Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Роль метрологии в современном эксперименте и в управлении качеством продукции.





КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

 

 


Введение. 3

1.1 Основные понятия в области метрологии. 4

1.2 Роль метрологии в современном эксперименте и в управлении качеством продукции. 5

1.3 Обеспечение единства измерений. 6

1.3.1 Общие положения. 6

1.3.2 Метрологические службы.. 6

1.3.3 Государственный метрологический контроль и надзор. 7

1.3.4 Утверждение типа средства измерений. 8

1.3.5 Поверка средств измерений. 8

1.3.6 Лицензирование деятельности по изготовлению, ремонту, продаже и прокату СИ. 9

1.3.7 Государственный инспектор по обеспечению единства измерений. 9

1.3.8 Калибровка и сертификация средств измерений. 9

1.4 Объекты измерений и их характеристики. 9

1.4.1 Измеряемые величины. 9

1.4.2 Качественные и количественные характеристики измеряемых величин. 11

1.4.3 Международная система единиц СИ. 14

1.4.4 Основные единицы СИ. 15

1.5 Основные виды шкал и разновидности познавательных процедур. 18

1.5.1 Неметрические шкалы.. 18

1.5.2 Метрические шкалы. 20

1.6 Виды измерений. 21

1.7 Методы измерений. 24

1.8 Средства измерений. 26

1.8.1 Классификация СИ.. 26

1.8.2 Метрологические характеристики средств измерений. 28

1.8.3 Нормирование метрологических характеристик СИ. Класс точности. 31

1.9 Основы теории измерений. 31

1.9.1 Факторы, влияющие на точность измерений. 31

1.9.2 Основной постулат метрологии. 35

Нормальный закон распределения вероятности (закон Гаусса). 38

Равномерный закон распределения. 39

1.9.3 Учет влияющих факторов. 39

1.9.4 Оценки результата измерения. 42

1.9.5 Исключение ошибок. 44

1.9.6 Измерительная информация. 45

1.10 Однократное измерение. 47

1.11 Многократное измерение. 49

1.12 Обработка результатов нескольких серий измерений. 52

1.13 Математические действия над результатами измерений. 54

1.13.1 Функциональные преобразования результатов измерений. 54


Введение

Наша жизнь постоянно связанна с измерениями. В суете, мы даже не замечаем их. Утром, собираясь в институт или вечером, спеша на свидание, вы смотрите на часы – производите измерение интервалов времени. Выходя на улицу, вы смотрите на термометр за окном – измеряете температуру воздуха. Приходите в магазин и просите взвесить вам один финик или три орешка – продавец производит измерение массы. Приходите на рынок и выбираете себе вещь при этом, оценивая (то есть, измеряя) ее привлекательность и качественность. Таких бытовых примеров можно привести множество.

Вы – будущие инженеры – прибористы и для вас «измерение» составляет, по сути, основу вашей будущей специальности.

Современное производство требует строжайшего соблюдения технологии и широкого внедрения автоматизированного управления производственными процессами. Это можно обеспечить лишь путем измерения параметров характеризующих отдельные участки технологического процесса.

Метрология как наука охватывает круг проблем связанных с измерениями. В дословном переводе с древнегреческого «метрология» означает – «наука о мерах». В настоящее время под метрологией понимается наука об измерениях методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Основные задачи изучаемой дисциплины:

1. подведение теоретических основ под изучение специальных дисциплин по специальности;

2. освоение методов получения достоверной измерительной информации и правильного ее использования;

3. ознакомление с методами и средствами обеспечения единства измерений;

4. ознакомление с основными формами практической метрологической деятельности;

5. изучение теоретических основ и получение практических навыков обеспечения заданной точности средств измерений на этапе их проектирования.

Курс «Основы метрологии» базируется на знаниях полученных при изучении дисциплин: «Физика», «Высшая математика», «Моделирование расчетов на ЭВМ», «Химия». Изучается параллельно с дисциплинами: «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения», «Физические основы измерений».

В результате изучения дисциплины необходимо:

Знать: общие законы и правила измерений; методы обеспечения их единства и достоверности; правила обработки измерительной информации и оценки точности средств измерений; основные виды метрологической деятельности, организационные и нормативно-правовые основы метрологической деятельности.

Уметь: организовывать измерительный эксперимент; правильно выбрать и использовать средства измерений; обрабатывать экспериментальные данные; оценивать точность средств измерений на этапе их проектирование; грамотно использовать измерительную информацию.

Иметь представление: о перспективах развития метрологии; об обогащении этой науки достижениями других наук; о различных формах международного сотрудничества в области метрологии.

Основная и дополнительная литература:

За последние два десятилетия произошли существенные изменения в области метрологии. И это не дань моде. В процессе изучения дисциплины мы рассмотрим особенности этого процесса, а сейчас отметим, что изменения касаются основных положений метрологии, то есть ее содержания. По этому в учебниках изданных в разные годы есть отличия. По этому при подготовке к экзамену рекомендуется пользоваться конспектом лекций, лабораторными и практическими занятиями.

Основная литература:

1. Шишкин И.Ф. Основы метрологии, стандартизации и управления качеством. 1989г.

2. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология. Учебник для ВУЗов. 1990г.

3. Лифиц И.М. Основы стандартизации метрологии и сертификации. Учебник. 2001г.

 

Дополнительная литература:

4. Иванцов А.И. Основы теории точности измерительных устройств. 1972г.

5. Основы метрологии и электрические измерения. Под ред. Душина Е.М. 1987г.

6. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии. Учебник для ВУЗов. 2001г.

7. Закон РФ «О стандартизации»

8. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений»

9. Закон РФ «О сертификации продукции и услуг»

10. Закон РФ «О защите прав потребителей»

Основные понятия в области метрологии.

Основные термины в области техники регламентируются соответствующим государственными стандартами (ГОСТ), которые требуют применения только рекомендованных терминов и не разрешают использовать не рекомендованные термины. В настоящее время стандарты на термины и определения переведены в разряд рекомендованных документов. Это дает право применять как гостированные, так и произвольные термины.

Указанное обстоятельство является в основном прогрессивным фактором, поскольку не все гостированные термины удобны в конкретных обстоятельствах. Некоторые из них устаревают и не соответствуют международной терминологии, некоторые не приживаются на практике. В то же время, существующее положение с терминами и определениями в области техники привод к неоднозначности, когда одни и те же вещи называются разными именами, а один и тот же термин разными людьми понимается по разному; каждый вкладывает в этот термин разное содержание.

Не обошли эти проблемы и метрологию. Наука не стоит на месте. Метрология претерпевает сейчас существенные изменения, поэтому в технической и учебной литературе вы можете встретить различные термины и определения к ним, порой противоречивые.

В то же время, изучая метрологию, вы должны усвоить целый ряд новых понятий, без которых невозможно изучать последующие специальные курсы по приборостроению – вы просто не будите понимать преподавателя.

Таким образом, нам необходимо на чем-то остановиться, принять общую терминологию и пользоваться ею в дальнейшем. Рассмотрим некоторые основные понятия метрологии.

Измерение – это процесс приема и преобразования информации об измеряемой величине для получения количественного результата ее сравнения с единицей измерения в форме наиболее удобной для использования.

Когда мы смотрим на термометр за окном, мы считываем показания термометра и определяем значение измеряемой величины – температуры.

В связи с широким развитием автоматизации измерений, их результат может восприниматься не только человеком, но и управляющей машиной или другой системой автоматического регулирования. При этом, как правило, процедура сравнения включает в себя сравнение неизвестной измеряемой величины с известной величиной, которую принимают за единицу.

Об особенностях измерений мы поговорим в следующих темах, а сейчас отметим, что измерить величину абсолютно точно невозможно (исключение составляют лишь измерения дискретных величин – количества).

Точность измерений – это качество измерений, отражающее близость их результатов к значению измеряемой величины.

Погрешность измерения – это отклонение результата измерения от значения измеряемой величины.

Измеряемая величина – эта величина подлежащая измерению, измеряемая или измеренная в соответствии с основной целью измерительной задачи.

Измерительная техника – это обобщающее понятие, охватывающее технические средства, специально предназначенные для измерений.

Единство измерений – это такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешность измерений известна с заданной точностью.

Таким образом, основной задачей метрологии является обеспечение единства и требуемой точности измерений.

Общие положения

Под единством измерений понимается такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности величин не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

Вопросы обеспечения единства измерений являются обязательными к исполнению, поэтому они регламентированы законодательством. 27 апреля 1993 года был принят закон РФ «Об обеспечении единства измерений» (№4871-1)

Согласно этому закону, управление деятельностью по обеспечению единства измерений осуществляет государство. Для этого создан Государственный Комитет РФ по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России). К компетенции Госстандарта относятся:

1. представление правительству предложений по применяемым единицам величин;

2. межрегиональная и межотраслевая координация деятельности по обеспечению единства измерений;

3. установление правил создания, утверждения, хранения и применения эталонов единиц величин;

4. определение общих метрологических требований к средствам измерений (СИ), методам и результатам измерений;

5. осуществление государственного метрологического контроля и надзора;

6. контроль и регулирование международной деятельности в области метрологии;

7. руководство деятельностью Государственной метрологической службы (ГМС) и метрологических служб (МС) организаций по обеспечению единства измерений.

Метрологические службы

Метрологическая служба – это совокупность субъектов (организаций) и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

 

Государственная метрологическая служба находится в ведении Госстандарта и включает в себя:

1. государственные научные метрологические центры (НИИ);

2. органы ГМС на территории республик в составе России, автономной области, автономных округов, краев и областей, городов Москвы и С.Петербурга.

 

Госстандарт России осуществляет руководство:

1. государственной службой времени и частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ);

2. государственной службой стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД);

3. государственной службой стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО).

 

Государственные научные метрологические центры занимаются:

1. созданием, совершенствованием, хранением и применением государственных эталонов единиц величин, а также разработкой НТД по обеспечению единства измерений.

Органы ГМС осуществляют государственный метрологический контроль и надзор на соответствующих территориях.

ГСВЧ производит межрегиональную и межотраслевую координацию работ по обеспечению единства измерений времени и частоты.

ГСССД осуществляет координацию работ по разработке и внедрению стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов в науке и технике.

ГССО производит межрегиональную и межотраслевую координацию работ по разработке и внедрению стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов.

Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц создаются для выполнения работ по обеспечению единства измерений и требуемой точности измерений. В их функции входит:

1. Калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению СИ, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору;

2. Надзор за состоянием и применением СИ, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц, применяемыми для калибровки СИ, соблюдением правил и норм по обеспечению единства измерений;

3. Проверка своевременности представления СИ на испытания в целях утверждения типа СИ, а также на поверку и калибровку.

Поверка средств измерений

Поверка средств измерений – это совокупность операций, выполняемых органами ГМС (и другими уполномоченными органами) с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям.

Обязательной поверке подвергаются СИ, подлежащие ГМКН при выпуске из производства и ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации. Допускается продажа и прокат только поверенных СИ.

По решению Госстандарта право поверки может быть предоставлено аккредитованным МС юридических лиц (предприятий). Деятельность таких служб контролируется органом ГМС по месту расположения. Поверка СИ осуществляется человеком, аттестованным в качестве поверителя.

Ответственность за результаты поверки несет орган ГМС или поверитель.

Положительные результаты поверки удостоверяются поверительным клеймом или свидетельством о поверке.

Измеряемые величины.

Предметом познания в современном представлении являются объекты и явления окружающего нас мира, которые характеризуются совокупностью различных свойств. Например, если считать объектом пространство, то его свойством будет протяженность. Протяженность может характеризоваться различными способами. Общепринятой характеристикой пространственной протяженности является длинна. Протяженность – это сложное свойство, и она может характеризоваться не только длинной. Пространство многомерно, и в качестве его характеристик можно использовать, например протяженность по нескольким направлениям или другие характеристики: угол, площадь, объем.

Любые события и не могут произойти мгновенно, а следовательно, имеют некоторую протяженность (длительность). Общепринятой характеристикой длительности события является время.

Любое физическое тело обладает свойством инерции – способностью сохранять состояние покоя или равномерного движения при отсутствии внешних воздействий. Мерой инерции является масса. Причем свойство инерции присуще всем физическим телам, но проявляется это свойство для каждого тела по своему, то есть каждое тело имеет свою массу.

Физическая величина – это общепринятая или установленная законодательным путем характеристика физического объекта (физической системы, явления или процесса), общая в качественном отношении для множества физических объектов, а в количественном отношения индивидуальная для каждого из них.

Таким образом, физическими величинами являются: длинна, время, масса, термодинамическая температура, сила, давление, электрическое сопротивление и т.д.

Наряду с физическими величинами к измеряемым величинам относится целый комплекс нефизических величин. Переход к количественным методам исследований на основании измерительной информации в таких областях человеческой деятельности как медицина, биология, спорт, искусство, социология стал отличительной чертой современности. Привычным стало измерение качества исполнения художественных произведений (конкурсы исполнителей, художников) мастерства спортсменов, уровня знаний студентов. Все мы стали свидетелями конкурсов красоты.

Применительно к инженерной деятельности существенное место среди нефизических измеряемых величин занимают показатели качества.

Качество продукции – это степень, с которой совокупность собственных характеристик изделия выполняет предъявляемые ему требования (в соответствии со стандартом ИСО9000 версии 2000 года).

Количественными характеристиками качества являются показатели качества. В соответствии с РД 50-64-84, можно выделить 11 основных групп показателей качества:

1. Показатели назначения. Характеризуют свойства продукции, определяющие основные функции, для выполнения которых она предназначена, и обуславливает область ее применения.

2. Показатели надежности. Характеризуют свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

3. Показатели экономического использования сырья, материалов, топлива, энергии и трудовых ресурсов. Характеризуют свойства, отражающие техническое совершенство продукции по количеству нужных для ее работы материалов и энергии.

4. Эргономические показатели. Характеризуют качество взаимодействия человека и изделия. Учитывают комплекс гигиенических и антропометрических, физиологических и психологических свойств человека, проявляющихся в производственных и бытовых процессах.

5. Эстетические показатели. Характеризуют информационную выразительность, рациональность формы, целостность композиции и совершенство производственного исполнения,

6. Показатели технологичности. Характеризуют свойства продукции, определяющие ее приспособленность к достижению минимальных затрат при ее производстве, эксплуатации и восстановлении.

7. Показатели транспортабельности. Характеризуют приспособленность продукции к перемещению в пространстве.

8. Показатели стандартизации и унификации. Характеризуют насыщенность продукции стандартными, унифицированными и оригинальными составными частями, а также уровень унификации с другими изделиями.

9. Патентно-правовые показатели. Характеризуют степень обновления технических решений, их патентную защиту, а также возможность беспрепятственной реализации продукции в стране или за рубежом.

10. Экологические показатели. Характеризуют уровень вредных воздействий на окружающую среду, возникающих при эксплуатации или потреблении продукции.

11. Показатели безопасности. Характеризуют безопасность обслуживающего персонала при использовании продукции.

К числу показателей качества также относится обобщенный показатель эффективности использования продукции. Это интегральный показатель качества, определяют как, соотношение суммарного полезного эффекта от эксплуатации или потребления продукции и суммарных затрат на ее создание эксплуатацию и потребление.

Внутри каждого вида показателей можно выделить группы и отдельные показатели качества. Это еще раз доказывает, что качество, как и физические объекты (например, пространство) многомерно.

Основные единицы СИ.

Единица длинны – метр (м)

Метр равен 1650763,73 длин волн в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p10 и 5d5 атома криптона-86.

В международном бюро мер и весов и в крупных национальных метрологических лабораториях созданы установки для воспроизведения метра в длинах световых волн.

Дополнительные единицы СИ

Международная система включает в себя две дополнительные единицы – для измерения плоского и телесного углов. Они не могут быть основными, так как являются безразмерными величинами. Присвоение углу самостоятельной размерности привело бы к необходимости изменений уравнений механики, относящихся к вращательному и криволинейному движению. Вместе с тем они не являются производными, так как не зависят от выбора основных единиц. Поэтому указанные единицы включены в СИ в качестве дополнительных, необходимых для образования некоторых производных единиц – угловой скорости, углового ускорения и т.п.

Преимущества СИ

1. Она является универсальной, то есть охватывает все области измерений. С её внедрением можно отказаться от всех других систем единиц.

2. Она является когерентной, то есть системой, в которой производные единицы всех величин получаются с помощью уравнений с числовыми коэффициентами, равными безразмерной единице (система является связанной и согласованной).

3. Единицы в системе унифицированы (вместо ряда единиц энергии и работы: килограм-сила-метр, эрг, калория, киловатт-час, электрон-вольт и др. – одна единица для измерения работы и всех видов энергии – джоуль).

4. Осуществляется четкие разграничение единиц массы и силы (кг и Н).

Недостатки СИ

1. Не все единицы имеют удобный для практического использования размер: единица давления Па – очень маленькая величина; единица электрической емкости Ф – очень большая величина.

2. Неудобство измерения углов в радианах (градусы воспринимаются легче)

3. Многие производные величины не имеют пока собственных названий.

Таким образом, принятие СИ является очередным и очень важным шагом в развитии метрологии, шагом вперед в совершенствовании систем единиц физических величин.

Неметрические шкалы

Анализируя познавательную функцию измерения можно считать, что его сущность заключается в переходе от мира физических и социальных реальностей к системе определенных знаков, отображающих эти реальности. В данном случае под измерением понимается не только измерение в собственном смысле этого слова, но и ряд других, близких к нему познавательных процедур, которые можно назвать «обобщенными измерениями»

В зависимости от конкретной измерительной задачи в процессе познания возникает необходимость в получении различной количественной информации. Для этого используют различные шкалы.

Номинальная шкала является простейшей и наиболее слабой шкалой. В номинальной шкале числа служат условными названиями объектов или их классов. Номинальная шкала, применяется для индивидуальных объектов, называется также шкалой наименований. При этом не важно, что одному объекту присвоено большее число, а другому – меньшее, эти числа можно менять местами, потому что они – только «названия» объектов. Процедура присвоения имени объекту – необходимый этап формирования данных. Эта процедура не является познавательной, поскольку нельзя узнать имя нового объекта его нужно присвоить. Такая процедура называется назывательной.

Иначе обстоит дело с именами классов объектов. Сама по себе процедура присвоения имен классам (типам приборов, конструкциям самолетов, маркам автомобилей и т.д.) остается непознавательной, но когда имена классам уже присвоены, может возникнуть вопрос: «К какому классу относится вновь появившийся объект?». Ответ на этот вопрос порой совсем не очевиден и требует выполнения познавательной процедуры классификации, осуществляемой по шкале классификаций.

Познавательная процедура классификации существует во многих разновидностях, например: контроль изделий (классификация на годные и бракованные); проверка приборов; сложные и имеющие свои теоретические основы процедуры распознавания образов, диагностики, профессионального отбора и т.п.

Существенно более сильной является ординальная шкала или шкала порядка. Она учитывает наличие порядка в системе объектов. Так, студенты, сдавшие экзамен разбиваются на классы получивших оценки 2, 3, 4 и 5 в порядке роста их знаний. Здесь существенно то, что более знающему присваивается большее число и переставлять эти числа уже нельзя.

Процедуры формирования данных, основанные на шкалах порядка, могут быть как непознавательными, так и познавательными, в зависимости от того, как упорядочиваются объекты: по внешним для них признакам или по внутренним.

Упорядочивание по внешним признакам называется нумерацией. Так присвоение номеров домам отражает только порядок их следования на улице, но не какие-то их собственные особенности. Нумеруются эксперименты, исследуемые образцы, команды в программах, промышленные изделия, нумеруют студентов в алфавитном списке. Однако нумерация не является познавательной процедурой. Номера – это те же имена, только присвоенные в определенном порядке, а зачастую даже не подряд, а с резервными промежутками (номер командной строки).

Упорядочивание по внутренним свойствам есть познавательная процедура ранжирования. Классический пример – ранжирование образцов минералов. Их можно ранжировать, сравнивая твердости (минерал, наносящий царапину на другом, является более твердым). Таким образом, можно уже говорить о большей или меньшей твердости.

Ранжирование – это расстановка размеров в порядке их возрастания или убывания с целью получения измерительной информации по шкале порядка.

Для измерения по шкале порядка, итогом которого является вывод о том, что размер измеряемой величины больше или меньше какого-то известного значения, некоторые точки на шкале можно зафиксировать в качестве опорных – реперных. Значения, например, оценивают по реперной шкале порядка, имеющей 4 реперные точки: 2, 3, 4, 5. Классический пример шкалы порядка – минеральная шкала порядка твердости минералов – шкала Мооса. В ней определенным стандартным минералам (от талька до алмаза) в порядке возрастания присвоены целые числа от 1 до 10.

Другой пример: Интенсивность землетрясений измеряется по 12 бальной шкале МК-64: 1 – незаметное (отмечается только сейсмическими приборами); 2 – очень слабое (ощущается отдельными людьми находящимися в состоянии покоя); 3 – слабое (ощущается небольшой частью населения; 4 – умеренное; 5 – довольно сильное; 6 – сильное; 7 – очень сильное (трещины в стенах каменных домов, деревянные дома остаются невредимыми); 8 – разрушительное; 9 – опустошительное; 10 – уничтожающее; 11 – катастрофа (широкие трещины в земле, оползни, обвалы, каменные дома разрушаются); 12 – сильная катастрофа.

Недостатком шкалы порядка является неопределенность интервалов между реперными точками. Поэтому баллы нельзя складывать, перемножать, вычитать и делить. Можно сказать, что один размер больше или меньше другого, а на сколько больше или меньше, сказать нельзя.

Рассмотренные шкалы: номинальная (наименований и классификаций) и порядка (ординальная) относятся с неметрическим шкалам.

Метрические шкалы.

Более совершенной по отношению к шкале порядка является шкала, составленная из определенных интервалов. Общепринятым, например, является измерение времени по шкале разбитой на интервалы равные периоду обращения земли вокруг солнца – года (летоисчисление). Эти интервалы делятся на более мелкие: сутки (период обращения земли вокруг собственной оси). Такая шкала называется шкалой интервалов.

Шкала интервалов позволяет определить не только то, что один размер больше другого, но и на сколько этот размер больше. Таким образом, на шкале интервалов определены такие действия как сложения и вычитание.

Недостаток шкалы интервалов заключается в том, что нулевая точка шкалы является условной, то есть нельзя сказать во сколько раз один размер больше или меньше другого.

Пример: При любом летоисчислении коренной перелом в ходе 2 мировой войны произошел под Сталинградом спустя 700 лет после разгрома Александром невским немецких рыцарей на льду Чудского озера. Если попытаться определить во сколько раз позже наступило это событие, то окажется следующее:1 – по григорианскому (нашему) календарю 1942/1242 = 1,563; 2 – по юлианскому календарю (от сотворения мира): 7448/6748 = 1,1; 3 – по иудейскому календарю (от сотворения Адама) 5638/4938 = 1,14; 4 – по исламскому календарю (начинается с момента бегства Магомета из Мекки в Медину, где была основана первая мусульманская община) 1320/620 = 2,13.

На шкале интервалов известен только масштаб, а начало отсчета может быть выбрано произвольно. Поэтому абсолютное значение размера величины определить невозможно.

Шкалы интервалов получают путем пропорционального деления интервала между двумя реперными точками. Так, в температурной шкале Цельсия один градус является 1/100 частью интервала между температурой таяния льда (0 градусов) и температурой кипения воды (100 градусов). В температурной шкале Реомюра этот же интервал разбит на 80 интервалов, а в температурной шкале Фаренгейта – на 180 градусов, причем начало отсчета смещено в сторону низких температур на 32 градуса.

Более совершенной является шкала отношений.

Шкала отношений может быть получена, если в качестве одной из реперных точек использовать не условный, а фактический ноль величины.

По шкале отношений уже можно отсчитывать абсолютные значения размера и определять не только, на сколько один размер больше другого, но и во сколько раз он больше.

Пример: Температурная шкала Кельвина. За начало отсчета принят абсолютный ноль температуры, при котором прекращается тепловое движение молекул. Вторая реперная точка – температура таяния льда, по шкале Цельсия этот интервал равен 273,16 градусам. Чтобы сохранить размер единицы, по шкале Кельвина делят этот интервал на равные части, составляющие 1/273,16 интервала. 1 Кельвин = 1 Цельсию.

Шкала отношений является наиболее совершенной из рассмотренных шкал. На этой шкале определено наибольшее число математических операций: сложение, вычитание, умножение, деление.

При этом, к сожалению, не все величины можно измерять по шкале отношений. Например, время принципиально не может быть определено по шкале отношений, т.к. невозможно определить его абсолютное начальное значение.

В теории шкал рассматривается еще и абсолютная шкала, по которой измеряют относительные величины: коэффициент усиления и затухания, КПД, коэффициент трения и т.д. Существует мнение, что абсолютная шкала соответствует познавательной процедуре счета.

Виды измерений

Получение количественной информации об измеряемой величине может быть выполнено различным образом.

По способу сравнения неизвестного размера с известным, измерения можно подразделить на субъективные и инструментальные.

