Метрология Перечень библиографических источников Интернет-ресурсы нормативной документации 1. http: //www. normacs. ru/ 2. http: //www. gostbaza. ru/ 3. http: //libgost. ru/
Нормативная документация 1. Федеральный закон от 26. 06. 2008 N 102 -ФЗ «Об обеспечении единства измерений» 2. Постановление Правительства РФ от 31 октября 2009 г. № 879 «Об утверждении Положения о единицах величин, допускаемых к применению в РФ» 3. Таблицы стандартных справочных данных. Фундаментальные физические константы. ГСССД 1 -87. - М. : Изд-во стандартов, 1989 4. Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 29 -99. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения. 5. Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 83 -2007. ГСИ. Шкалы измерений. Термины и определения» 6. ГОСТ 8. 395 -80 ГСИ. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования. 7. ГОСТ 8. 417 -2002. ГСИ. Единицы величин. 8. Методические указания МИ 187— 86 ГСИ. Достоверность и требования к методикам поверки средств измерений 9. ОСТ 45. 159 -2000. 1 Термины и определения (Минсвязи России)
Литература 1. Метрологическое обеспечение эксплуатации вооружения и военной техники. Под ред. А. Н. Миронова – СПб. : ВКА имени А. Ф. Можайского, 2009. – 755 с. 2. Российская метрологическая энциклопедия. Под. ред. Ю. В. Тарбеева. СПб. : Лики России, 2001 г. , - 839 с. 3. Бурдун Г. Д. Справочник по Международной системе единиц. — 3 -е изд. доп. — М. : Изд-во стандартов, 1980. — 232 с. 4. Селиванов М. Н. , Фридман А. Э. , Кудряшова Ж. Ф. Качество измерений: Метрологическая справочная книга. – Л. : Лениздат, 1987. – 295 с, ил. 5. Земельман М. А. Метрологические основы технических измерений – М. : Издательство стандартов, 1991. – 228 с, ил. 16. 6. Сулаберидзе В. Ш. Методы анализа и обработки измеренных значений величин: учебное пособие. Балт. гос. техн. ун-т. – СПб. , 2013. – 122 с 7. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов / В. И. Нефёдов, В. И. Хахин, Е. В. Федорова и др. ; Под ред. В. И. Нефёдова. - М. : Высш. шк. , 2001. - 383 с: ил 8. Марусина М. Я. , Ткалич В. Л. , Воронцов Е. А. , Скалецкая Н. Д. Основы метрологии, стандартизации и сертификации. ИТМО
Тема 4. Основные понятия метрологии 4. 1. Основные термины, применяемые в метрологии Рекомендации по межгосударственной стандартизации «РМГ 29 -99 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Метрология. Основные термины и определения» Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является получение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью. Главными задачами метрологии являются: vобеспечение единства измерений (ОЕИ); vунификация единиц величин и признание их законности; vразработка систем воспроизведения единиц величин и передача их размеров рабочим средствам измерений. Основное понятие метрологии – измерение. Измерение выполняют путем сравнения некоторого неизвестного свойства объекта измерения с аналогичным известным свойством другого объекта – меры.
Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенное в основу измерений. Физическая величина (ФВ) – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Физические величины – это измеренные свойства физических объектов и процессов, с помощью которых они могут быть изучены. Объект измерения может обладать многими свойствами, поэтому при измерениях каждое из свойств сравнивают со своей мерой. Измерительная задача – задача, заключающаяся в определении значения физической величины путем ее измерения с требуемой точностью в данных условиях измерений Измерение физической величины – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины Для удобства сравнения введено единичное значение ФВ, т. е. такая физическая величина, которой по определению придано значение, равное единице.
Единица измерения физической величины – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин. В основе метрологической деятельности лежит единство измерений, обеспечивающее возможность получения результатов измерений, выполненных качественно, т. е. удовлетворяющих требованиям точности, достоверности, правильности, сходимости и воспроизводимости. Единство измерений (ЕИ) – состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы. Первым условием обеспечения ЕИ является представление результатов измерений в узаконенных единицах, которые были бы одними и теми же всюду, где проводятся измерения и используются их результаты. Второе условие обеспечения ЕИ - необходимость выполнить измерения так, чтобы "сопровождающие" их погрешности результатов были бы известны и не выходили бы с заданной вероятностью за допускаемые пределы.
Единство измерений достигается Øединообразием применяемых средств измерений и Øединообразием установленных методик выполнения измерений. Средство измерений (СИ) – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Метрологическая характеристика средства измерений – характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений и на его погрешность Размер физической величины – количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу
По метрологическому назначению все средства измерений подразделяют на два вида: 1. Рабочее средство измерений – средство измерений, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений. 2. Эталон единицы физической величины – средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке. Методика выполнения измерений (МВИ) – установленная совокупность операций и правил при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с гарантированной точностью в соответствии с принятым методом.
Принципы обеспечения единства измерений: 1) применение в стране только узаконенных единиц величин (ЕВ) и СИ; 2) воспроизведение ЕВ только с помощью государственных эталонов ЕВ; 3) обязательный периодический контроль через установленные промежутки времени характеристик применяемых средств измерений (поверка, калибровка или метрологическая аттестация); 4) гарантия обеспечения необходимой точности измерений применении поверенных СИ и аттестованных МВИ; 5) использование результатов измерений только при условии оценки их погрешности с заданной вероятностью; 6) систематический контроль за соблюдением метрологических правил и норм.
4. 2. Величины и их классификация В Постановлении Правительства РФ от 31 октября 2009 г. № 879 «Об утверждении Положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации» дано определение понятия «величина» . Величина – это свойство объекта, явления или процесса, которое может быть различимо качественно и определено количественно. Понятие величина шире понятия ФВ, поскольку оно распространяется на нефизические реальные величины, изучаемые в общественных науках, и на идеальные величины, изучаемые математикой.
Идеальной величиной является любое числовое значение. Это математическая абстракция, не связанная с каким-либо реальным объектом – они являются обобщением (моделью) конкретных реальных понятий. Идеальные величины принципиально отличаются от реальных тем, что не подвержены изменениям вследствие внешних воздействий, для их измерения не требуются какие-либо технические средства, следовательно, их значения не отягощены погрешностями. Идеальные величины главным образом используют в математике, а не в метрологии.
Реальные величины — это величины, входящие в физические или химические уравнения, используемые в социологии, экономике, психологии, философии. Физическая величина (ФВ) в общем случае может быть определена как величина, свойственная материальным объектам (процессам, явлениям), изучаемым в естественных (физика, химия) и технических науках. К нефизическим относят величины, присущие общественным (нефизическим) наукам – философии, социологии, экономике и т. д. Физические величины делят на измеряемые и оцениваемые. Измеряемая физическая величина – физическая величина, подлежащая измерению, измеряемая или измеренная в соответствии с основной целью измерительной задачи. Физическую величину можно считать измеряемой, лишь выделив ее среди других, выбрав единицу для измерений и воплотив ее в средстве измерений. Измеряемые ФВ могут быть выражены количественно в виде определённого числа установленных единиц измерения. Возможность введения и использования единиц измерения является важным отличительным признаком измеряемых ФВ.
В тех случаях, когда невозможно выполнить измерение практикуют оценивание таких величин по условным шкалам. Оценены могут быть как физические, так и нефизические величины. Физические величины, для которых по тем или иным причинам не может быть введена единица измерения, могут быть только оценены. Величину оценивают при помощи шкалы – упорядоченной последовательности значений этой величины, принятой по соглашению на основании результатов экспериментальных исследований. Нефизические величины, для которых единица измерения в принципе не может быть введена, могут быть только оценены.
Классификация физических величин По видам явлений : Ø вещественные (пассивные), Ø энергетические (активные), Ø характеризующие протекание процессов во времени. По принадлежности к различным группам физических процессов : Ø пространственно-временные, Øмеханические, Øтепловые, Øэлектрические и магнитные, Øакустические, Øсветовые, Øфизико-химические, Øионизирующих излучений, Øатомной и ядерной физики. По степени условной независимости от других величин данной группы : Ø основные (условно независимые) - длина L, масса M, время T, температура Θ, сила электрического тока I, сила света J и количество вещества N. Ø производные (условно зависимые).
По наличию размерности : Ø размерные, Øбезразмерные. Размерность физической величины – выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные с коэффициентом пропорциональности, равным 1. Для определения размерности основных ФВ системы единиц СИ используют символы L, M, T, Θ, I, J, N. Размерность основной величины в отношении самой себя равна единице, т. е. формула размерности основной величины совпадает с ее символом. Степени символов основных величин, входящих в одночлен, в зависимости от связи рассматриваемой физической величины с основными, могут быть целыми, дробными, положительными и отрицательными. В соответствии с международным стандартом ИСО 31/0, размерность величин обозначают знаком dim.
В системе величин LMT размерность величины x определяют следующим образом: dim x = Ll. Mm. Tt, где L, М, Т - символы величин, принятых за основные (соответственно длины, массы, времени). Размерная физическая величина – физическая величина, в размерности которой хотя бы одна из основных физических величин возведена в степень, не равную нулю. Безразмерная физическая величина – физическая величина, в размерность которой основные физические величины входят в степени, равной нулю. Безразмерная величина в одной системе величин может быть размерной в другой системе. Например, электрическая постоянная e. О в электростатической системе единиц величин (СГСЭ) является безразмерной величиной, а в системе единиц СИ имеет размерность dim e. О = L-3 М-1 Т 4 I 2.
По соотношению величин на множестве размеров : 1. Группа физических величин, связанных на множестве размеров отношениями порядка (отношениями эквивалентности) – в виде сопоставлений «слабеесильнее» , «мягче-твёрже» , «холоднее-теплее» и др. Отношения устанавливают на основе теоретических или экспериментальных исследований. 2. Группа физических величин, связанных на множестве размеров отношениями порядка (отношениями эквивалентности) не только между размерами величин, но также между разностями величин в парах их размеров. Отношение однозначно устанавливают с помощью средства измерений. 3. Группа физических величин, для которых на множестве размеров, кроме отношений порядка, возможно выполнение операций, подобных сложению или вычитанию (свойство аддитивности).
4. 3. Шкалы измерений Шкала физической величины – упорядоченная совокупность значений физической величины, служащая исходной основой для измерений данной величины Рекомендации по межгосударственной стандартизации. РМГ 83 -2007. Государственная система обеспечения единства измерений. Шкалы измерений. Термины и определения. Шкала измерений – это отображение множества различных проявлений количественного или качественного свойства на принятое по соглашению упорядоченное множество чисел или другую систему логически связанных знаков (обозначений) Принятый по соглашению документ, содержащий определение шкалы и (или) описание правил и процедур воспроизведения данной шкалы (или единицы шкалы, если она существует), называют спецификацией шкалы измерений
Состояние объекта может быть охарактеризовано одним или несколькими параметрами. В соответствии с этим различают одномерные и многомерные шкалы измерений. Одномерная шкала – шкала измерений свойства объекта, которая характеризуется одним параметром и результаты измерений в которой выражаются одним числом или знаком (обозначением). Многомерная шкала – шкала измерений свойства объекта, которая характеризуется двумя или более параметрами и результаты измерений в которой выражаются двумя или более числами или знаками (обозначением). Основными группами шкал являются: • неметрические (качественные) шкалы, в которых отсутствуют единицы измерений - условные шкалы; • метрические (количественные) шкалы.
Основные признаки, характеризующие шкалу измерений, называют элементами шкалы измерений. К их числу отнесены: • класс эквивалентности, • нуль, • условный нуль, • условная единица измерений, • естественная (безразмерная) единица измерений, • диапазон шкалы измерений, • точка шкалы. Класс эквивалентности – подмножество проявлений измеряемогосвойства, принятых условно неразличимыми в шкале измерений этого свойства. Единица измерений (величины) – величина фиксированного размера, которой условно (по определению) присвоено числовое значение, равное единице в соответствующей шкале измерений Диапазон шкалы измерений – пределы изменений измеряемого свойства, охватываемые данной конкретной реализацией шкалы Точка шкалы – одно отдельное число или знак (обозначение) из спецификации шкалы измерений Соотношение элементов шкалы измерений служит основой классификации шкал
Основные признаки (свойства) измерительных шкал, наличие или отсутствие которых определяет принадлежность шкалы к тому или иному типу*: • упорядоченность ; • интервальность ; • наличие точки отсчета. Основные типы шкал: 1. наименований, 2. порядка, 3. разностей (интервалов), 4. отношений, 5. абсолютные. * Тип шкалы – специфический набор признаков, классифицирующий данную шкалу измерений и характеризующий совокупность присущих ей логических соотношений между различными проявлениями измеряемого свойства.
