Особенности измерений в квалиметрии

Любая измерительная шкала должна иметь соответствующую градацию – деления, интервалы. Это необходимо для того, чтобы на шкале измерений было возможно зафиксировать результат измерения и снять отсчет полученной величины. Правильно выполненная градация шкалы увеличивает точность измерения. При построении измерительных шкал используют градации арифметической или геометрической прогрессии, логарифмическую шкалу или шкалу экспоненциального распределения, а также шкалы вероятностного распределения измеряемых величин, такие как шкалы нормального распределения, распределений Пуансона, Бернулли или иные удобные для измерений градации.

Так как уровень качества и многие частные (единичные) характеристики (показатели) качества имеют значения в диапазоне от нуля до единицы, то некоторые из таких наиболее часто используемых градаций шкал приведены на рис. 3.

Рис. 3. Виды градации измерительных шкал

Для обеспечения точности измерений и оценки в квалиметрии рекомендуется использовать комбинации разных типов градаций в пределах одной шкалы, или изменять частоту и масштаб делений, увеличивая его вблизи предельных значений измеряемых размеров (рис. 4).

Рис. 4. Модель шкалы с комбинированной градацией

Таким образом, выбор шкалы для измерений качества или отдельных свойств объектов, а также ее градуировка зависят от природы объекта, от целей и задач измерений, от используемых методов и средств измерений, от требований точности и от других конкретных условий квалиметрического исследования.

Измерение –получение с помощью измерительных средствчисленного значения размера, характеризующего одно или несколько свойств объекта (предмета, процесса, явления) и удовлетворяющего требованию единства измерений.

Термином «измерение» чаще называют процедуру инструментального определения значений абсолютных или удельных (относительных) численных характеристик отдельных свойств.

Длина, вес, время и т.п. вполне определяемы численно. Но комфорт, интеллигентность и другие свойства не обладают достаточной определенностью, чтобы быть измеренными, и поэтому они оцениваются. Оценивание отличается от измерения большей неопределенностью результата.

Определение значений измеряемых свойств, осуществляемое не инструментально, называют оцениванием.

Все виды измерений разделяются по приемам получения результата на группы: прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямыми называются измерения,результат которых получается непосредственно из опытных данных. Например, измерения температуры воздуха термометром, силы электрического тока амперметром, промежутка времени секундомером.

Косвенными называются измерения,при которых искомаявеличина непосредственно не измеряется, а ее значение находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными в результате прямых измерений. Примером служит определение объема тела по результатам его прямых измерений линейных размеров. Результатом косвенного измерения является, например, предел прочности материала:

где Р – разрушающее усилие;

F_о –площадь поперечного сечения образца до его испытания на разрыв.

Совокупные измерения–это измерения нескольких однородных величин в различных их сочетаниях, значения которых определяют решением системы соответствующих уравнений. При этом искомую величину размера получают путем сопоставления (сравнения) измеряемых величин с известной. Примером является определение масс отдельных тел, когда известна масса одного из них.

Совместные измерения–одновременные измерения двухили нескольких неоднородных величин, для установления зависимости между ними. Например, на основании двух одновременных измерений (температуры и размера) определяют коэффициент линейного расширения твердого тела. Так же совместными измерениями определяют скорость изменения чего-либо.

В зависимости от используемых принципов и средств измерений они делятся на методы непосредственной оценки и методы сравнения. Методом непосредственного отсчета называют метод, по которому измеряемая величина определяется непосредственно, без каких-либо дополнительных действий и без вычислений, путем отсчета или снятия показателя с измерительного устройства (инструмента). Метод сравнения – это метод измерения, по которому измеряемая величина сравнивается с известной базовой или эталонной величиной, т.е. с мерой. Результаты измерений выражаются в натуральных единицах измерений или в безразмерных единицах.

Метод сравнения с мерой подразделяется на следующие:

1. Метод противопоставления,или нулевой метод, –этометод сравнения измеряемой величины с мерой, в котором измеряемая величина уравновешивается соответствующей мерной величиной. Примером такого метода измерения является определение веса тела на рычажных весах или измерение электрического сопротивления при помощи уравновешивающего моста.

2. Разностный метод –это тоже метод сравнения с мерой,но при котором определяется разность между измеряемой величиной и известной величиной, воспроизводимой мерой. При дифференциальном методе измерений происходит неполное уравновешивание измеряемой величины, и в этом состоит отличие дифференциального метода от нулевого.

3. Нулевой метод –в этом случае разность доводят до нуля,как, например, при балансировке измерительного моста.

4. Метод замещения –это метод сравнения с мерой,прикотором измеряемая величина Qx заменяется известной величиной Qo. Величина Qo легко воспроизводима мерой [ Q ]. Измеряемая величина соответствует известной величине, т.е. Qx = Qo. Примером такого измерения является взвешивание тел на оттарированных (с указателем веса) пружинных весах. Здесь вес измеряемой массы замещает вес тарировочных (известных) грузов.

Измерения классифицируют по различным признакам: по точности измерений, по числу измерений в серии, по отношению к изменению измеряемой величины, по назначению, по форме выражения результата измерений и т.д.

Равноточные измерения –измерения с равной точностьюопределения измеряемой величины, выполняемые одинаковыми по точности средствами в одних и тех же условиях.

Неравноточные измерения –это ряд измерений какого-либо размера, выполненных различными по точности средствами измерений и (или) в разных условиях.

Однократное измерение –измерение,выполненное один раз.

 Многократное измерение –измерение одного и того жеразмера, результат которого получают из нескольких последовательных измерений, т.е. это измерение, состоящее из ряда однократных измерений.

Статическое измерение –это измерение,когда измеримаявеличина принимается, в соответствии с условиями измерительной задачи, за неизменную на протяжении времени измерения.

Динамическое измерение –определение изменяющейся стечением времени величины размера. Такое изменение размера измеряемой величины требует фиксации момента времени.

Физико-технические или технические измерения –измерения при использовании единиц физических величин.

Социально-экономические измерения –это определения (оценивания) показателей, относящихся к социальным и экономическим субъектам и процессам.

Метрологические измерения –измерения с помощью эталонов и образцовых средств измерений, рабочих единиц физических величин для передачи их размера технические средствам измерений, а также поверочные измерения для определения погрешностей измерительных средств.

Абсолютное или фундаментальное измерение –это прямоеизмерение одной или нескольких физических размеров свойств с использованием основных натуральных единиц измерений и (или) значений физических констант.

Относительное измерение –измерение отношения измеряемой величины к одноименной величине, играющей роль единицы измерения, или измерения изменяемой величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную (эталонную, базовую).

Несмотря на значительное количество различных методов измерения очень важным является соблюдение принципа единства.

Под единством измерений понимается такое их осуществление, которое обеспечивает достоверность и сопоставимость результатов однородных измерений, а значения измеряемых величин при этом выражаются в узаконенных и общепринятых единицах. Вся общественная практика деятельности людей и особенно их познавательный процесс требуют одинаковости, единства сходных по сути измерений. Поэтому возникали различные единицы измерений – меры.

Первая международная Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) состоялась в 1889 г. На этом форуме Россия получила два эталона метра из платиноиридиевого сплава. Длина 1 метр на эталонах отмечалась штрихами.

Последний Закон «Об обеспечении единства измерений» был принят в нашей стране 27 апреля 1993 г. Этот Закон Российской Федерации устанавливает правовые основы обеспечения единства измерений в Российской Федерации, регулирует отношения государственных органов управления Российской Федерации с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений и направлен на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики Российской Федерации от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.

 

 

Лекция № 4

КВАЛИМЕТРИЯ: