Измерение

Понятие «измерение» интерпретируется по-разному. Чтобы уяснить, что понимается под измерением в метрологии, рассмотрим типы шкал, на основе которых формируется представление об объекте.

Различают четыре типа шкал:

1. шкала наименований;

2. шкала порядка;

3. шкала интервалов;

4. шкала отношений.

Шкала наименований (классификации) основана на приписывании объекту цифр (знаков), играющих роль простых имен: это приписывание служит для нумерации предметов только с целью их идентификации или для нумерации классов, причем, такой нумерации, что каждому из элементов соответствующего класса приписывается одна и та же цифра. Такое приписывание цифр выполняет на практике ту же функцию, что и наименование. Поэтому с цифрами, используемыми только как специ­фические имена, нельзя производить никаких арифметических действий.

Если, например, один из резисторов обозначен в схеме R₆ , а другой R₁₈, то из этого нельзя сделать заключение, что значения их сопротивления отличаются втрое, а можно лишь установить, что оба они относятся к классу резисторов.

Пример: Атласы цветов.

А́тлас цвето́в — систематизированный набор разноокрашенных образцов, служащих цветовыми эталонами. Предназначен для измерения цветов объектов путём визуального сравнения. Сравнение производится в условиях идентичного освещения.

П роцедура измерения сводится к подбору для измеряемого цвета наиболее сходного с ним из атласа.

1 Тип: номинальная или шкала наименований

Этот базовый и самый примитивный тип шкалы. При его использовании каждому объекту присваивается только идентификационный номер, как, например, номера игроков в спортивной команде, номера телефонов и т.д.

Шкала порядка предполагает упорядочение объектов относительно какого-то определенного их свойств, т.е. расположение их в порядке убывания или возрастания данного свойства. Полученный при этом упорядоченный ряд называют ранжированным рядом, а саму процедуру ранжированием.

По шкале порядка сравниваются между собой однородные объекты, у которых значения интересующих свойств неизвестны. Поэтому ранжи­рованный ряд может дать ответ на вопросы типа  «что больше (меньше)» или, «что лучше (хуже)». Более подробную информацию  на сколько больше или меньше, во сколько раз лучше или хуже, шкала порядка дать не может. Очевидно, что назвать процедуру оценивания свойств объекта по шкале порядка измерением можно только с большой натяжкой.

Результаты оценивания по шкале порядка также не могут подвер­гаться никаким арифметическим действиям. Однако небольшое, казалось бы, усовершенствование шкалы порядка позволило применить ее для числового оценивания величин в тех случаях, когда отсутствует единица величины. Для этого, расположив объекты в порядке возрастания (убывания) того или иного свойства, некоторые точки ранжированного ряда фиксируют в качестве отправных (реперных). Совокупность репер-ных точек образует некую «лестницу»  шкалу возможных проявлений соответствующего свойства. Реперным точкам могут быть поставлены в соответствие цифры, называемые баллами и, таким образом, появляется возможность оценивания, «измерения» данного свойства в баллах, по натуральной шкале. Так для измерения скорости ветра в 1805 г. Бофортом была предложена натуральная шкала скорости ветра в «баллах Бофорта» (табл. 1).

Таблица 1

Баллы	Название	Действие	Скорость, м/с
0	Штиль	Дым идет вертикально	0 – 0,9
1	Тихий	Дым идет слегка наклонно	0,9 – 2,4
2	Легкий	Ощущается лицом, шелестят листья	2,4 – 4,4
……………
11	Жестокий шторм	Большие разрушения	30,5 – 34,8
12	Ураган	Опустошительное действие	34,8 – 39,2

С развитием методов и средств измерения физических величин условным баллам натуральной шкалы ставятся в соответствие числовые значения в принятых для данной величины единицах. Так, шкала Бофорта использовалась до 1964 г., когда международным соглашением был принят ее перевод в скорость ветра, измеряемую в метрах в секунду.

По натуральным шкалам до сих пор оцениваются интенсивность землетрясений, морское волнение, твердость минералов (шкала Мооса) и некоторые другие величины.

Основным недостатком натуральных шкал является полное отсутствие уверенности в том, что интервалы между выбранными реперными точками являются равновеликими, а следовательно, в такой шкале невозможно вычленить единицу величины и оценить погрешность полученной оценки.