Органолептические измерения основаны на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха, и вкуса).

Примеры: 1 – В парфюмерной промышленности оценка качества продукции осуществляется с помощью обоняния. 2 – Визуальный контроль изделий; 3 – По слуху определяют качество настройки музыкальных инструментов; 4 – На вкус определяют качество пищевых продуктов (дегустация).

Органолептические измерения могут быть выполнены по любой шкале: порядка, интервалов и отношений. Однако следует отметить, что природа в различной степени наделила людей способностью к органолептическим измерениям по шкале отношений. Результаты таких измерений во многом зависят от квалификации оператора. Так, например, врач на ощупь определяет температуру больного с точностью до десятых долей градуса. Неспециалист этого сделать не сможет. Частоту звуковых колебаний на слух могут определить лишь немногие – те, кто обладает абсолютным слухом. Большинство же людей воспринимает разность звуковых частот в тонах и полутонах, то есть, способны к измерению частоты звука только по шкале интервалов.

Измерения по шкале интервалов, как менее совершенные могут выполняться и без участия органов чувств. Пример: время можно оценить на основании ощущений.

Измерения по шкале порядка могут строиться и на основе впечатлений. К таким измерениям относятся разного рода конкурсы: мастеров искусств, красоты, соревнования по художественной гимнастике, фигурному катанию и т.д.

Если измерение основано на интуиции, то оно называется эвристическим.

Рассматривая различные виды субъективных измерений, следует отметить, что сравнивать 2 размера по шкале порядка всегда легче, чем определить значения измеряемых величин по шкале отношений. Поэтому, выбирая, человек осуществляет по парные сопоставления, когда измеряемые величины сначала сравниваются между собой попарно, и для каждой пары результат такого сравнения выражается в виде «больше-меньше» или «лучше-хуже». Последующее ранжирование производится на основании по парного сопоставления.

Пример: Сравниваются пять вариантов внешнего оформления радиоаппаратуры, обозначаемых порядковыми номерами 1, 2, 3, 4, 5. Результаты по парного сопоставления представлены в таблице 1.1 где преимущество n-ого варианта над m-ным обозначено как +1, а преимущество m-ного над n-ым – как –1, равноценные варианты – 0. Надо найти наилучший вариант.

N           Итого:
M
    +1 –1 +1 +1 +2
  –1   –1 +1   –1
  +1 +1   +1 +1 +4
  –1 +1 –1   –1 –2
  –1   –1 +1   –1

На основании проведенного по парного сравнения рассматриваемые варианты можно проранжировать следующим образом 3; 1; 2 и 5;4. Следовательно, наилучшим вариантов внешнего оформления следует считать вариант №3.

Недостатком субъективных измерений является зависимость их результатов от человека, их выполняющих.

На человека, выполняющего измерения, одновременно влияет целый ряд обстоятельств, не поддающихся строгому учету. Настроение в момент измерения, степень сосредоточенности, состояние здоровья, степень усталости, наличие или отсутствие раздражающих факторов и восприимчивость человека к ним, окружающие условия и т.п. Поскольку все обстоятельства учесть невозможно, итогом их совместного действия является получение результата измерения, являющегося в како-то мере случайным. Повторное измерение одной и той же величины может дать, и на практике дает, несколько иной результат, последующие измерения тоже различаются. Народная мудрость гласит: «Семь раз отмерь, – один раз отрежь!». Эта поговорка раскрывает сущность статистического подхода к проведению измерений. Для уменьшения элемента случайности необходимо провести многократное измерение одной и той же величины и усреднить полученные результаты.

Кроме случайных обстоятельств, на каждого человека действуют специфические – требовательность, личные вкусы, симпатии, склонности. Они существуют у каждого человека и действуют на него постоянно, что может привести к постоянному завышению или занижению результатов измерений.

Чтобы избежать ошибок при измерении, прибегают к услугам нескольких специалистов – экспертов. Усреднение результатов, полученных независимо несколькими экспертами, позволяет повысить объективность субъективных измерений, повысить их точность.

Экспертный метод широко применяется в квалиметрии, медицине, спорте, искусстве, в гуманитарных науках. Применительно к приборостроительным специальностям экспертный подход подробно рассмотрен в разделе «Квалиметрия».

Какими бы способностями не обладал человек, результаты выполненных им измерений имеют субъективный х







Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.