Примеры абсолютных шкал

- Шкалы плоских углов с единицами измерений по СИ - радиан и угловой градус .

- Шкала телесных углов с единицей измерений по СИ - стерадиан .

- Шкалы коэффициентов : амплитудной модуляции , нелинейных искажений , усиления , ослабления , отражения .

- Шкала добротности колебательных систем .

- Шкала относительной диэлектрической проницаемости .

- Шкалы блеска .

- Шкалы частотных интервалов , используемые в акустических измерениях .

- Шкалы влажности .

Большинство свойств описывается одномерными шкалами , однако существуют свойства , описываемые многомерными шкалами , - трехмерные шкалы цвета в колориметрии , двухмерные шкалы электрических импедансов , многомерная шкала параметров вращения Земли , в которой определяют положение оси вращения в теле Земли , направление оси вращения в космическом пространстве и изменения угловой скорости вращения Земли и др . Основные признаки и особенности шкал различных типов систематизированы в таблице А . 1.

Таблица А .1 - Признаки и особенности шкал различных типов

Практически реализация шкал измерений достигается путем стандартизации как самих шкал и единиц измерений , так и , при необходимости , способов и условий ( спецификаций ) их однозначного воспроизведения . Шкалы наименований и порядка могут быть реализованы и без специальных технических эталонных устройств ( шкала - классификация Линнея , шкала запахов , шкала Бофорта ), но если создание эталонов необходимо , то они воспроизводят весь применяемый на практике участок шкалы ( пример - эталоны твердости ). Внесение любых изменений в спецификацию , определяющую шкалу наименований или порядка , практически означает введение новой шкалы . Шкалы разностей и отношений ( метрические шкалы ), соответствующие СИ , как правило , воспроизводятся эталонами . Эталоны этих шкал измерений могут воспроизводить одну точку шкалы ( эталон массы ), некоторый участок шкалы ( эталон длины ) или практически всю шкалу ( эталон времени ).

Нормативные документы по метрологии обычно рассматривают установление и воспроизведение только единиц измерений . На практике даже для величин , соответствующих основным единицам СИ ( секунда , кельвин , кандела и др .), эталоны , кроме единиц , хранят и воспроизводят шкалы ( атомного и астрономического времени , температурную МТШ- 90 и т . д .). При любом варианте построения эталонов поверочными схемами предусматривается воспроизведение всех необходимых для практики участков шкал . Абсолютные шкалы могут опираться на эталоны , воспроизводящие любые их участки ( как эталоны метрических шкал ), но могут воспроизводиться и без них ( КПД , коэффициент усиления ). Особенности воспроизведения ( реализации ) шкал систематизированы в таблице А .2.

Таблица А .2 - Особенности реализации шкал измерений

Шкалы разностей ( интервалов ), отношений и абсолютные шкалы допускают логарифмическое преобразование , часто применяемое на практике , что приводит к изменению типа шкал . Такие шкалы называют логарифмическими . Практическое распространение получили логарифмические шкалы на основе применения систем десятичных и натуральных логарифмов , а также логарифмов с основанием два .

Операция логарифмирования может быть применена только к безразмерным величинам , поэтому перед логарифмированием размерную величину вначале преобразуют в безразмерную путем ее деления на принятое по соглашению произвольное ( опорное ) значение той же величины , после чего вычисляют логарифм полученной безразмерной величины .

В зависимости от типа шкалы , подвергнутой логарифмическому преобразованию , логарифмические шкалы могут быть двух видов . При логарифмическом преобразовании абсолютных шкал получают абсолютные логарифмические шкалы , называемые иногда логарифмическими шкалами с плавающим нулем , поскольку в них не зафиксировано опорное значение . Примерами таких шкал являются шкалы усиления ( ослабления ) сигнала в децибелах . Для значений величин в абсолютных логарифмических шкалах допустимы операции сложения и вычитания .

При логарифмическом преобразовании шкал отношений и интервалов получают логарифмическую шкалу интервалов с фиксированным нулем , соответствующим принятому опорному значению преобразуемой шкалы . В радиотехнике в качестве опорного чаще всего принимают значения 1 мВт , 1 В , 1 мкВ ; в акустике - 20 мкПа и др . К этим шкалам в общем случае нельзя прямо применять ни одно арифметическое действие ; сложение и вычитание величин , выраженных в значениях таких шкал , должны быть проведены путем нахождения их антилогарифмов , выполнения необходимых арифметических операций и повторного логарифмирования результата .

В метрологической практике существует ряд шкал , которыми описываются реакции биологических объектов , прежде всего человека , на воздействующие на них физические факторы . К ним относятся шкалы световых и цветовых измерений , шкалы восприятия звуков , шкалы эквивалентных доз ионизирующих излучений и др . Такие шкалы любого типа принято называть биофизическими шкалами .

Биофизическая шкала - шкала измерений свойств физического фактора ( стимула ), модифицированная таким образом , чтобы по результатам измерений этих свойств можно было прогнозировать уровень или характер реакции биологического объекта на воздействие этого фактора . Такие шкалы строят по моделям , так модифицирующим ( трансформирующим ) результаты измерений свойства стимула , чтобы было достигнуто однозначное соответствие между результатами измерений и характеристикой биологической реакции ( гомоморфное отображение множества стимулов на множество реакций ). При этом некоторому подклассу множества стимулов могут соответствовать эквивалентные реакции . Такая модифицированная шкала стимулов по логической структуре приближается к структуре шкалы реакций и приобретает некоторую прогностическую ценность . Однако , как правило , биофизическая шкала стимулов и шкала соответствующих реакций являются шкалами разных типов , поэтому на прогностические суждения о реакциях , вызываемых стимулами , нельзя прямо переносить логические соотношения шкалы стимулов . Так , например , шкала силы света с точки зрения стимулов является неограниченной аддитивной шкалой отношений , а с точки зрения восприятия человеком - шкалой порядка в ограниченном снизу и сверху диапазоне значений стимулов .

Библиография

Ключевые слова : метрология , шкала , шкала измерений , шкала величин , спецификация шкалы , элементы шкалы , типы шкал , измеряемое свойство , эталон шкалы измерений , неопределенность результата измерений

gosthelp.ru - При использовании материала, ссылка на сайт обязательна. (В Интернете - гиперссылка)

http://www.gosthelp.ru/text/RMG832007GSISHkalyizmeren.html

Поиск по сайту: