Название: Метрология - Сергеев А.Г.

Жанр: Маркетинг

Рейтинг:

Просмотров: 2176

Пример 2.1. Шкала Фаренгейта является шкалой интервалов. На ней Q0—температура смеси льда, поваренной соли и нашатыря, Q1— температура человеческого тела. Единица измерения - - градус Фаренгейта :

Температура таяния смеси льда, соли и нашатыря оказалась равной 32°F, а температура кипения воды — 212 °F.

На шкале Цельсия Q0 — температура таяния льда, Q1 — температура кипения воды. Градус Цельсия [Qc] = (Q1— Q2) / 100 = 1°С .

Требуется получить формулу для перехода от одной шкалы к другой.

Формула для перехода определяется в соответствии с выражением (2.2). Значение разности температур по шкале Фаренгейта между точкой кипения воды и точкой таяния льда составляет 212 °F-32 °F = 180 °F. По шкале Цельсия этот интервал температур равен 100 °С. Следовательно, 100 °С = 180 °F и отношение размеров единиц

Числовое значение интерваламежду началами отсчета по рассматриваемым шкалам, измеренного в градусах Фаренгейта ([Q],=°F), равно 32. Переход от температуры по шкале Фаренгейта к температуре по шкале Цельсия производится по формуле

При втором пути задания шкалы единица воспроизводится непосредственно как интервал, его некоторая доля или некоторое число интервалов размеров данной величины, а начало отсчета выбирают каждый раз по-разному в зависимости от конкретных условий изучаемого явления. Пример такого подхода — шкала времени, в которой 1 с = 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. За начало отсчета принимается начало изучаемого явления.

4. Шкала отношений. Эти шкалы описывают свойства эмпирических объектов, которые удовлетворяют отношениям эквивалентности, порядка и аддитивности (шкалы второго рода — аддитивные), а в ряде случаев и пропорциональности (шкалы первого рода — пропорциональные). Их примерами являются шкала массы (второго рода), термодинамической температуры (первого рода).

В шкалах отношений существует однозначный естественный критерий нулевого количественного проявления свойства и единица измерений, установленная по соглашению. С формальной точки зрения шкала отношений является шкалой интервалов с естественным началом отсчета. К значениям, полученным по этой шкале, применимы все арифметические действия, что имеет важное значение при измерении ФВ.

Шкалы отношений — самые совершенные. Они описываются уравнением Q = q[Q], где Q — ФВ, для которой строится шкала, [Q] — ее единица измерения, q — числовое знамение ФВ. Переход от одной шкалы отношений к другой происходит в соответствии с уравнением q2 = q1[Q1]/ [Q2].

5. Абсолютные шкалы. Некоторые авторы [22,23] используют понятие абсолютных шкал, под которыми понимают шкалы, обладающие всеми признаками шкал отношений, но дополнительно имеющие естественное однозначное определение единицы измерения и не зависящие от принятой системы единиц измерения. Тякие шкалы соответствуют относительным величинам: коэффициентам  усиления, ослабления и др. Для образования многих производиых единиц в системе СИ используются безразмерные и счетные единицы абсолютных шкал.

Отметим, что шкалы наименований и порядка называют неметрическими (концептуальными), а шкалы интервалов и отношений — метрическими (материальными). Абсолютные и метрические шкалы относятся к разряду линейных. Практическая реализация шкал измерений осуществляется путем стандартизации как самих шкал и единиц измерений, так и, в необходимых случаях, способов и условий их однозначного воспроизведения.

2.2. Измерение и его основные операции

Все измеряемые ФВ можно разделить на две группы:

• непосредственно измеряемые, которые могут быть воспроизведены с заданными размерами и сравнимы с подобными, например длина, масса, время;