rezultate comparabile pentru evaluarea cantităților fizice legate de scara denumirilor, în ultimii ani au fost elaborate și adoptate standarde internaționale și naționale de comunitatea mondială, precum

GOST R 53161-2008 (ISO 5495:2005). Standardul național al Federației Ruse. Analiza organoleptică. Metodologie. Metoda de comparare pereche;

GOST R ISO 8586-1-2008. Standardul național al Federației Ruse. Analiza organoleptică. Orientări generale pentru selecția, formarea și supravegherea testatorilor. Partea 1: Testeri selectați;

GOST R ISO 8588-2008 Standard național al Federației Ruse. Analiza organoleptică. Metodologie. Testele "A" - "nu A".

Scara de ordine sau ranguri - Aceasta este o scară de măsurare a unei proprietăți (cantități) cantitative, caracterizată prin relații de echivalență și ordine crescătoare sau descrescătoare a diferitelor manifestări ale proprietății. Este monoton în creștere sau scădere și vă permite să stabiliți un raport mai mare/mai mic între cantitățile care caracterizează proprietatea specificată. În scalele de ordine, zero există sau nu există. Cu toate acestea, este fundamental imposibil să introduceți o unitate de măsură și dimensiune. În consecință, este imposibil de judecat de câte ori sunt manifestări mai mult sau mai puțin specifice ale unei proprietăți. În practică, se folosesc scale de ordine condiționată. Orice transformări monotone sunt permise în ele, dar modificarea specificațiilor care descriu scale specifice este inacceptabilă. În scalele de ordine sau valorile bazate pe rang ale cantităților fizice sunt exprimate în unități convenționale - clasate.

Determinarea semnificației cantităților folosind scale de comandă nu poate fi considerată adesea o măsurătoare. De exemplu, în pedagogie, sport și alte activități se folosește termenul „evaluare”, Cunoștințele la școală sau universitate sunt evaluate pe o scară de 5 sau 4 puncte. Rezultatele concursurilor și competițiilor sunt evaluate în același mod. Metodele organoleptice sunt utilizate pentru evaluarea calității produsului în conformitate cu regulile stabilite.

Scale de ordine cu puncte de referință pentru corpurile fizice și fenomenele marcate pe acestea au devenit larg răspândite. Punctelor de pe scara de referință li se pot atribui numere numite puncte. Astfel de scale includ scara Mohs cu 10 puncte pentru estimarea numerelor de duritate a mineralelor, scalele Rockwell, Brinell, Vickers pentru determinarea durității metalelor, scara Beaufort cu 12 puncte pentru evaluarea puterii vântului maritim, Richter cu 12 puncte. scara de cutremur (scara internationala seismica)), scara de vascozitate Engler, scara de sensibilitate a filmului, scara de alb, scara de volum a sunetului acustic si altele.

Solzii de alb sunt unici. Albul suprafețelor de împrăștiere a materialelor caracterizează similitudinea lor de culoare cu o culoare albă standard, a cărei alb este considerat 100%. Încă nu a fost creată o scară unificată de alb pentru diferite tipuri de materiale, dar în toate versiunile scărilor de alb utilizate, abaterea culorii studiate de la albul standard este determinată de criterii unidimensionale, de exemplu, diferența de culoare. Scalele de alb sunt scale de ordin unidimensional. Albul hârtiei, cartonului, celulozei, materialelor textile este evaluat prin reflectanța în regiunea albastră a spectrului la o lungime de undă de 457 nm.

Exemple de metode specifice pentru determinarea albului (scala de alb):

GOST 7690-76 Pastă, hârtie, carton. Metode de determinare a albului.

GOST 26361-84 Făină. Metoda de determinare a albului.

GOST 24024-80 Fosfor și compuși anorganici ai fosforului. Metoda de determinare a gradului de alb.

GOST 16873-92 Pigmenți și materiale de umplutură anorganice. Metodă măsurători de culoare și alb.*

Suportul metrologic pentru măsurătorile albului se bazează pe standardele de stat GET 81-90 (coordonatele culorii și coordonatele cromaticității) și GET 156-91 (reflectanța spectrală).

În practică, fotosensibilitatea materialelor fotografice este evaluată folosind o scală de ordine, care este caracterizată de numere de fotosensibilitate. De exemplu, în Rusia acestea sunt numere de sensibilitate conform GOST, în Germania, conform DIN, există o scară internațională de numere de fotosensibilitate generală recomandate de ISO.

Scale de nume și ordine sunt numite scale convenționale, deoarece nu definesc unitățile de măsură. Ele sunt denumite și nonmetrice sau conceptuale. La scalele convenționale, intervalele identice dintre dimensiunile unei cantități date, de exemplu, numerele de duritate, nu corespund dimensiunilor identice ale proprietăților cantităților. Prin urmare, punctele nu pot fi adunate, scăzute sau împărțite. Pot exista oricâte tipuri diferite de scale convenționale se dorește, deoarece acestea apar pe măsură ce este necesar să se evalueze (determină) orice valoare sub forma unui număr atribuit.

