14 сентября 2011 г. Лекция 3 ШКАЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Измерение и оценивание величины осуществляется при помощи шкал. ШКАЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ классификация шкал 1. Шкала наименований (шкала классификаций); 2. Шкала порядка (шкала рангов); 3. Шкала интервалов (шкала разностей); 4. Шкала отношений; 5. Абсолютные шкалы. Для оценки не физических величин Для измерения физических величин
При построении шкалы наименований качественным Измерение величин свойствам объектов приписывается роль имен. производится с помощью Качественная оценка объектов производится шкал: экспертами, с использованием органов чувств человека. Такие шкалы характеризуются отсутствием понятий 1. Шкала наименований «нуля» , «больше» , «меньше» , (шкала классификаций); например: 1. Классификация величин 2. Определение вкусовых качеств пищевых продуктов дегустацией; 2. Шкала порядка (шкала рангов); 3. Шкала интервалов (шкала разностей); 4. Шкала отношений; 5. Абсолютные шкалы. не метрические, для оценки нефизических величин метрические, для измерения физических величин 3. Атлас цветов 4. Штрих - код Идентификация (подтверждение соответствия)
Шкалы порядка (рангов) используют для объектов которые проявляют себя по возрастанию или убыванию количественного проявления свойства. Применяются, когда уровень познания явления не позволяет точно установить соотношения между величинами, либо из соображений удобства измерения или оценки. Например, 12 -ти бальная шкала Бофорта для силы ветра, 9 -ти бальная шкала Рихтера для землетрясений. Признаком шкалы порядка являются реперные точки, которым присваиваются числовые значения, например, от 1 до 10. или от 0 до 100 при оценке в %, шкала Мооса для определения от 3 до 5 при оценке знаний твердости минералов студентов, школьников и др. тальк ……… 1 Величина минимального гипс ………. . 2 кальций …. . 3 флюорит … 4 апатит ……. 5 ортоклаз …. 6 кварц ……. . 7 топаз ……… 8 корунд ……. 9 алмаз ……. . 10 количества свойства в объекте Величина максимального количества свойства в объекте шкалы наименований и порядка называют неметрическими и оценивания используют для измерения не физических величин. Они имеют следующие недостатки: ● условность, ● неоднозначность, ● субъективизм, ● вероятность и др. недостатки.
Шкалы порядка могут называться шкалами рангов, для демонстрации влияния показателей низшего ранга на показатель более высокого ранга например, Квалиметрическая шкала оценки опасности (вероятности аварий) производственного объекта Задаются оценочным диапазоном например, 0<А<1 Коэффициенты значимости показателей назначают при условии: α 1+α 2+α 3+α 4+α 5=1 Показатели 1 - го ранга оценивают эксперты в диапазоне: 0<Аi<1 Расчет показателя 0 -го ранга производят по формуле: А = А 1∙α 1+А 2∙α 2+А 3∙α 3+А 4∙α 4+А 5∙α 5 Данная оценка показателя позволяет в некоторой степени исключить субъективизм. Обязательно: α 11+α 12+α 13+α 14+α 15=1 Показатель А 1 в, данном случае, не оценивается экспертом, а вычисляется по формуле: А 1 = А 11∙α 11+А 12∙α 12+А 13∙α 13+А 14∙α 14+А 15∙α 15 А 11 = А 111∙α 111+А 112∙α 112; А 12 = А 121∙α 121+А 122∙α 122+А 123∙α 123
Квалиметрическая модель для оценки опасности аммиачной холодильной установки Использование ПК и разработанной программы позволяет вычислить оценку опасности за несколько минут Жильцов И. Б. , Шурпяк В. К. Методика оценки риска при эксплуатации судовых холодильных установок. Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. Вып. № 26. –С-Пб, 2003. Жильцов И. Б. , Венгер К. П. , Феськов О. А. Квалиметрический метод оценки степени риска и последствий аварий при эксплуатации аммиачных холодильных установок. Ж. «Холодильная техника» , № 2, 2008.
Метрические шкалы интервалов (разностей), шкалы отношений и абсолютные шкалы используют для измерения физических величин Шкала (scalae - лестница) - упорядоченная последовательность количественных значений физической величины, принятая по соглашению на основании результатов точных измерений. Из однородных физических величин разного размера можно составить последовательный ряд чисел (точек) хn-1 хn хn+1, который называется последовательным натуральным рядом. Совокупность таких точек образуют шкалу размеров физической величины. Для формирования шкалы выбирают две однородные физические величины одного размера, которые принимаются в качестве основных (реперных) точек. Между двумя реперными точками Q 1 и Q 0 образуется интервал шкалы; n-я доля интервала есть единица физической величины [Q] = (Q 1 - Q 0) / n
Шкалы интервалов характеризуются одинаковыми интервалами между реперными точками, имеют единицу измерения и произвольно выбранное начало – нулевую точку. Применяются для измерения объектов, свойства которых удовлетворяют понятиям эквивалентности, порядка и аддитивности. Например: шкала времени (летоисчисление по различным календарям), шкала температур Фаренгейта, Цельсия, Реомюра и т. п. Уравнение шкалы интервалов величины Q = Q 0 + q[Q] где Q 0 - начало отсчета шкалы; q - числовое значение величины; [Q] - единица величины. интервал между реперными точками [Q] = (Q 1 - Q 0)/n n выбирают так, чтобы [Q] было целой величиной. Пример 1. Температурная шкала Фарингейта: [QF] = (Q 1 – Q 0) / 69 = 1 ОF где Q 0 – температура смеси льда, поваренной соли и нашатыря (32 ОF), т. 1; Q 1 – температура человеческого тела (101 ОF), т. 2. Пример 2. Температурная шкала Цельсия: [QС] = (Q 1 – Q 0) / 100 = 1 ОС где Q 0 – температура таяния льда, (0 ОС) т. 1; Q 1 – температура кипения воды, (100 ОС) т. 3.
![Перевод из одной шкалы интервалов Q 1 = Q 01 + q 1 [Q]1](https://present5.com/presentation/3/23884356_15704778.pdf-img/23884356_15704778.pdf-9.jpg "Перевод из одной шкалы интервалов Q 1 = Q 01 + q 1 [Q]1")
Перевод из одной шкалы интервалов Q 1 = Q 01 + q 1 [Q]1 в другую Q 2 = Q 02+ q 2 [Q]2 осуществляется по формулам, которые выведены из равенства: Q 01 + q 1 [Q]1= Q 02+ q 2 [Q]2 здесь Q i – физическая величина; Q 0 i – начало отсчета шкалы; q i – числовое значение величины; [Q] i – единица величины. to. C = (to. F – 32) 5/9 to. F =(9/5) to. C + 32 100 о. С = 180 о. F Начало отсчета:
Шкалы отношений применяются для измерения объектов, свойства которых удовлетворяют понятиям эквивалентности, Порядка, аддитивности и пропорциональности. Уравнение шкалы отношений величины Q: Q = q[Q] где Q – физическая величина; q – числовое значение физической величины; [Q] – единица величины. Перевод из одной шкалы отношений в другую осуществляется по формуле: Например: шкала массы, шкала термодинамической температуры, … Q 1 = q 1 [Q]1 Температура = 10 о. С Q 2 = q 2 [Q]2 Температура = 283 К 10 о. С = 283 К
Абсолютные шкалы обладают всеми признаками шкал отношений. Имеют естественное однозначное определение единицы измерения и не зависят от принятой системы единиц измерения. Такие шкалы соответствуют относительным величинам: коэффициенту усиления, ослабления и др. Для образования многих производных единиц в системе Si используются безразмерные и счетные единицы абсолютных шкал. Литература. Сергеев А. Г. , Крохин В. В. Метрология: Учеб. Пособие для вузов. –М. : Логос, 2000, стр. 26 -31.
следующая лекция СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Сергеев А. Г. Метрология. Стр. 272
