РМГ 83-2007 ГСИ. Шкалы измерений. Термины и определения
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И
СЕРТИФИКАЦИИ INTERSTATE COUNCIL FOR
STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION |
|
Рекомендации |
РМГ 83- 2007 |
Государственная система обеспечения единства измерений
ШКАЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Термины и определения
|
Москва Стандартинформ 2008 |
Предисловие
Сведения о рекомендациях
1 РАЗРАБОТАНЫ Всероссийским научно - исследовательским институтом физико - технических и радиотехнических измерений ( ВНИИФТРИ ) Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
2 ВНЕСЕНЫ Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТЫ Межгосударственным советом по стандартизации , метрологии и сертификации ( протокол № 31 от 8 июня 2007 г .)
За принятие проголосовали :
Краткое наименование страны по МК ( ИСО 3166) 004 - 97 |
Код страны по МК ( ИСО 3166) 004 - 97 |
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Армения |
AM |
Армстандарт |
Казахстан |
KZ |
Госстандарт Республики Казахстан |
Кыргызстан |
KG |
Кыргызстандарт |
Молдова |
MD |
Молдова - Стандарт |
Российская Федерация |
RU |
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии |
Таджикистан |
TJ |
Таджикстандарт |
Туркменистан |
TM |
Главгосслужба «Туркменстандартлары» |
Узбекистан |
UZ |
Узстандарт |
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2007 г . № 37- ст рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 83 - 2007 введены в действие в качестве рекомендаций по метрологии Российской Федерации с 1 августа 2008 г .
5 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие ( прекращении действия ) настоящих рекомендаций , изменениях и поправках к ним , а также тексты изменений и поправок публикуются в информационном указателе «Национальные стандарты»
Содержание
1 Область применения 2 Термины и определения 2.1 Общие понятия 2.2 Типы шкал измерений 2.3 Элементы шкал измерений 2.4 Измерение свойств 2.5 Средства измерений и эталоны 2.6 Погрешности и неопределенности измерений Алфавитный указатель терминов на русском языке Алфавитный указатель эквивалентов терминов на немецком языке Алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке Алфавитный указатель эквивалентов терминов на французском языке Приложение А (справочное) Элементы теории шкал измерений Библиография
|
Введение
Установленные настоящими рекомендациями термины расположены в систематизированном порядке , отражающем систему понятий теории шкал измерений .
Для каждого понятия установлен один термин .
Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации . При этом не входящая в круглые скобки часть термина образует его краткую форму .
Наличие квадратных скобок в терминологической статье означает , что в нее включены два термина , имеющих общие терминоэлементы .
В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи .
Приведенные определения можно при необходимости изменить , вводя в них дополнительные признаки , раскрывая значения используемых в них терминов , указывая объекты , относящиеся к определяемому понятию . Изменения не должны нарушать смысловое содержание понятий , определенных в настоящих рекомендациях .
Приведены эквиваленты установленных рекомендациями терминов на немецком ( код языка - de ), английском ( код языка - en ) и французском ( код языка - fr ) языках .
За основной частью настоящих рекомендаций приведены алфавитный указатель терминов на русском языке , а также алфавитные указатели эквивалентов терминов на немецком , английском и французском языках .
Основы теории шкал измерений , необходимые для понимания текста рекомендаций , приведены в приложении А .
Настоящие рекомендации , используя терминологию по РМГ 29 - 99, расширяют и дополняют ее на основе теории шкал измерений .
Рекомендуемые термины набраны полужирным шрифтом , в алфавитном указателе их краткие формы набраны светлым шрифтом .
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО МЕЖГОСУДАРСТВЕННОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ
Государственная система обеспечения единства измерений ШКАЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ Термины и определения State system for ensuring the uniformity of measurements. Scales of measurements. Terms and definitions |
Дата введения - 2008 - 08 - 01
1 Область применения
Настоящие рекомендации устанавливают основные термины и определения понятий , необходимых для практического применения теории шкал измерений в законодательной и прикладной метрологии .
Установленные термины рекомендуется применять во всех видах документации и литературы , входящих в сферу работ по метрологии и использующих результаты этих работ .
2 Термины и определения
2.1 Общие понятия
2.1.1 шкала ( измерений ): Отображение множества различных проявлений количественного или качественного свойства на принятое по соглашению упорядоченное множество чисел или другую систему логически связанных знаков ( обозначений ). |
de |
Skala (der Messungen) |
en |
(measurements) scale |
|
fr |
é chelle (des mesurages) |
|
Примечания 1 Понятие «шкала измерений» не следует отождествлять с отсчетным устройством ( шкалой ) средства измерений . 2 Различают пять основных типов шкал : наименований , порядка , разностей ( интервалов ), отношений и абсолютные . 3 Примерами систем знаков , образующих шкалы измерений , являются множество баллов оценки свойств объектов , множество обозначений ( названий ) цвета , множество названий состояния объекта , совокупность классификационных символов или понятий , множество точек в модельной системе координат . 4 Шкалы разностей и отношений объединяют термином «метрические шкалы» . 5 Различают одномерные и многомерные шкалы измерений . |
|
|
2.1.2 шкала величины : Шкала измерений количественного свойства . |
de |
Skala einer Gr öß e |
|
en |
scale of a quantity |
fr |
é chelle d'une grandeur |
|
2.1.3 спецификация шкалы измерений : Принятый по соглашению документ , содержащий определение шкалы и ( или ) описание правил и процедур воспроизведения данной шкалы ( или единицы шкалы , если она существует ). |
de |
Spezifikation f ü r Skala der Messungen |
en |
specification for scale of measurements |
|
fr |
specification d' une é chelle des mesurages |
|
Примечания 1 Некоторые метрические шкалы , например шкалы массы и длины , достаточно полно специфицируются стандартизованными определениями единиц измерений . 2 Спецификации многих , даже метрических шкал , кроме определения единиц измерений содержат дополнительные положения . Например , международная температурная шкала МТШ- 90 содержит указания о воспроизведении реперных точек ; спецификация шкалы световых измерений содержит не только определение единицы измерений силы света - канделы , но и табулированную функцию относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения . |
|
|
2.1.4 элементы шкалы измерений : Основные признаки , характеризующие шкалу измерений : класс эквивалентности , нуль , условный нуль , условная единица измерений , естественная ( безразмерная ) единица измерений , диапазон шкалы измерений , точка шкалы . |
de |
Elemente von Skalen der Messungen |