Scala de interval sau diferență. Această scală descrie proprietățile cantitative ale cantităților, manifestate în relațiile de echivalență, ordine și aditivitate (însumând intervalele diferitelor manifestări ale proprietății). Scala de interval este formată din intervale identice, a căror scară este stabilită prin acord, are o unitate de măsură și un punct zero ales arbitrar. Pe scara intervalului sunt posibile acțiunile de adunare și scădere a intervalelor; este posibil să se estimeze de câte ori un interval este mai mare decât altul, conceptul de „dimensiune” este aplicabil, sunt acceptabile modificări ale specificațiilor care descriu scări specifice. Cu toate acestea, pentru unele cantități fizice nu are sens să adăugați cantitățile fizice în sine, de exemplu, datele calendaristice.

Exemple de scale de intervale - cronologie după diverse calendare, scară de timp, scale de temperatură Celsius, Fahrenheit, scară de lungime.

Există două puncte de referință pe scara Celsius: temperatura de topire a gheții și punctul de fierbere al apei. Scara - 1 grade Celsius– este selectat ca o sutime din intervalul dintre două puncte de referință. Scala Fahrenheit are și două puncte de referință: temperatura unui amestec de gheață, sare de masă și amoniac și temperatura corpului uman. Scara - 1 grade Fahrenheit– este selectat ca o nouăzeci și șase din intervalul dintre două puncte de referință.

Scala de relații. Această scară descrie și proprietățile cantitative ale mărimilor, manifestate în relațiile de echivalență, ordine și proporționalitate (scale de primul fel), sau aditivitatea diferitelor manifestări ale proprietății (scale de al doilea fel). La scale proporționale de relații (de primul fel), operația de însumare nu are sens.

De exemplu, scala de temperatură termodinamică este o scară de primul fel, scara de masă este de al doilea fel. Caracteristici distinctive ale scalelor de raport: prezența unui zero natural și a unei unități de măsură stabilite prin acord; aplicabilitatea conceptului de „dimensiune”. Toate operațiile aritmetice sunt aplicabile valorilor obținute pe această scară, adică transformările de scară sunt permise, iar modificările specificațiilor care descriu scale specifice sunt permise. Din punct de vedere formal, scara raportului este o scară de intervale cu origine naturală. Scalele de relație sunt cele mai avansate. Ele sunt descrise de ecuația:

Unde X– mărimea fizică pentru care este construită scara, q- valoarea numerică a unei mărimi fizice, – unitatea de măsură a unei mărimi fizice. De exemplu, P = 10 N, m = 50 kg

Trecerea de la o scară de relații la alta are loc în conformitate cu ecuația q 2 = q 1 /, deoarece dimensiunea proprietății este o valoare constantă.

Scara absolută este o scară de raport (proporțională sau aditivă) a unei mărimi adimensionale. Astfel de scale au toate caracteristicile scalelor de raport, dar au în plus o definiție naturală, fără ambiguitate a unității de măsură, independentă de sistemul de unități de măsură adoptat. În aceste scale, sunt permise doar transformări identice și sunt permise modificări ale specificațiilor care descriu scale specifice. Exemple de scale de valori relative: factori de eficiență, câștig sau atenuare, factori de modulație de amplitudine, factori de distorsiune neliniară etc. Un număr de scale absolute au limite între zero și unu. Rezultatele măsurătorilor în scale absolute pot fi exprimate nu numai în unități aritmetice, ci și în procente, ppm, biți, octeți, decibeli (vezi scale logaritmice). Unitățile de scară absolută pot fi utilizate în combinație cu unitățile dimensionale. De exemplu: rata de transmitere a informațiilor în biți pe secundă. Cântarele absolute sunt utilizate pe scară largă în inginerie radio și măsurători electrice. Un tip de scale absolute sunt scale discrete (numărabile), în care rezultatul unei măsurători este exprimat prin numărul de particule, cuante sau alte obiecte care sunt echivalente în manifestarea proprietății măsurate. De exemplu, scale pentru sarcina electrică a nucleelor ​​atomice, numărul de cuante (în fotochimie) și cantitatea de informații. Uneori, un anumit număr de particule (quanta) este luat ca unitate de măsură (cu un nume special) în astfel de scale, de exemplu, un mol este numărul de particule egal cu numărul lui Avogadro.

Scalele de intervale și rapoarte se numesc metrice (material). Scalele absolute și metrice aparțin categoriei liniare.

Importanța studierii caracteristicilor diverselor scări și a caracteristicilor utilizării acestora, alături de unitățile de măsură legalizate, a crescut semnificativ în ultimii ani în sistemul de asigurare a uniformității măsurătorilor. Acest proces se va dezvolta spre includerea conceptului de „scara de măsurare” în definiția unității de măsură. Implementarea practică a scalelor de măsurare se realizează prin standardizarea scalelor în sine, unităților de măsură, metodelor și condițiilor pentru reproducerea lor fără ambiguitate.