1. Шкала наименований – шкала измерений качественного свойства, характеризующаяся только соотношениями эквивалентности или отличиями проявлений этого свойства Отличительные признаки шкал наименований: üнеприменимость в них понятий нуля, единицы измерений, размерности, отсутствие отношения сопоставления (больше – меньше), üнедопустимость изменения спецификаций. Чаще всего шкалы наименований устанавливают рядом «классов эквивалентности» . Процесс измерений заключается в достижении (например, при визуальном наблюдении) эквивалентности испытуемого образца с одним из эталонных образцов, входящих в спецификацию. Для обозначения в номинальной шкале могут быть использованы: • слова естественного языка (например, географические названия, собственные имена людей и т. д. ); • произвольные символы (гербы и флаги государств, эмблемы родов войск, всевозможные значки и т. д. ); • номера (регистрационные номера автомобилей, официальных документов, номера на майках спортсменов); • их различные комбинации (например, почтовые адреса, экслибрисы личных библиотек, печати и пр. ); • названия болезней
2. Шкала порядка – шкала измерений количественного свойства (величины), характеризующаяся соотношениями эквивалентности и порядка по возрастанию (убыванию) различных проявлений свойства. Шкалы порядка описывают свойства величин, упорядоченные по возрастанию или убыванию оцениваемого свойства. Отличительные признаки шкал порядка: üнеприменимость понятий «единица измерений» и «размерность» (невозможно установить, в какое число раз больше или меньше проявляется свойство величины); üдопустимость любых монотонных преобразований; üнедопустимость изменения спецификаций, описывающих конкретные шкалы. Характерная особенность шкалы порядка: отношение порядка ничего не говорит о дистанции между сравниваемыми классами. Шкалы наименований и порядка называют также условными или неметрическими шкалами. Условная шкала физической величины – упорядоченная совокупность значений физической величины, служащая исходной основой для измерений данной величины
Шкала твердости минералов Мооса Твёрдость по Моосу Эталонный минерал Абсолютная твёрдость (кг/мм 2) по М. М. Хрущеву Изображение Обрабатываемость Другие минералы 1 Тальк (Mg 3 Si 4 O 10(OH)2) 2, 4 Царапается ногтем Графит 2 Гипс (Ca. SO 4· 2 H 2 O) 36 Царапается ногтем 3 Кальцит (Ca. CO 3) 109 4 Флюорит (Ca. F 2) 189 5 6 Апатит (Ca 5(PO 4)3(OH-, Cl, F-)) Ортоклаз (KAl. Si 3 O 8) 536 795 7 Кварц (Si. O 2) 1120 8 Топаз (Al 2 Si. O 4(OH, F-)2) 1427 9 Корунд (Al 2 O 3) 2060 10 Алмаз (C) 10060 Галит, хлорит, слюда Царапается Биотит, золото, медной монетой серебро Царапается ожом, Доломит, н оконным стеклом сфалерит Царапается ожом, н Гематит, лазурит оконным стеклом Царапается Опал, рутил напильником Поддаётся обработке Гранат, турмалин алмазом, царапает стекло Поддаётся обработке Берилл, шпинель, алмазом, царапает аквамарин стекло Поддаётся обработке Сапфир, рубин алмазом, царапает стекло Режет стекло
Шкала скорости (силы) ветра Бофорта Сила ветра, балл Название Признаки 0 Штиль Дым идёт вертикально 1 Тихий Дым идёт слегка наклонно 2 Лёгкий Ощущается лицом, шелестят листья 3 Слабый Развеваются флаги 4 Умеренный Поднимается пыль 5 Свежий Вызывает волны на воде 6 Сильный Свистит в вантах, гудят провода 7 Крепкий На волнах образуется пена 8 Очень крепкий Трудно идти против ветра 9 Шторм Срывает черепицу 10 Сильный шторм Вырывает деревья с корнем 11 Жестокий шторм Большие разрушения 12 Ураган Опустошительное действие