en |
elements of measurements scales |
|
fr |
é l é ments d' un é chelles des mesurages |
|
2.1.5 тип шкалы : Специфический набор признаков , классифицирующий данную шкалу измерений и характеризующий совокупность присущих ей логических соотношений между различными проявлениями измеряемого свойства . |
de |
Skalatyp |
en |
type of a scale |
|
fr |
type d'une é chelle |
|
2 .1.6 воспроизведение шкалы измерений : Совокупность операций , имеющих целью воссоздание шкалы измерений ( или ее участка ) в соответствии с ее спецификацией . |
de |
Skalareproduction |
|
en |
reproduction of measurements scale |
|
fr |
reproduction de é chelle des mesurages |
2.1.7 передача шкалы измерений : Приведение шкалы ( или ее участка ), хранимой поверяемым ( калибруемым ) эталоном или рабочим средством измерений , в соответствие со шкалой , воспроизводимой или хранимой более точным ( исходным ) эталоном . |
de |
Skalatranslation |
en |
transmission of measurements scale |
|
fr |
transmission de é chelle des mesurages |
|
2.2 Типы шкал измерений |
|
|
2.2.1 шкала наименований : Шкала измерений качественного свойства , характеризующаяся только соотношениями эквивалентности или отличиями проявлений этого свойства . |
de |
Bezeichnungenscala |
en |
scale of denominations |
|
fr |
é chelle d'un denominations |
|
Примечания 1 Множество проявлений ( реализаций ) качественного свойства может быть упорядочено по признаку близости ( сходства ) качественных различий и ( или ) по признаку возможных количественных различий в некоторых подмножествах проявлений свойства . Например , шкалы измерений цвета опираются на трехкоординатную модель цветового пространства , упорядоченную по цветовым различиям ( качественный признак ) и яркости ( количественный признак ). 2 Отличительные признаки шкал наименований : неприменимость в них понятий нуля , единицы измерений , размерности ; допустимость только изоморфных или гомоморфных преобразований ; недопустимость изменения спецификаций , описывающих конкретные шкалы . Чаще всего шкалы наименований устанавливаются рядом «классов эквивалентности» . |
|
|
2.2.2 шкала порядка : Шкала измерений количественного свойства ( величины ), характеризующаяся соотношениями эквивалентности и порядка по возрастанию ( убыванию ) различных проявлений свойства . |
de |
Ordnungskala |
en |
scale of an order |
|
fr |
é chelle d'une order |
|
Примечание - Отличительные признаки шкал порядка : неприменимость в них понятий «единица измерений» и «размерность» ; необязательность наличия нуля ; допустимость любых монотонных преобразований ; недопустимость изменения спецификаций , описывающих конкретные шкалы . |
|
|
2.2.3 шкала разностей [ интервалов ]: Шкала измерений количественного свойства ( величины ), характеризующаяся соотношениями эквивалентности , порядка , суммирования интервалов различных проявлений свойства . |
de |
Skala der Differenzen (Zwischenr ä ume) |
en |
scale of diff é rences (intervals) |
|
fr |
é chelle d' un diff é rences (intervalles) |
|
Примечание - Отличительные признаки шкал разностей : наличие устанавливаемых по соглашению нуля и единицы измерений ; применимость понятия«размерность» ; допустимость линейных преобразований ; допустимость изменения спецификаций , описывающих конкретные шкалы . |
|
|
2.2.4 шкала отношений : Шкала измерений количественного свойства ( величины ), характеризующаяся соотношениями эквивалентности , порядка , пропорциональности ( допускающими в ряде случаев операцию суммирования ) различных проявлений свойства . |
de |
Skala der Verh ä ltnise |
en |
scale of ratios |
|
fr |
é chelle d'un relations |
|
Примечания 1 Отличительные признаки шкал отношений : наличие естественного нуля и устанавливаемой по соглашению единицы измерений ; применимость понятия «размерность» ; допустимость масштабных преобразований , допустимость изменения спецификаций , описывающих конкретные шкалы . 2 Шкалы отношений , в которых не имеет смысла операция суммирования , называют «пропорциональными шкалами отношений» (1- го рода ), а шкалы , в которых эта операция имеет смысл , называют «аддитивными шкалами отношений» (2- го рода ). Например , шкала термодинамических температур - пропорциональная , шкала масс - аддитивная . |
|
|
2.2.5 абсолютная шкала : Шкала отношений ( пропорциональная или аддитивная ) безразмерной величины . |
de |
Absolute Skala |
en |
absolute scale |
|
fr |
é chelle absolue |
|
Примечания 1 Отличительные признаки абсолютных шкал : наличие естественных ( не зависящих от принятой системы единиц ) нуля и арифметической единицы измерений ; допустимость только тождественных преобразований , допустимость изменения спецификаций , описывающих конкретные шкалы . 2 Результаты измерений в абсолютных шкалах могут быть выражены не только в арифметических единицах , но и в процентах , промилле , битах , байтах , децибелах ( см . логарифмические шкалы ). 3 Единицы абсолютных шкал могут быть применены в сочетании с единицами размерных величин . Например : скорость передачи информации в битах в секун ду . 4 Разновидностью абсолютных шкал являются дискретные ( счетные ) шкалы , в которых результат измерения выражается числом частиц , квантов или других объектов , эквивалентных по проявлению измеряемого свойства . Например , шкалы для электрического заряда ядер атомов , числа квантов ( в фотохимии ), количества информации . Иногда за единицу измерений ( со специальным названием ) в таких шкалах принимают какое - то определенное число частиц ( квантов ), например один моль - число частиц , равное числу Авогадро . |
|
|
2.2.6 абсолютная ограниченная шкала : Абсолютная шкала , диапазон значений которой находится в пределах от нуля до единицы ( или некоторого предельного значения по спецификации шкалы ). |
de |
Absolute beschr ä nkte Skala |
en |
absolute limited scale |
|
fr |
é chelle absolue limite |
|
2.2.7 логарифмическая шкала : Шкала измерений , получаемая логарифмическим преобразованием измеряемой величины . |
de |
Logarithmen Skala |
en |
logarithmic scale |
|
fr |
é chelle logarithmique |
|
Примечание - Для построения логарифмических шкал обычно используются системы десятичных или натуральных логарифмов , а также система логарифмов с основанием два . |
|
|
2 .2.8 логарифмическая шкала разностей : Логарифмическая шкала , получаемая логарифмическим преобразованием величины , описываемой шкалой отношений или интервалов в шкале разностей , т . е . шкала , определяемая зависимостью L = log ( X / X 0 ), где Х - текущее , а Х 0 - принятое по соглашению опорное ( исходное ) значение преобразуемой величины . |
de |
Logarithmen Skala der Differenzen |
en |
logarithmic scale of differences |
|
fr |
é chelle logarithmique du diff é rences |
|
Примечание - Выбор опорного значения Х 0 определяет нулевую точку логарифмической шкалы разностей . |
|
|
2.2.9 логарифмическая абсолютная шкала : Логарифмическая шкала , получаемая логарифмическим преобразованием L = l о g Х безразмерной величины X , описываемой абсолютной шкалой . |
de |
Logarithmen absolute Skala |
en |
logarithmic absolute scale |
|
fr |
é chelle logarithmique absolue |
|
Примечание - Другое наименование этой разновидности шкалы - логарифмическая шкала с плавающим нулем . |
|
|
2.2.10 биофизическая шкала : Шкала измерений свойства физического фактора ( стимула ), модифицированная таким образом , чтобы по результатам измерений этого свойства можно было прогнозировать уровень или характер реакции биологического объекта на воздействие этого фактора . |
de |
Biophysikalische Skala |
en |
biophysical scale |
|
fr |
é chelle biophysique |
|
2.2.11 одномерная шкала : Шкала измерений свойства объекта , которая характеризуется одним параметром и результаты измерений в которой выражаются одним числом или знаком ( обозначением ). |
de |
Eindimensionale Skala |
en |
one-dimensional scale |
|
fr |
é chelle monodimen-sionale |
|
2.2.12 многомерная шкала : Шкала измерений свойства объекта , которая характеризуется двумя или более параметрами и результаты измерений в которой выражаются двумя или более числами или знаками ( обозначениями ). |
de |
Veildimensionale Skala |
en |
multidimensional scale |
|
fr |
é chelle multidimensio nale |
|
Примечания 1 Некоторые свойства , в принципе , невозможно описать одним параметром . Например , импеданс и комплексный коэффициент отражения описываются двумя параметрами , образующими двухмерные шкалы ; цвет описывается тремя координатами в моделях цветовых пространств , образующих трехмерные шкалы . 2 Многомерные шкалы могут быть образованы сочетанием шкал различных типов . 3 Часто в многомерных шкалах устанавливается пространственная или абстрактная система специальных координат , например для измерения векторов скоростей , ускорений , для геодезических координат . |
|
|
2.3 Элементы шкал измерений |
|
|
2.3.1 нуль шкалы : Начальная точка шкал порядка ( некоторых ), интервалов , отношений и абсолютных . |
de |
Skalanull |
en |
zero of a scale |
|
fr |
zero d'une é chelle |
|
Примечание - Различают естественный и условный нули шкал . |
|
|
2.3.2 естественный нуль шкалы : Нуль шкалы , соответствующий бесконечно малому количественному проявлению измеряемого свойства . |
de |
Nat ü rliche Skalanull |
en |
natural zero of a scale |
|
fr |
natural zero d' une é chelle |
|
2.3.3 условный нуль шкалы : Нуль шкалы разностей ( интервалов ) или шкалы порядка , которому по соглашению присвоено нулевое значение измеряемого свойства ( величины ). |
de |
Verabredete Skalanull |
en |
conventional zero of a scale |
|
fr |
conventionnel zero d'une é chelle |
|
Примечание - Шкала может простираться по обе стороны условного нуля . Например , в наиболее распространенной календарной шкале за условный нуль принято событие - Рождество Христово . Поэтому общепринято обозначение даты некоторого события « ... н . э . ( нашей эры ) » или « ... до н . э . » . |
|
|
2.3.4 точка шкалы : Одно отдельное число или знак ( обозначение ) из спецификации шкалы измерений . |
de |
Skalapunkt |
en |
point of a scale |
|
fr |
point d'une é chelle |
|
2.3.5 класс эквивалентности : Подмножество проявлений измеряемого свойства , принятых условно неразличимыми в шкале измерений этого свойства . |
de |
Klasse Ä quivalent |
en |
class of equivalence |
|
fr |
classe d'une é quivalence |
|
2.3.6 диапазон шкалы измерений : Пределы изменений измеряемого свойства , охватываемые данной конкретной реализацией шкалы . |
de |
Bereich von Skala der messungen |
en |
range of measurements scale |
|
fr |
é tendue d'une é chelle des mesurages |
|
2.3.7 единица измерений [ величины ]: Величина фиксированного размера , которой условно ( по определению ) присвоено числовое значение , равное единице в соответствующей шкале измерений . |
de |
Einheit (von Gr öß e) |
en |
unit of measurement (of quantity) |
|
fr |
unit é de mesure(grandeur) |
|
Примечания 1 Термины «единица величины» является эквивалентным термину «единица измерений» . 2 Термин «единица физической величины» , обозначающий более узкое понятие , применять не рекомендуется , так как невозможно определить границы его применения . 3 Понятие «единица измерений» не имеет смысла для свойств , описываемых шкалами наименований и порядка . 4 Размер единиц измерений величин , описываемых абсолютными шкалами , однозначно определяется безразмерным характером измеряемых величин . |
|
|
2.3.8 логарифмическая единица измерений : Единица измерений логарифмической шкалы . |
de |
Logarithmen Einheit |
en |
logarithmic unit of measurement |
|
fr |
unit é logarithmique de mesure (grandeur) |
|
Примечание - Получили распространение логарифмические единицы измерений : бел , децибел , лог , децилог , непер и др . |
|
|
2.4 Измерение свойств |
|
|
2.4.1 объект измерений : Объект деятельности ( тело , вещество , явление , процесс ), одно или несколько конкретных проявлений количественных или качественных свойств которого подлежат измерению . |
de |
Objekt der messung |
en |
object of measurement |
|
fr |
objet de mesure |
|
Примечание - Объектами измерений являются как физические , так и нефизические объекты . |
|
|
2.4.2 измеряемое свойство : Общее свойство объектов измерений , которое выбрано для исследования путем измерения . |
de |
Me ß bare Eigenschaft |
en |
measurable property |
|
fr |
propri é t é de mesure |
|
Примечание - Измеряют количественные и качественные свойства не только физических , но и нефизических объектов ( биологических , психологических , социальных , экономических и др .). |
|
|
2.4.3 измеряемая величина : Измеряемое свойство , характеризуемое количественными различиями . |
de |
Me ß bare Gr öß e |
en |
measurable quantity |
|
fr |
grandeur de mesure |
|
Примечание - Понятие «величина» неприменимо к качественным свойствам , описываемым шкалами наименований , поэтому понятие «свойство» является более общим по сравнению с понятием «величина» . |
|
|
2.4.4 измерение : Сравнение конкретного проявления измеряемого свойства ( измеряемой величины ) со шкалой ( частью шкалы ) измерений этого свойства ( величины ) в целях получения результата измерения ( оценки свойства или значения величины ). |
de |
Messung |
en |
measurement |
|
fr |
mesurage |
|
2.4.5 единство измерений : Состояние измерений , при котором их результаты выражены в узаконенных единицах измерений ( величин ) или шкалах измерений и оценены неопределенности или пределы погрешностей результатов измерений . |
de |
Einheitlichkeit der Messungen |
en |
uniformity of measurements |
|
fr |
tracabilit é |
|
Примечание - Данное определение понятия «единство измерений» распространяет его на шкалы всех типов , включая шкалы наименований и порядка ( см . 2.1.1 ). |
|
|
2.4.6 значение величины : Выражение размера величины по соответствующей шкале в виде некоторого числа принятых единиц , чисел , баллов или иных знаков ( обозначений ). |
de |
Gr öß enwert |
en |
value of a quantity |
|
fr |
valeur d'une grandeur |
|
Примечание - Для качественных свойств аналогичным термином является «оценка свойства» . |
|
|
2.4.7 истинное значение величины : Значение величины , которое идеальным образом отражает положение на соответствующей ей шкале реализации количественного свойства конкретного объекта деятельности . |
de |
Wahrer Gr öß enwert |
en |
true value of a quantity |
|
fr |
valeur vraie d'une grandeur |
|
Примечание - Для качественных свойств аналогичным термином является «истинная оценка свойства» . |
|
|
2.4.8 действительное значение величины : Значение величины , настолько близкое к истинному значению , что для данной цели может быть использовано вместо него . |
de |
Konventioneller wahrer Gr öß enwent |
en |
conventional true value of a quantity |
|
fr |
valeur convention-ellement vraie d' une grandeur |
|
2.4.9 оценка свойства : Выражение местоположения качественного свойства конкретного объекта измерений на соответствующей шкале наименований . |
de |
Absch ä tzung einer Eigenschaft |
en |
evaluation of a property |
|
fr |
é valuation d' une propri é t é |
|
Примечание - В некоторых случаях удобно и допустимо применять термин «значение» вместо «оценка» и для качественных свойств . |
|
|
2.4.10 истинная оценка свойства : Оценка свойства , которая идеальным образом отражает положение на соответствующей шкале наименований реализации качественного свойства конкретного объекта измерений . |
de |
Wahr Absch ä tzung einer Eigenschaft |
en |
true evaluation of a property |
|
fr |
valeur evaluation d' une propri é t é |
|
2.4.11 действительная оценка свойства : Оценка свойства , настолько близкая к истинной оценке , что для данной цели может быть использована вместо нее . |
de |
Konventionell Absch ä tzung einer Eigenschaft |
en |
conventional evaluation of a property |
|
fr |
é valuation convention- ellement d'une propri é t é |
|
2.4.12 метод измерения : Прием или совокупность приемов сравнения конкретного проявления измеряемого свойства ( измеряемой величины ) со шкалой измерений этого свойства ( величины ) |
de |
Me ß methode |
en |
method of measurement |
|
fr |
m é thode de mesure |
|
2.4.13 результат измерения : Значение величины или оценка свойства , полученное ( ая ) путем измерений . |
de |
Me ß ergebnis |
en |
result of measurement |
|
fr |
r é sultat d' un mesurage |
|
Примечания 1 За результат измерения в шкалах разностей ( интервалов ), отношений и абсолютных чаще всего принимают среднеарифметическое значение из ряда результатов равноточных наблюдений . 2 В шкалах порядка за результат измерения можно принять медиану результатов ряда наблюдений , но нельзя принимать среднеарифметическое значение . 3 Результат измерения в шкалах наименований выражается эквивалентностью конкретного проявления свойства точке или классу эквивалентности соответствующей шкалы . 4 Результат измерения должен также содержать информацию о его неопределенности или пределах погрешности . |
|
|
2.5 Средства измерений и эталоны |
|
|
2.5.1 средство измерений : Объект , предназначенный для выполнения измерений , воспроизводящий и ( или ) хранящий какую - либо часть ( точку ) шкалы и имеющий нормированные метрологические характеристики . |
de |
Me ß ger ä t |
en |
measuring instrument |
|
fr |
appareil de mesure |
|
2.5.2 мера : Средство измерений , воспроизводящее и ( или ) хранящее одну или несколько точек шкалы измерений . |
de |
Me ß verk ö rperung |
en |
material measure |
|
fr |
mesure mat é rialis é e |
|
Примечание - Понятие меры применимо в шкалах , описывающих как количественные свойства ( величины - «мера величины» ), так и качественные свойства , например «мера цвета» . |
|
|
2.5.3 измерительный прибор : Средство измерений , предназначенное для получения значения измеряемой величины или оценки свойства в установленном диапазоне ( участке ) шкалы измерений . |
de |
Me ß ger ä t |
en |
measuring instrument |
|
fr |
appareil de mesure |
|
2.5.4 измерительный преобразователь : Средство измерений ( или его часть ), служащее для получения информации об измеряемом количественном или качественном свойстве и преобразования ее в форму , удобную для обработки , хранения , дальнейших преобразований , индикации или передачи . |
de |
Me ß umformer |
en |
measuring transducer |
|
fr |
transducteur de mesure |
|
2.5.5 компаратор : Объект , предназначенный для сравнения реализаций измеряемого свойства ( величины ). |
de |
Komparator |
en |
comparator |
|
fr |
comparateu |
|
Примечание - Используются компараторы количественных свойств ( величин ) и качественных свойств , например компараторы цвета . |
|
|
2.5.6 эталон : Объект , предназначенный и узаконенный для воспроизведения и ( или ) хранения шкалы , ее части или размера единицы измерений и передачи их средствам измерений . |
de |
Normal |
en |
standard, é talon |
|
fr |
é talon |
|
2.5.7 эталон шкалы измерений : Эталон , воспроизводящий всю шкалу или какую - либо часть шкалы измерений . |
de |
Normal einer Skala |
en |
e talon of scale |
|
fr |
é chelle d'un é talon |
|
Примечания 1 Эталон может воспроизводить одну точку шкалы ( одно фиксированное значение величины ) - см . 2.5.8 . 2 В шкалах наименований и порядка эталоны обязательно воспроизводят целиком используемый участок шкалы . |
|
|
2.5.8 эталон величины : Эталон , воспроизводящий одно или несколько значений измеряемой величины ( точек шкалы ). |
de |
Normal einer Gr öß e |
en |
é talon of a quantity |
|
fr |
é talon d'un grandeur |
|
Примечание - Чаще всего воспроизводимое эталоном значение величины отличается от размера единицы измерений . В настоящее время значение единицы измерений воспроизводят эталоны массы , длины , интервалов времени , электрического напряжения ( исключительно или в ряду других значений ). |
|
|
2.6 Погрешности и неопределенности измерений |
|
|
2.6.1 погрешность ( результата ) измерения : Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины или истинной оценки качественного свойства . |
de |
Me ß abweichung |
en |
error (of measurement) |
|
fr |
erreur (de mesure) |
|
Примечания 1 Практическая оценка погрешности осуществляется путем замены истинного значения величины или истинной оценки качественного свойства соответственно на действительное значение или действительную оценку . 2 В двухмерных шкалах и шкалах большей мерности погрешность характеризуется отклонением точки шкалы , соответствующей результату измерения , от точки шкалы , соответствующей истинному значению ( истинной оценке ) в соответствующем модельном пространстве . 3 В шкалах отношений и абсолютных шкалах для отличия от термина «относительная погрешность» применяют термин «абсолютная погрешность» . |
|
|
2.6.2 относительная погрешность ( измерения ): Отношение погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины . |
de |
Relative Me ß abweichung |
en |
relative error |
|
fr |
erreur relative |
|
Примечания 1 Понятие «относительная погрешность» применимо при измерениях величин по шкалам отношений и абсолютным шкалам , а также к интервалам величин , описываемых шкалами разностей ( интервалов ). Однако к самим величинам , описываемым шкалами разностей , это понятие неприменимо . Например , бессмысленно ( невозможно ) выражать в процентах погрешность измерения температуры по шкале Цельсия или погрешность датировки события . 2 Понятие «относительная погрешность» неприменимо при измерениях по шкалам порядка и наименований . |
|
|
2.6.3 погрешность воспроизведения шкалы : Погрешность результатов измерений , выполняемых при воспроизведении точек шкалы . |
