УДК 681.518

Романов В.Н., Комаров В.В. Теория измерений. Анализ и обработка экспериментальных данных: Учеб. пособие.- СПб.: СЗТУ, 2002.- 127 с., 31ил., 11 табл. Библиограф. 27.

Учебное пособие содержит сведения по основным положениям теории измерений, классификации ошибок измерений и методам анализа и обработки экспериментальных данных. В книге рассмотрено большое число примеров и задач.

Учебное пособие предназначено для студентов, специализирующихся в области приборостроения. Метрологии и измерительной техники, а также может быть использовано преподавателями вузов и аспирантами.

Рецензенты: кафедра автоматизации химико-технологических процессов СПб гос. университета растительных полимеров (зав. кафедрой Г.А. Кондрашкова, д-р техн. наук, проф.); Э.И. Цветков, д-р техн. наук, проф. Кафедры ИИТ СПб гос. электротехнического университета.

© В.Н. Романов, В.В. Комаров, 2002

Введение

Предметом теории измерений является проблема измерения в широком смысле. При этом измерение рассматривается как основополагающая познавательная процедура, позволяющая получать экспериментальные данные о свойствах объектов, а также устанавливать и проверять правильность научных теорий и законов. Теория измерений как самостоятельная дисциплина оформилась сравнительно недавно (за последние три десятилетия). Ее появление обусловлено двумя обстоятельствами: с одной стороны, необходимостью систематизации и обобщения обширных разрозненных знаний по теории и технике измерений, накопленных в естественных и технических науках; с другой – в связи со значительным усложнением измерительных задач и возрастанием требований к точности и достоверности измерений в различных областях научной и практической деятельности.

Современная теория измерений изучает закономерности хранения, воспроизведения, передачи, получения, обработки, использования, а также оценки качества (точности и достоверности) измерительной информации. В настоящее время в теории измерений различают два подхода. Первый – классическая, или репрезентационная теория измерений (от англ. represent – представлять) изучает представление свойств объектов числами. Ее основы были заложены в работах английского ученого Кэмпбела в начале ХХ в. и позднее развиты в трудах специалистов по математической психологии (Стивенс, Супес, Зиннес, Уилкоксон и др.). Понятие измерения в ней определяется как “представление свойств посредством номеров и чисел” (отсюда происходит и название теории). Второе направление, окончательно сформировавшееся за последнее десятилетие, – это так называемая алгоритмическая теория измерений [1, 21, 27], в которой измерение рассматривается с позиций его технической реализации, как процесс преобразования входного сигнала (измеряемой величины) в выходной (результат измерения) с помощью специальных алгоритмических и аппаратных средств. Она охватывает построение алгоритмов обнаружения эмпирических закономерностей, а также анализ и систематизацию процедур формирования экспериментальных данных.

В настоящем учебном пособии используются оба подхода. В гл. 1, 2 изложение ведется с позиций классической теории измерений, а в гл. 3 – с позиций алгоритмической теории.

Пособие предназначено для студентов различных специальностей, которым по роду своей деятельности приходится сталкиваться с проблемой измерения, а именно с решением конкретных измерительных задач, разработкой средств измерений и т. п.

Поскольку теория измерений охватывает широкий круг вопросов, которые невозможно обстоятельно изложить в рамках одной публикации, то в настоящем выпуске рассмотрена тематика, относящаяся к основным положениям теории, терминологии, методам обработки экспериментальных данных и основам функционирования измерительных устройств. В дальнейшем предполагается издание еще ряда выпусков, посвященных другим разделам теории измерений.

Материалы учебного пособия будут полезны также при изучении других дисциплин, в частности, “Метрология”, “Методы и средства измерений”, “Планирование измерительного эксперимента”.