Учебное пособие Для студентов вузов Кемерово 2006
Скачать 1.55 Mb.
|
Таблица 1Характеристика шкал, используемых в теории измерений
Шкала наименований – самая простая из всех типов шкал, это только ярлыки для различия и обнаружения изучаемых объектов (например, масло «крестьянское», масло «любительское»). Шкала порядка (ранговая) соответствует свойствам, для которых имеют смысл не только отношение эквивалентности, но и отношение порядка, по возрастанию или уменьшению количественного проявления свойства. Ранги – это места, занимаемые в шкале порядка, в старину – звания, чины, в спорте – это места, занятые на соревнованиях. По рангам можно составлять суждения типа «лучше – хуже», «больше - меньше», характерные для контроля. Характерные примеры шкал порядка – существующие шкалы твердости тел. Нам ясно, что сталь тверже резины, но насколько тверже – шкала порядка ответа не дает. В этой шкале тоже нет единиц измерения или мер сравнения. Шкала разностей интервалов, отличается от шкалы порядка тем, что имеет смысл отношения, эквивалентности, порядка и разностей (суммирования) интервалов между различными количественными проявлениями свойства. Характерный пример – шкала интервалов времени, т.к. интервалы времени можно суммировать (вычитать), но складывать, например, даты каких-либо событий не имеет смысла. Применение шкалы интервалов относится к измерению. Шкала отношений описывает свойства, к множеству самих количественных проявлений к которым применимы отношения эквивалентности, порядка и суммирования, а, следовательно, вычитания и умножения. В шкале отношений существует также естественный критерий нулевого количественного проявления свойства, т.е. в этой шкале положение нулевой точки строго определено. Именно так, при фиксировании отсчета, мы измеряем интервалы времени, расстояние, силу, сравнивая результаты с секундой, метром, килограммом и другими единицами физических величин. Абсолютные шкалы – обладают всеми признаками шкал отношений, но дополнительно в них существует естественное однозначное определение единицы измерения. Такие шкалы соответствуют относительным величинам. К таким величинам относятся: коэффициент усиления, добротность колебательной системы, ослабление и т.п. Среди абсолютных шкал выделяются ограниченные абсолютные шкалы, значения которых находятся в пределах от 0 до 1 (это КПД, отражения и т.п.). По мере развития метрологии наблюдается тенденция рассматривать в качестве объектов измерений все новые и не только физические свойства, но и соответствующие им нефизические величины, поэтому создаются новые и совершенствуются уже известные шкалы. 1.2.5. Единицы измерений. Характеристика международной системы единиц Числовые значения измеряемых величин зависят от того, какие используются единицы измерений, поэтому роль последних очень велика. Если допустить произвол в выборе единиц, то результаты измерений окажутся, несопоставимы между собой, т.е. нарушится единство измерений. Чтобы этого не произошло, единицы измерений устанавливаются по определенным правилам и закрепляются законодательным путем. Наличие законодательной метрологии отличает эту науку от других естественных наук (математики, физики, химии и др.) и направлено на борьбу с произволом в выборе таких решений, которые не диктуются объективными закономерностями, а принимаются по соглашению. Совокупность единиц измерения основных и производных величин называется системой единиц. В физике общие правила конструирования систем единиц были сформулированы Гауссом в 1832 г. Они сводятся к следующему:
2) устанавливаются единицы основных физических величин. Для этого какому-либо размеру каждой основной физической величины приписывается числовое значение, равное 1. Выбор этого размера является произвольным и определяется исключительно соображениями удобства его использования в обиходе. Для обеспечения единства измерений все эти размеры, называемые единицами основных физических величин, должны быть закреплены законодательным путем. Обычно их называют просто основными единицами; 3) устанавливаются единицы, производных физических величин, также называемые обычно просто производными величинами. Основной называют физическую величину, входящую в систему и условно принятую в качестве независимой от других величин этой системы. Известно несколько групп независимых величин, например, длина, масса, время и т.п. Производными называют величины, которые образуются с помощью уравнений из других величин данной системы (например, сила Р, приложенная к материальной точке, определяется уравнением F = m  a, (1)где m – масса точки, кг; а - ускорение, м/с2. m –основная величина, а – производная, образованная из основных величин. Метрология имеет дело с измеряемыми физическими величинами. Физическую величину можно считать измеримой, лишь выделив ее среди других, выбрав единицу для измерения и воплотив ее в средства измерений. Физическая величина, которой присвоено числовое значение равное 1, называют единицей физической величины, применяется для количественного выражения однородных физических величин. Единица физической величины – величина того же рода, что и сама физическая величина. Должно существовать столько единиц, сколько существует физических величин: 1 м – единица длины, 1 с – единица времени и т.д. Различают: основные, производные системные, внесистемные, когерентные, кратные и дольные единицы. Основная единица – единица физической величины, выбранная произвольно при построении системы единиц. Основными единицами Международной системы являются: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела, моль. Предусмотрены также две дополнительные единицы: радиан, стерадиан. Производная единица – единица производной физической величины, образованная в соответствии с уравнениями, связывающими ее с основными или дополнительными единицами или же с основными и уже определенными производными (например, 1 м/с – единица скорости, образованная из основных единиц СИ – метра и секунды). Системная единица – единица физической величины, входящая в принятую систему единиц. Под внесистемной единицей физической величины, понимается единица, не входящая ни в одну систему единиц. Некоторые внесистемные единицы допускаются к применению наравне с единицами СИ. К ним относятся единицы: длины – астрономическая единица, световой год; массы – тонна и атомная единица массы; времени – минута, час, сутки, неделя, месяц, год, век и т.д., т.е. те единицы, без которых в настоящее время еще трудно обойтись. Когерентная (согласованная) единица – производная единица физической величины, связанная с другими единицами системы уравнением, в котором числовой коэффициент принят равным 1. Например, единицу скорости образуют с помощью уравнения V = l/t, (2) где l – длина пути м; t – время, с. Подставка вместо l и t их единиц СИ дает [V] = [l]/[t] = 1 м/1 с = 1 м/с, следовательно когерентной производной единицей скорости является м/с. Кратной единицей физической величины называется единица, которая в целое число раз больше системной или внесистемной единицы. Под дольной единицей физической величины понимают такую единицу, которая в целое число раз меньше системной или внесистемной единицы. Для образования десятичных кратных и дольных единиц предусмотрен ряд множителей, равных 10n (где n – целое положительное или отрицательное число), и приставок к наименованиям единиц, по одной для каждого множителя. Этот способ, принятый еще при создании метрической системы мер, позволяет легко пересчитать числовые значения величин при переходе от единиц СИ к кратным и дольным от них и обратно, или от одних кратных и дольных к другим. Перечень множителей и приставок, наименований, происхождения и обозначения десятичных кратных и дольных единиц приведены в табл. 2. К наименованию единицы допускается присоединять только одну приставку (например, пикофарад, а не микромирофарад). У единиц образованных как произведение или отношение несколько единиц, приставку присоединяют как правило, к наименованию первой единицы, напрмер килопаскаль – секунда на метр (кПа, с/м), а не паскаль килосекунда на метр. Кратные и дольные единицы выбирают обычно таким образом, чтобы числовое значение величины находилось в диапазоне от 0,1 до 1000 (например, для длины l = 7,5·10-5 м = 75 мкм = 0,075 мм = 75000 нм следует выбрать 75 мкм, так как в других случаях числовое значение выходит за пределы указанного диапазона). От этого правила отступают только при составлении таблиц числовых значений одной и той же величины или при сопоставлении этих значений в одном тексте, а также в тех областях, где традиционно применяется конкретная единица (например, линейные размеры на машиностроительных чертежах всегда выражаются в миллиметрах). Таблица 2 Множители и приставки для обозначения кратных и дольных единиц |
Похожие:
 | Учебное пособие предназначено для подготовки студентов экономико-управленческих специальностей по программе группового проектного... | | Учебное пособие предназначено для студентов вузов специальностей «Менеджмент организаций», «Бухгалтерский учёт, анализ и аудит» и«Финансы... |
| Учебное пособие предназначено для студентов III v курсов специальности «Технология художественной обработки материалов» |  | М 38 Маркетинг в ресторанном бизнесе (часть 1): Учебное пособие. / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. Кемерово,... |
| Учебное пособие предназначено для студентов технических вузов направления подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника»... | | Учебное пособие предназначено для студентов заочного отделения, обучающихся по направлению подготовки 43. 03. 03 Гостиничное дело.... |
| Практикум по психологии Человека: Учебное пособие для вузов / Под ред д-ра пед наук, профессора Н. М. Трофимовой. – Воронеж: вгпу,... | | Учебное пособие предназначено для тренеров-преподавателей дюсш, учителей физического воспитания, преподавателей ссузов, студентов... |
| Учебное пособие предназначено для психологов, психофизиологов, педагогов, а также для студентов и аспирантов психологических и педагогических... | | Книга предназначена для преподавателей, аспирантов и студентов университетов и других учебных заведений, готовящих журналистов |