de |
Me ß abweichungen einer Skalareproduction |
en |
errors of scale reproduction |
|
fr |
erreurs d'une reproduction de é chelle |
|
2.6.4 погрешность передачи шкалы : Погрешность результатов измерений , выполняемых при передаче точек шкалы . |
de |
Me ß abweichungen einer Skalatranslation |
en |
errors of scale transmission |
|
fr |
erreurs d'une transmission de é chelle |
|
2.6.5 неопределенность ( результата ) измерений : Соответствующая возможному рассеянию результатов измерений область ( участок ) шкалы измерений , в которой предположительно находится оценка свойства или значение измеряемой величины. |
de |
Me ß unsicherheit |
en |
uncertainty of measurement |
|
fr |
incertitude de mesure |
|
Примечания 1 В одномерных шкалах ( отношений , интервалов и абсолютных ) неопределенность измерений принято характеризовать параметром в виде среднеквадратичного отклонения - стандартной неопределенности и расширенной неопределенности в соответствии с «Руководством по выражению неопределенности измерений» [1]. 2 В двухмерных шкалах и шкалах большей мерности область ( участок ) шкалы , характеризующая неопределенность измерений , представляет собой многомерную ( двухмерную ) область в соответствующем модельном пространстве вокруг точки шкалы , соответствующей результату измерения . 3 В шкалах порядка и наименований неопределенность измерения можно характеризовать размахом , но не стандартной неопределенностью . |
|
|
2.6.6 неопределенность воспроизведения шкалы : Неопределенность результатов измерений , выполняемых при воспроизведении точек шкалы . |
de |
Unsicherheit einer Skalareproduction |
en |
uncertainty of scale reproduction |
|
fr |
incertitude d' une reproduction de é chelle |
|
2.6.7 неопределенность передачи шкалы : Неопределенность результатов измерений , выполняемых при передаче точек шкалы . |
de |
Unsicherheit einer Skalatranslation |
en |
uncertainty of scale transmission |
|
fr |
incertitude d'une transmission de é chelle |
Алфавитный указатель терминов на русском языке
В |
|
П |
|
|
величина измеряемая |
2.4.3 |
передача шкалы измерений |
2.1.7 |
|
воспроизведение шкалы измерений |
2.1.6 |
погрешность воспроизведения шкалы |
2.6.3 |
|
Д |
|
погрешность передачи шкалы |
2.6.4 |
|
погрешность измерения |
2.6.1 |
|||
диапазон шкалы измерений |
2.2.6 |
погрешность измерения относительная |
2.6.2 |
|
Е |
|
погрешность относительная |
2.6.2 |
|
погрешность результата измерения |
2.6.1 |
|||
единица величины |
2.3.7 |
преобразователь измерительный |
2.5.4 |
|
единица измерений |
2.3.7 |
прибор измерительный |
2.5.3 |
|
единица измерений логарифмическая |
2.3.8 |
Р |
|
|
единство измерений |
2.4.5 |
|||
З |
|
результат измерения |
2.4.13 |
|
значение величины |
2.4.6 |
С |
|
|
значение величины действительное |
2.4.8 |
свойство измеряемое |
2.4.2 |
|
значение величины истинное |
2.4.7 |
спецификация шкалы измерений |
2.1.3 |
|
И |
|
средство измерений |
2.5.1 |
|
измерение |
2.4.4 |
Т |
|
|
интервал |
2.2.3 |
тип шкалы |
2.1.5 |
|
К |
|
точка шкалы |
2.3.4 |
|
Ш |
|
|||
компаратор |
2.5.5 |
|||
класс эквивалентности |
2.3.5 |
шкала |
2.1.1 |
|
M |
|
шкала абсолютная |
2.2.5 |
|
шкала абсолютная логарифмическая |
2.2.9 |
|||
шкала абсолютная ограниченная |
2.2.6 |
|||
мера |
2.5.2 |
шкала биофизическая |
2.2.10 |
|
метод измерения |
2.4.12 |
шкала величины |
2.1.2 |
|
H |
|
шкала измерений |
2.1.1 |
|
шкала интервалов |
2.2.3 |
|||
неопределенность |
|
шкала логарифмическая |
2.2.7 |
|
воспроизведения шкалы |
2.6.6 |
шкала многомерная |
2.2.12 |
|
неопределенность измерений |
2.6.5 |
шкала наименований |
2.2.1 |
|
неопределенность передачи шкалы |
2.6.7 |
шкала одномерная |
2.2.11 |
|
неопределенность результата измерений |
2.6.5 |
шкала отношений |
2.2.4 |
|
нуль шкалы |
2.3.1 |
шкала порядка |
2.2.2 |
|
нуль шкалы естественный |
2.3.2 |
шкала разностей |
2.2.3 |
|
нуль шкалы условный |
2.3.3 |
шкала разностей логарифмическая |
2.2.8 |
|
О |
|
Э |
|
|
объект измерений |
2.4.1 |
элементы шкалы измерений |
2.1.4 |
|
оценка свойства |
2.4.9 |
эталон величины |
2.5.8 |
|
оценка свойства действительная |
2.4.11 |
эталон |
2.5.6 |
|
оценка свойства истинная |
2.4.10 |
эталон шкалы измерений |
2.5.7 |
Алфавитный указатель эквивалентов терминов на немецком языке
А |
|
Meßumformer |
2.5.4 |
Abschätzung einer Eigenschaft |
2.4.9 |
Messung |
2.4.4 |
Absolute beschränkte Skala |
2.2.6 |
Meßunsicherheit |
2.6.5 |
Absolute Skala |
2.2.5 |
N |
|
В |
|
Natürliche Skalanull |
2.3.2 |
Normal |
2.5.6 |
||
Bereich von Skala der messungen |
2.3.6 |
Normal einer Skala |
2.5.7 |
Bezeichnungenskala |
2.2.1 |
Normal einer Größe |
2.5.8 |
Biophysikalische Skala |
2.2.10 |
О |
|
E |
|
Objekt der messung |
2.4.1 |
Eindimensionale Skala |
2.2.11 |
||
Einheit (von Größe) |
2.3.7 |
Ordnungskala |
2.2.2 |
Einheitlichkeit der Messungen |
2.4.5 |
R |
|
Elemente von Skalen der |
|
Relative Meßabweichung |
2.6.2 |
Messungen |
2.1.4 |
S |
|
G |
|
||
Größenwert |
2.4.6 |
Skala (der Messungen) |
2.1.1 |
К |
|
Skala der Differenzen (Zwischenräume) |
2.2.3 |
Skala der Verhältnise |
2.2.4 |
||
Klasse Äquivalent |
2.3.5 |
Skala einer Größe |
2.1.2 |
Komparator |
2.5.5 |
Skalanull |
2.3.1 |
Konventionell Abschätzung einter Eigenschaft |
2.4.11 |
Skalapunkt |
2.3.4 |
Konventioneller wahrer Größenwert |
2.4.8 |
Skalareproduction |
2.1.6 |
L |
|
Skalatranslation |
2.1.7 |
Skalatyp |
2.1.5 |
||
Logarithme Skala der Differenzen |
2.2.8 |
Spezifikation für Skala der Messungen |
2.1.3 |
Logarithmen Einheit |
2.3.8 |
U |
|
Logarithmen Skala |
2.2.7 |
||
Logarithmen absolute Skala |
2.2.9 |
Unsichertheit einer Skalareproduction |
2.6.6 |
M |
|
Unsichertheit einer Skalatranslation |
2.6.7 |
Meßverkörperung |
2.5.2 |
V |
|
Meßabweichung |
2.6.1 |
Veildimensionale Skala |
2.2.12 |
Meßabweichungen einer Skalareproduction |
2.6.3 |
Verabredete Skalanull |
2.3.3 |
Meßabweichungen einer Skalatranslation |
2.6.4 |
W |
|
Meß bare Eigenschaft |
2.4.2 |
||
Meßbare Größe |
2.4.3 |
Wahr Abschätzung einer Eigenschaft |
2.4.10 |
Meßergebnis |
2.4.13 |
Wahrer Größenwert |
2.4.7 |
Meßgerät |
2.5.1 , |
Z |
|
|
2.5.3 |
||
Meßmethode |
2.4.12 |
Zmischenräume |
2.2.3 |
Алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке
А |
|
O |
|
absolute limited scale |
2.2.6 |
object of measurement |
2.4.1 |
absolute scale |
2.2.5 |
one-dimensional scale |
2.2.11 |
В |
|
P |
|
biophysical scale |
2.2.10 |
||
C |
|
point of a scale |
2.3.4 |
class of equivalence |
2.3.5 |
R |
|
range of measurements scale |
2.3.6 |
||
comparator |
2.5.5 |
relative error |
2.6.2 |
conventional evaluation of a property |
2.4.11 |
reproduction of measurements scale |
2.1.6 |
conventional true value of a quantity |
2.4.8 |
result of measurement |
2.4.13 |
conventional zero of a scale |
2.3.3 |
S |
|
E |
|
scale |
2.1.1 |
elements of measurements scales |
2.1.4 |
scale of a quantity |
2.1.2 |
error (of measurement) |
2.6.1 |
scale of an order |
2.2.2 |
errors of scale reproduction |
2.6.3 |
scale of denominations |
2.2.1 |
errors of scale transmission |
2.6.4 |
scale of differences (intervals) |
