1.3 Постулаты теории измерений.
Метрология строится на основе ряда основополагающих постулатов, описывающих ее исходные аксиомы.
Постулат 1. в рамках принятой модели объекта исследования существует определенная измеряемая физическая величина и ее истинное значение.
Измеряемая величина существует лишь в рамках принятой модели. Но данному объекту могут быть сопоставлены различные модели:
Данная модель в течении времени, необходимого для измерения, должна позволять считать ее параметр неизменным, отсюда:
Постулат 2.-истинное значение измеряемой ФВ постоянно.
Выделив постоянный параметр модели, можно перейти к измерению соответствующей ФВ.
Для переменной ФВ необходимо выбрать некий постоянный параметр и измерить его (пример: среднеквадратическое или средневыпрямленное значение):
Следствие: -для измерения переменной ФВ необходимо определить ее постоянный параметр—измеряемую величину.
Постулат 3.-существует несоответствие измеряемой величины исследуемому свойству объекта (пороговой несоответствие измеряемой величины).
Пороговое несоответствие—несоответствие между параметром модели и реальным свойством объекта. Оно принципиально ограничивает достижимую точность измерений:
Следствие 1.-истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно.
Следствие 2.-достижимая точность измерения определяется априорной информацией об объекте измерения.
Таким образом, основные постулаты метрологии сводятся к следующим:
* истинное значение определенной величины существует и оно постоянно;
* истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно;
Отсюда следует вывод: результат измерения математически связан с измеряемой величиной вероятностной зависимостью.
Без измерений не может обойтись ни одна наука.
Основное понятие метрологии – измерение.
Измерение – это нахождение значения физической величины (фв) опытным путем с помощью специальных технических средств (гост 16263-70).
Измерения могут быть представлены тремя аспектами Л.1:
Философский аспект измерения: измерения являются важнейшим универсальным методом познания физических явлений и процессов
Научный аспект измерения: с помощью измерений (эксперимента) осуществляется связь теории и практики («практика – критерий истины»)
Технический аспект измерений: измерения обеспечивают получение количественной информации об объекте управления или контроля.
Условная
схема методологии естествознания
На примере экспериментально открытого Х. Доплером влияния относительного движения тел на частоту звука можно проследить этапы этой схемы.
ЭТАП.
*Доплер зафиксировал в 1842 году влияние относительного движения тел на частоту звука ( эффект Доплера).
*На основании этих опытов разработана модель явления: звук—это продольные колебания воздуха; при движении источника изменяется число колебаний, принимаемых приемником в 1 с., т. е. меняется частота.
*На эффекте Доплера построено много приборов ( эхолокаторы, измерители скорости и др.).
ЭТАП.
*Эти исследования послужили основой для формулирования принципов относительности Галилея, а затем Эйнштейна: равноправие всех инерциальных систем отсчета.
*В 1848 году А. Физо распространил эффект Доплера на оптические явления: свет—это поперечные колебания электромагнитного поля, поэтому к нему также применим эффект Доплера (эффект Физо).
*Новые практические применения: ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЙ В КОСМОЛОГИИ ПО КРАСНОМУ СМЕЩЕНИЮ ИЗЛУЧЕНИЯ ДАЛЕКИХ ГАЛАКТИК и др.