Сейсмическая шкала Рихтера Сила землетрясения, балл 1 Название Признаки Незаметное 2 Очень слабое 3 Слабое 4 Умеренное Отмечается только сейсмическими приборами Ощущается отдельными людьми, находящимися в состоянии покоя Ощущается лишь небольшой частью населения Распознаётся по мелкому дребезжанию и колебанию предметов, посуды и оконных стекол, скрипу дверей и стен, откалываются куски штукатурки 5 Довольно сильное Общее сотрясение зданий, колебания мебели. Трещины в оконных стеклах и штукатурке 6 Сильное Ощущается всеми. Картины падают со стен, лёгкое повреждение зданий 7 Очень сильное Трещины в стенах каменных домов. Антисейсмические, а также деревянные постройки остаются невредимы 8 Разрушительное 9 Опустошительное 10 Уничтожающее 11 Катастрофа Широкие трещины в земле. Многочисленные оползни и обвалы. Каменные дома совершенно разрушаются 12 Сильная катастрофа Изменения в почве достигают огромных размеров. Многочисленные обвалы, оползни, трещины. Возникновение водопадов, подпруд на озерах. Отклонение течения рек. Ни одно сооружение не выдерживает Трещины на крутых склонах и на сырой почве. Памятники сдвигаются с места или опрокидываются. Дома сильно повреждаются Сильное повреждение и разрушение каменных домов Крупные трещины в почве. Оползни и обвалы. Разрушение каменных построек, искривление железнодорожных рельсов
3. Шкала разностей (интервалов) – шкала измерений количественного свойства (величины), характеризующаяся соотношениями эквивалентности, порядка, суммирования интервалов различных проявлений свойства Примеры: шкалы температур, шкалы времени, шкалы высот. Отличительные признаки шкал разностей: üналичие устанавливаемых по соглашению нуля и единицы измерений; üприменимость понятия «размерность» ; üдопустимость линейных преобразований; üдопустимость изменения спецификаций, описывающих конкретные шкалы. A 1 B 1 A 2 B 2 C 1 D 1 E 1 C 2 D 2 E 2 Шкалы интервалов Нуль шкалы – начальная точка шкал порядка (некоторых), интервалов, отношений и абсолютных Естественный нуль шкалы – нуль шкалы, соответствующий бесконечно малому количественному проявлению измеряемого свойства Условный нуль шкалы – нуль шкалы разностей (интервалов) или шкалы порядка, которому по соглашению присвоено нулевое значение измеряемого свойства (величины) Шкалы разностей описывают свойства величин с помощью отношений эквивалентности и порядка, но также и с применением отношений суммирования и пропорциональности интервалов, могут иметь условные нули-реперы и единицы измерений
Пример Температурная шкала Цельсия 0°С – температура таяния льда (начало отсчёта – 1 -ая реперная точка X 1 C) 100°С – температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении 760 мм рт. ст. (2 -ая реперная точка X 2 C) Температурная шкала Фаренгейта 0°F – температура таяния смеси льда и нашатырного спирта (начало отсчёта – 1 -ая реперная точка) 96°F – нормальная температура здорового человека (2 -ая реперная точка) 32°F – температура таяния льда (X 1 F) 212°F – температура кипения воды (X 2 F) Значение разности между точками кипения воды и таяния льда составляет
4. Шкала отношений – шкала измерений количественного свойства (величины), характеризующаяся соотношениями эквивалентности, порядка, пропорциональности (допускающими в ряде случаев операцию суммирования) различных проявлений свойства. Примеры: вес, длина, электрическое сопротивление, деньги Отличительные признаки шкал отношений: üналичие естественного нуля и устанавливаемой по соглашению единицы измерений; üприменимость понятия «размерность» ; üдопустимость масштабных преобразований; üдопустимость изменения спецификаций, описывающих конкретные шкалы. 0 A 1 A 2 B 2 C 1 B 1 C 2 D 2 E 2 Шкалы отношений D 1 E 1 Результаты измерений в такой шкале являются числами, с которыми можно выполнять любые арифметические действия. Из значений шкалы отношений следует, во сколько раз свойство одного объекта превосходит такое же свойство другого объекта. 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. Шкалы разностей и отношений объединяют термином «метрические шкалы» .
5. Абсолютная шкала – шкала отношений (пропорциональная или аддитивная) безразмерной величины Отличительными признаками абсолютных шкал, кроме всех признаков шкал отношений, являются: üналичие естественного нуля шкалы; üналичие естественной, не зависящей от принятой системы единиц, арифметической единицы измерений (т. е. в них естественно, однозначно присутствует определение единицы измерения); üдопустимость только тождественных преобразований; üдопустимость изменения спецификаций, описывающих конкретные шкалы. Примеры: 1. Числовая ось - измерительная шкала в явной форме при счете предметов, и как вспомогательное средство во всех остальных шкалах. 2. Шкала температур по Кельвину. 3. Шкалы относительных единиц - коэффициенты усиления, ослабления, амплитудной модуляции и нелинейных искажений в электронных системах, полезного действия и др. Ряду абсолютных шкал, например шкале коэффициентов полезного действия, присущи границы, заключённые между нулём и единицей.
4. 4. Уравнение связи между величинами Для установления различия в количественном содержании отображаемого данной физической величиной свойства изучаемых объектов (явлений, процессов) введено понятие размера физической величины. (слайд 3) Размер физической величины – это количественная определённость физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу Истинный размер физической величины является объективной реальностью. Размер величины зависит от того, какая единица принята при измерениях величины. Размер может быть выражен в виде отвлечённого числа, без указания единицы измерения, что соответствует числовому значению физической величины. Если необходима количественная оценка физической величины, представленная числом с указанием единицы этой величины, то оперируют понятием значение физической величины. Значение физической величины – выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
Уравнение связи между величинами Если имеется некоторая величина Q, а принятая для неё единица измерения равна [Q], то значение физической величины равно Q – некоторая физическая величина; [Q] – принятая для неё единица измерения; q – числовое значение величины Q. Уравнение связи между величинами – уравнение, отражающее связь между величинами, обусловленную законами природы, в котором под буквенными символами понимают физические величины
Метрология опирается на ряд основных положений (аксиом). Первая аксиома метрологии: без априорной информации измерение невозможно. Если о представляющем интерес свойстве ничего не известно, то о нём ничего и не будет известно. Если о свойстве известно всё, то измерение не нужно. Энтропия — это мера неопределённости какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы, а значит, и разное количество информации. В широком смысле, энтропия означает меру неупорядоченности системы; чем меньше элементы системы подчинены какому-либо порядку, тем выше энтропия. Безусловная (априорная) энтропия равна т. е. если до опыта нет информации, степень неупорядоченности бесконечна. Условная (апостериорная) энтропия Н (т. е. энтропия величины х при условии, что получен результат измерений хи) характеризует неопределенность наших знаний (сведений), остающуюся после получения (после проведения измерений) значения измеряемой величины при свойственном ей законе распределения вероятностей.
Согласно основному положению теории информации (теорема теории информации сформулирована К. Шенноном ), получаемое в результате измерения количество информации I равно уменьшению неопределенности, т. е. разности энтропии, до и после измерения: Если априорной информации нет, то при любой апостериорной энтропии Н для получения информации потребовалось бы бесконечно большое количество энергии. Вторая аксиома метрологии: измерение есть не что иное, как сравнение. «Невозможно определить или измерить одну величину иначе, как приняв в качестве известной другую величину этого же рода и указав соотношение, в котором она находится с ней» . Л. Эйлер Третья аксиома метрологии: результат измерения без округления является случайным. При повторных измерениях одного и того же постоянного размера либо при одновременном измерении его разными лицами, разными методами и средствами получаются неодинаковые результаты, если только не производить их округления (огрубления).
Скачать презентацию Метрология Перечень библиографических источников Интернет-ресурсы нормативной документации 1
Пр Тема 04.ppt