2.2.3 |
etalon of a quantity |
2.5.8 |
scale of ratios |
2.2.4 |
etalon of a scale |
2.5.7 |
specification for scale of measurements |
2.1.3 |
evaluation of a property |
2.4.9 |
standard, étalon |
2.5.6 |
L |
|
T |
|
logarithmic scale |
2.2.7 |
transmission of measurements scale |
2.1.7 |
logarithmic absolute scale |
2.2.9 |
true evaluation of a property |
2.4.10 |
logarithmic scale of differences |
2.2.8 |
true value of a quantity |
2.4.7 |
logarithmic unit of measurement |
2.3.8 |
type of a scale |
2.1.5 |
M |
|
U |
|
material measure |
2.5.2 |
||
measurable property |
2.4.2 |
uncertainty of measurement |
2.6.5 |
measurable quantity |
2.4.3 |
uncertainty of scale reproduction |
2.6.6 |
measurement |
2.4.4 |
uncertainty of scale transmission |
2.6.7 |
measurements scale |
2.1.1 |
uniformity of measurements |
2.4.5 |
measuring instrument |
2.5.1 , |
unit of measurement (of quantity) |
2.3.7 |
measuring transducer |
2.5.4 |
V |
|
method of measurement |
2.4.12 |
value of a quantity |
2.4.6 |
multidimensional scale |
2.2.12 |
Z |
|
N |
|
zero of a scale |
2.3.1 |
natural zero of a scale |
2.3.2 |
Алфавитный указатель эквивалентов терминов на французском языке
А |
|
M |
|
appareil de mesure |
2.5.1 , |
mesurage |
2.4.4 |
С |
|
mesure matérialisée |
2.5.2 |
méthode de mesure |
2.4.12 |
||
classe d'une equivalence |
2.3.5 |
N |
|
comparateu |
2.5.5 |
||
conventionnel zero d'une échelle |
2.3.3 |
||
E |
|
naturel zero d'une échelle |
2.3.2 |
échelle (des mesurages) |
2.1.1 |
О |
|
échelle absolue |
2.2.5 |
objet de mesure |
2.4.1 |
échelle absolue limite |
2.2.6 |
P |
|
échelle biophysique |
2.2.10 |
||
échelle d'un étalon |
2.5.7 |
point d'une échelle |
2.3.4 |
échelle d'un denominations |
2.2.1 |
propriété de mesure |
2.4.2 |
échelle d' un différences (intervalles) |
2.2.3 |
R |
|
échelle d'un relations |
2.2.4 |
||
échelle d'une grandeur |
2.1.2 |
reproduction de échelle des mesurages |
2.1.6 |
échelle d'une order |
2.2.2 |
||
échelle logarithmique |
2.2.7 |
résultat d'un mesurage |
2.4.13 |
échelle logarithmique absolue |
2.2.9 |
S |
|
échelle logarithmique du différences |
2.2.8 |
||
échelle monodimensionale |
2.2.11 |
specification d'une échelle des mesurages |
2.1.3 |
échelle multidimensionale |
2.2.12 |
T |
|
éléments d'un échelles des mesurages |
2.1.4 |
||
erreur (de mesure) |
2.6.1 |
tracabilité |
2.4.5 |
erreur relative |
2.6.2 |
transducteur de mesure |
2.5.4 |
erreurs d'une reproduction de échelle |
2.6.3 |
transmission de échelle des mesurages |
2.1.7 |
erreurs d'une transmission de échelle |
2.6.4 |
type d'une échelle |
2.1.5 |
étalon |
2.5.6 |
U |
|
étalon d'un grandeur |
2.5.8 |
||
étendue d'une échelle des mesurages |
2.3.6 |
unité de mesure (grandeur) |
2.3.7 |
évaluation conventionellement d'une propriété |
2.4.11 |
unité logarithmique de mesure (grandeur) |
2.3.8 |
évaluation d'une propriété |
2.4.9 |
V |
|
G |
|
valeurconventionellement vraie d'unegrandeur |
2.4.8 |
grandeurde mesure |
2.4.3 |
valeurd'unegrandeur |
2.4.6 |
I |
|
valeurevaluation d'une propriété |
2.4.10 |
valeurvraied'unegrandeur |
2.4.7 |
||
incertitude d'une reproduction de échelle |
2.6.6 |
Z |
|
incertitude d'une transmission de échelle |
2.6.7 |
||
incertitude de mesure |
2.6.5 |
zero d'une échelle |
2.3.1 |
Приложение А
(справочное)
Элементы теории шкал измерений
Термин «шкала» в метрологической практике имеет по крайней мере два различных значения . Во - первых , шкалой или , точнее , шкалой измерений называют абстрактное понятие , определенное в настоящих рекомендациях . Во - вторых , шкалой называют отсчетные устройства аналоговых средств измерений . В настоящих рекомендациях термин «шкала» используют только в первом из приведенных выше значений .
В настоящем приложении приведены основные теории шкал измерений , необходимые для их понимания и применения , а также примеры некоторых широко применяемых на практике шкал .
Измеряют различные свойства тел , веществ , явлений , процессов . Измеряемым свойствам дают названия , такие как масса , интервал времени , термодинамическая температура , цвет и т . д . Одни свойства при этом проявляются количественно ( длина , масса , температура и т . п .), а другие - качественно . Например , цвет , поскольку не имеет смысла выражение типа «красный цвет больше ( меньше ) синего» . Измеряемые количественные свойства называют измеряемыми величинами . Многообразие ( количественное или качественное ) проявлений любого свойства образует множество , отображение элементов которого на множество чисел или , в более общем случае , на систему условных знаков представляет собой шкалу измерений этого свойства . Такими системами знаков являются , например , множество обозначений ( названий ) цветов , совокупность классификационных символов или понятий , множество баллов оценки состояний объекта , множество действительных чисел и т . д . Элементы множеств проявления свойств находятся в определенных логических соотношениях между собой . Такими соотношениями могут быть «эквивалентность» ( равенство ), «отличие» , «сходство» ( близость ) этих элементов , их количественная различимость ( «больше» , «меньше» ), реальная выполнимость операций сложения , вычитания , умножения , деления элементов множеств и т . д . Эти особенности свойств определяют типы соответствующих им шкал измерений .
В соответствии с логической структурой проявления свойств в теории измерений различают пять основных типов шкал измерений : наименований , порядка , разностей ( интервалов ), отношений и абсолютные шкалы . Шкалы каждого типа обладают определенными признаками , основные из которых рассмотрены ниже .
Шкалы наименований отражают качественные свойства . Их элементы характеризуются только соотношениями эквивалентности ( равенства ), отличия и сходства конкретных качественных проявлений свойств . В шкалах наименований нельзя ввести понятия единицы измерений , а следовательно , и размерности , в них отсутствует также нулевой элемент . Однако возможны некоторые статистические операции при обработке результатов измерений в этих шкалах , например , можно найти модальный или наиболее многочисленный по результатам измерений класс эквивалентности .
Примеры шкал наименований
- Шкалы измерений цвета - колориметрические системы , стандартизованные Международной комиссией по освещению ( МКО ). В наиболее распространенной стандартной колориметрической системе МКО 1931 г . цвет определяется тремя координатами цвета X , Y , Z в модельном трехмерном неэвклидовом пространстве с использованием спектральных характеристик источников оптического излучения , отражающих и пропускающих свет объектов и эмпирических стандартизованных функций сложения цветов ( см . публикацию МКО № 15 [ 2]).
- Геодезические шкалы для обозначения местоположения на Земле в установленных системах координат ( геодезические координаты , астрономические координаты , геоцентрические координаты , плоские прямоугольные геодезические координаты и др .).
- Шкалы пространственной симметрии ( шкала групп симметрии кристаллов и т . п .).
- Шкалы запахов .
- Шкала групп крови человека с учетом резус - фактора и т . п .
