4 Тип: относительная или шкала отношений

В отличие от интервальной шкалы может отражать то, во сколько один показатель больше другого. Относительная шкала имеет нулевую точку, которая характеризует отсутствие измеряемого качества. Например: цена на товар. Здесь за точку отсчета можно взять «ноль» рублей. Отметим, что на практике не часто удается привести измерения к данному типу шкалы.

Прежде чем сформулировать принятое в метрологии определение понятия «измерение», отметим следующее. Измерять можно лишь свойства реально существующих объектов познания, отражаемые физическими величинами. Измерение основывается на экспериментальных процедурах; никакие теоретические рассуждения или расчеты сами по себе не могут классифицироваться, как измерение. Для проведения измерительного эксперимента необходимы особые технические средства  средства измерений. Результатом измерения является оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц. С учетом этих положений принято следующее определение.

Измерение  нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Раскрывая техническую сторону измерения, это определение не от­вечает на вопрос о его метрологической сущности. Несмотря на то, что измерения непрерывно развиваются, становятся все более и более слож­ными, а само определение дополняется с использованием терминологии кибернетики и теории информации, их метрологическая суть остается без изменения и сводится к уравнению измерения

(1)

где X  измеряемая величина, [x]  единица величины, п  число.

Поэтому необходимо понимать, что любое измерение как познава­тельный процесс заключается в сравнении путем физического эксперимента данной величины с некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения, т.е. с мерой.

Такой подход выработан практикой измерений, исчисляемой coтнями лет. Еще великий математик Л.Эйлер утверждал: «Невозможно определить или измерить одну величину иначе как приняв в качестве известной другую величину этого же рода и указав соотношение, в котором они находятся».

Возвращаясь к описанию типов шкал, констатируем, что данному условию (т.е. понятию измерение) отвечают лишь процедуры определения разностей величин по шкале интервалов или величины по шкале отношений.

Измерения, как экспериментальные процедуры весьма разнообразны и классифицируются по разным признакам.

По способу нахождения искомого значения измеряемой величины различают прямые, косвенные, совместные и совокупные измерения.

Прямое измерение  измерение, при котором искомое значение ве­личины находят непосредственно по показаниям средства измерении (измерение тока амперметром, промежутка времени  секундомером).

Косвенное измерение  измерение, при котором искомое значение величины находят расчетом на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, функционально связанными с искомой и определяемыми посредством измерений. Другими словами, искомое значение физической величины рассчитывают по формуле, а значения величин, входящих в формулу, получают измерениями (измерение мощ­ности, рассеиваемой на сопротивлении, может быть выполнено расчетом по формуле Р = I²R на основании измерения тока I и сопротивления резистора R; определение плотности однородного тела по его массе и объему; измерение мощности электрического тока с помощью амперметра и вольтметра).

Совместные измерения  одновременные измерения двух или не­скольких разнородных (не одноименных) величин для установления зависимости между ними.

Наиболее известный пример совместных измерений — определение зависимости сопротивления резистора от температуры:

Rt=R₂₀[1+α(t-20)+β(t-20)²],

где R₂₀ - сопротивление резистора при температуре 20 С°; а α и β - температурные коэффициенты.

С овокупные измерения  проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых их значения находят решением системы уравнений, получаемых при прямых или косвенных измерениях различных сочетаний этих величин. При этом могут измеряться несколько комбинаций значений величин.

Например, измеряя сопротивления Rab, Rac и Rbc между вершинами треугольника, в котором соединены сопротивления R1 R2 и R3 (см. рис. 1) и, решая систему уравнений можно определить искомые значения сопротивлений R1 R2 и R3 методом совокупных измерений:

Rab=[R1*(R2+R3)]/(R1+R2+R3);

Rac=[R2*(R1+R3)]/(R1+R2+R3);

Rbc=[R3*(R1+R2)]/(R1+R2+R3).

Значение физической величины может быть найдено посредством однократного ее измерения, либо путем нескольких, следующих друг за другом измерений с последующей статистической обработкой их резуль­татов. В первом случае измерения называют однократными или простыми, во втором  измерениями с многократными наблюдениями или статистическими. При этом под наблюдением понимают однократный отсчет показания средства измерений.

По режиму работы средства измерения различают статические и динамические измерения. Любое средство измерений, как материальная система, обладает инерцией (механической, тепловой, электрической) и, следовательно, не может мгновенно реагировать на изменение измеряемой величины. Поэтому при измерении переменной физической величины инерция средства измерения приведет к некоторому отставанию показаний средства измерения от истинного значения величины в каждый момент времени. Очевидно, что это отставание будет зависеть не только от инерционных (динамических) свойств средств измерений, но и от скорости изменения самой измеряемой величины. В том случае, когда показания средства измерения не зависят от его динамических свойств, или когда этой зависимостью можно пренебречь, говорят, что средство измерения работает в статическом режиме, а само измерение называют статическим. В противном случае измерение относят к динамическим.

Различают контактные (например, штангенциркулем) и бесконтактные измерения (например, на инструментальном микроскопе).