Шкалы порядка описывают свойства , для которых имеют смысл не только соотношения эквивалентности , но и соотношения порядка по возрастанию или убыванию количественного проявления свойства . Узкоспециализированные шкалы порядка широко применяют в методах испытаний различной продукции .
В этих шкалах также нельзя ввести единицы измерений из - за того , что они принципиально нелинейны : логически невозможно установить равенство интервалов на различных участках шкалы . Результаты измерений в таких шкалах выражают в числах , баллах , степенях , уровнях , а не в единицах измерений . Хотя результаты измерений в таких шкалах часто обозначают непрерывными множествами действительных арифметических чисел , невозможно подразумевать пропорциональность этих значений ( логически невозможно определить , во сколько раз одна реализация свойства больше или меньше другой ). Результаты измерений в баллах , степенях , уровнях выражают дискретными рядами натуральных чисел . Шкалы порядка допускают монотонные преобразования , в них может присутствовать или отсутствовать нуль шкалы .
Примеры шкал порядка
- Шкалы твердости материалов : металлов ( международные шкалы Бринелля , Роквелла , Виккерса , Шора ), минералов , резины , пластмасс и др .
- Шкалы интенсивности и балльности землетрясений .
- Шкалы силы ветра и состояния поверхности моря ( шкала Бофорта и др .).
- Шкалы белизны различных объектов ( материалов , продуктов , изделий ), например бумаги , древесины , муки и др .
- Шкалы чисел светочувствительности фотоматериалов .
- Шкалы громкости , уровней громкости .
- Шкалы интенсивности запаха и вкуса воды .
- Шкалы октановых и цетановых чисел топлив для двигателей .
- Шкала чисел падения для зерна и муки .
- Шкала оценки событий на атомных электростанциях .
- Шкалы кислотных , йодных , бромных , перманганатных , медных , хлорных , бентонитовых , формольных , перекисных , карбонильных , эфирных и др . чисел для различных материалов и продуктов .
Шкалы разностей [ интервалов ] отличаются от шкал порядка тем , что для описываемых ими свойств имеют смысл не только соотношения эквивалентности и порядка , но и равенства и суммирования интервалов ( разностей ) между различными количественными проявлениями свойств . Характерный пример - шкала интервалов времени . Интервалы времени ( например , периоды работы , периоды учебы ) можно складывать и вычитать , но складывать даты каких - либо событий бессмысленно . Другой пример : шкалу длин ( расстояний ) - пространственных интервалов определяют путем совмещения нуля линейки с одной точкой , а отсчет выполняют у другой точки . К шкалам этого типа относятся и практические шкалы температур с условным нулем . Шкалы разностей имеют условные ( принятые по соглашению ) единицы измерений и условные нули , основанные на каких - либо реперах . В этих шкалах допустимы линейные преобразования , в них применимы процедуры для отыскания математического ожидания , стандартного отклонения и др .
Примеры шкал разностей
- Международная шкала равномерного атомного времени ТА , в которой размер единицы соответствует определению секунды в Международной системе единиц ( СИ ).
- Шкала всемирного времени UT 0, длительность секунды в которой равна средней солнечной секунде .
- Шкала всемирного времени UT 1, отличающаяся от UT 0 поправкой на перемещения полюсов Земли .
- Шкала всемирного времени UT 2, отличающаяся от UT 1 поправкой на сезонную неравномерность вращения Земли .
- Шкала координированного времени UTC , в которой размер секунды такой же , как в ТА , но начало счета может меняться ровно на 1 с , чтобы расхождения между UTC и UT 2 не превышали 0,9 с .
- Календари ( григорианский , юлианский , мусульманский , лунный и др .).
- Шкала температуры по Цельсию , в которой единица измерений - градус Цельсия - равна Кельвину и за условный нуль принята термодинамическая температура 273,16 К .
- Шкала окислительных потенциалов водных растворов .
Шкалы отношений . К множеству количественных проявлений в этих шкалах отношений применимы соотношения эквивалентности и порядка , операции вычитания и умножения ( шкалы отношений 1- го рода - пропорциональные шкалы ), а во многих случаях и суммирования ( шкалы отношений 2- го рода - аддитивные шкалы ).
В шкалах отношений существуют условные ( принятые по соглашению ) единицы и естественные нули . Шкалы отношений широко используют в физике и технике , в них допустимы все арифметические операции , кроме суммирования в шкалах 1- го рода .
Примеры шкал отношений
- Шкала массы ( аддитивная ).
- Шкала частот , в которой размер единицы соответствует определению герца в СИ .
- Шкала термодинамической температуры ( пропорциональная ), в которой размер единицы соответствует определению кельвина в СИ ( максимально приближена к этой шкале международная температурная шкала МТШ - 90, опирающаяся на ряд реперных точек ).
- Шкала силы света оптического излучения , в которой размер единицы соответствует определению канделы в СИ с использованием для различных по спектру излучений стандартизованной Международной комиссией по освещению ( МКО ) [ 3] эмпирической функции относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения . Эта шкала является исходной для шкал всех световых величин .
- Шкалы уровня звука А , В , С и D , стандартизованные на международном уровне . Уровень звукового давления в этих шкалах принято выражать в логарифмических шкалах ( в децибелах относительно опорного значения 2 × 10-5 Па ).
- Шкалы измерений раздражающего действия шума ( шумности и уровней воспринимаемого шума ), стандартизованные на международном уровне .
- Аудиометрические шкалы ( для измерения остроты и степени потери слуха ).
- Псофометрические шкалы ( для измерения мешающего действия шумов в линиях связи ).
- Шкалы доз ( поглощенной , эквивалентной ) и мощности доз ионизирующих излучений .
- Шкала водородного показателя pH водных растворов ( десятичного логарифма активности ионов водорода в грамм - молях на литр , взятого с обратным знаком ), реализуемая с использованием ряда реперных растворов .
- Шкалы ионометрических показателей ( десятичных логарифмов концентраций ионов химических элементов в растворе , взятых с обратным знаком ).
- Шкала практической солености морской воды ( ШПС - 78) [ 4].
- Международная сахарная шкала , установленная рекомендацией Международной организации законодательной метрологии ( МОЗМ ) - МР 14 [ 5].
- Шкалы жесткости воды .
Абсолютные шкалы обладают всеми признаками отношений , но дополнительно в них существует естественное однозначное определение единицы измерений . Такие шкалы используют для измерений относительных величин ( отношений одноименных величин : коэффициентов усиления , ослабления , КПД , коэффициентов отражений и поглощений , амплитудной модуляции и т . д .).
Примеры абсолютных шкал
- Шкалы плоских углов с единицами измерений по СИ - радиан и угловой градус .
- Шкала телесных углов с единицей измерений по СИ - стерадиан .
- Шкалы коэффициентов : амплитудной модуляции , нелинейных искажений , усиления , ослабления , отражения .
- Шкала добротности колебательных систем .
- Шкала относительной диэлектрической проницаемости .
- Шкалы блеска .
- Шкалы частотных интервалов , используемые в акустических измерениях .
- Шкалы влажности .
Большинство свойств описывается одномерными шкалами , однако существуют свойства , описываемые многомерными шкалами , - трехмерные шкалы цвета в колориметрии , двухмерные шкалы электрических импедансов , многомерная шкала параметров вращения Земли , в которой определяют положение оси вращения в теле Земли , направление оси вращения в космическом пространстве и изменения угловой скорости вращения Земли и др . Основные признаки и особенности шкал различных типов систематизированы в таблице А . 1.
Таблица А .1 - Признаки и особенности шкал различных типов
Признак
типа |
Тип шкалы измерений |
|||||
Наименований |
Порядка |
Разностей ( интервалов ) |
Отношений |
Абсолютные |
||
1- го рода |
2- го рода |
|||||
Допустимые логические и математические соотношения между проявлениями свойств |
Эквивалентность , различие свойств |
Эквивалентность , |
Эквивалентность , порядок , суммирование интервалов |
Эквивалентность ,
порядок ,
пропорцио- |
Эквивалентность , порядок , суммирование |
Эквивалентность ,
порядок ,
пропорцио- |
Наличие нуля |
Не имеет смысла |
Необязательно |
По соглашению |
Имеется естественное определение нуля |
||
Наличие единицы измерений |
Не имеет смысла |
Размер ед иницы по соглашению |
Размер
единицы
по
естествен- |
|||
Допустимые преобразования |
Изоморфное отображение |
Монотонные преобразования |
Линейные преобразования |
Умножение на число |
Отсутствуют |
Практически реализация шкал измерений достигается путем стандартизации как самих шкал и единиц измерений , так и , при необходимости , способов и условий ( спецификаций ) их однозначного воспроизведения . Шкалы наименований и порядка могут быть реализованы и без специальных технических эталонных устройств ( шкала - классификация Линнея , шкала запахов , шкала Бофорта ), но если создание эталонов необходимо , то они воспроизводят весь применяемый на практике участок шкалы ( пример - эталоны твердости ). Внесение любых изменений в спецификацию , определяющую шкалу наименований или порядка , практически означает введение новой шкалы . Шкалы разностей и отношений ( метрические шкалы ), соответствующие СИ , как правило , воспроизводятся эталонами . Эталоны этих шкал измерений могут воспроизводить одну точку шкалы ( эталон массы ), некоторый участок шкалы ( эталон длины ) или практически всю шкалу ( эталон времени ).
Нормативные документы по метрологии обычно рассматривают установление и воспроизведение только единиц измерений . На практике даже для величин , соответствующих основным единицам СИ ( секунда , кельвин , кандела и др .), эталоны , кроме единиц , хранят и воспроизводят шкалы ( атомного и астрономического времени , температурную МТШ- 90 и т . д .). При любом варианте построения эталонов поверочными схемами предусматривается воспроизведение всех необходимых для практики участков шкал . Абсолютные шкалы могут опираться на эталоны , воспроизводящие любые их участки ( как эталоны метрических шкал ), но могут воспроизводиться и без них ( КПД , коэффициент усиления ). Особенности воспроизведения ( реализации ) шкал систематизированы в таблице А .2.
Таблица А .2 - Особенности реализации шкал измерений
Особенности реализации шкалы |
Тип шкалы измерений |
||||
Наименований |
Порядка |
Разностей ( интервалов ) |
Отношений |
Абсолютные |
|
Введение единиц измерений |
Принципиально невозможно ввести единицы измерений |
Есть возможность ввести единицы измерений |
|||
Необходимость эталона реализуемой шкалы |
Шкалы могут быть реализованы без специального технического эталонного устройства |
Большинство шкал может быть реализовано только посредством специального технического эталонного устройства |
Шкалы могут быть реализованы без эталонов |
||
Эталон должен воспроизводить ( при его наличии ) |
Весь используемый участок шкалы |
Какую - либо часть или точку шкалы и условный нуль |
Какую - либо часть или точку шкалы |
Обязательные требования отсутствуют |
Шкалы разностей ( интервалов ), отношений и абсолютные шкалы допускают логарифмическое преобразование , часто применяемое на практике , что приводит к изменению типа шкал . Такие шкалы называют логарифмическими . Практическое распространение получили логарифмические шкалы на основе применения систем десятичных и натуральных логарифмов , а также логарифмов с основанием два .
Операция логарифмирования может быть применена только к безразмерным величинам , поэтому перед логарифмированием размерную величину вначале преобразуют в безразмерную путем ее деления на принятое по соглашению произвольное ( опорное ) значение той же величины , после чего вычисляют логарифм полученной безразмерной величины .
В зависимости от типа шкалы , подвергнутой логарифмическому преобразованию , логарифмические шкалы могут быть двух видов . При логарифмическом преобразовании абсолютных шкал получают абсолютные логарифмические шкалы , называемые иногда логарифмическими шкалами с плавающим нулем , поскольку в них не зафиксировано опорное значение . Примерами таких шкал являются шкалы усиления ( ослабления ) сигнала в децибелах . Для значений величин в абсолютных логарифмических шкалах допустимы операции сложения и вычитания .
При логарифмическом преобразовании шкал отношений и интервалов получают логарифмическую шкалу интервалов с фиксированным нулем , соответствующим принятому опорному значению преобразуемой шкалы . В радиотехнике в качестве опорного чаще всего принимают значения 1 мВт , 1 В , 1 мкВ ; в акустике - 20 мкПа и др . К этим шкалам в общем случае нельзя прямо применять ни одно арифметическое действие ; сложение и вычитание величин , выраженных в значениях таких шкал , должны быть проведены путем нахождения их антилогарифмов , выполнения необходимых арифметических операций и повторного логарифмирования результата .
В метрологической практике существует ряд шкал , которыми описываются реакции биологических объектов , прежде всего человека , на воздействующие на них физические факторы . К ним относятся шкалы световых и цветовых измерений , шкалы восприятия звуков , шкалы эквивалентных доз ионизирующих излучений и др . Такие шкалы любого типа принято называть биофизическими шкалами .
Биофизическая шкала - шкала измерений свойств физического фактора ( стимула ), модифицированная таким образом , чтобы по результатам измерений этих свойств можно было прогнозировать уровень или характер реакции биологического объекта на воздействие этого фактора . Такие шкалы строят по моделям , так модифицирующим ( трансформирующим ) результаты измерений свойства стимула , чтобы было достигнуто однозначное соответствие между результатами измерений и характеристикой биологической реакции ( гомоморфное отображение множества стимулов на множество реакций ). При этом некоторому подклассу множества стимулов могут соответствовать эквивалентные реакции . Такая модифицированная шкала стимулов по логической структуре приближается к структуре шкалы реакций и приобретает некоторую прогностическую ценность . Однако , как правило , биофизическая шкала стимулов и шкала соответствующих реакций являются шкалами разных типов , поэтому на прогностические суждения о реакциях , вызываемых стимулами , нельзя прямо переносить логические соотношения шкалы стимулов . Так , например , шкала силы света с точки зрения стимулов является неограниченной аддитивной шкалой отношений , а с точки зрения восприятия человеком - шкалой порядка в ограниченном снизу и сверху диапазоне значений стимулов .
Библиография
[1] РМГ 43- 2001 |
Государственная система обеспечения единства измерений . Применение «Руководства по выражению неопределенности измерений» |
[2] Publication CIE 15:2004 |
Colorimetry |
Публикация МКО 15:2004 |
Колориметрия |
[3] Publication CIE 41 :1 978 |
Light as a true visual quantity: Principles of measurement |
Публикация МКО 41:1978 |
Свет как соответствующая визуальная величина . Принципы измерений |
[4] ГСССД 77 - 84 |
Морская вода . Шкала практической солености |
[5] OIML P14 |
Polarimetric saccharimeters graduated in accordance with the ICUMSA International Sugar Scale |
МОЗМ МР 14 |
Сахариметры поляриметрические , градуированные в соответствии с сахарной шкалой Международной комиссии по унификации методов анализа сахара |
Ключевые слова : метрология , шкала , шкала измерений , шкала величин , спецификация шкалы , элементы шкалы , типы шкал , измеряемое свойство , эталон шкалы измерений , неопределенность результата измерений