9. Instrumentos de medida y sus características En la literatura científica, los instrumentos técnicos de medida se dividen en tres grandes grupos. Estos son: medidas, calibradores e instrumentos universales de medida, que incluyen instrumentos de medida, instrumentos de medida y control (CIP), y

16. Errores de los instrumentos de medida Los errores de los instrumentos de medida se clasifican según los siguientes criterios: 1) por el método de expresión, 2) por la naturaleza de la manifestación, 3) en relación con las condiciones de uso. De acuerdo con el método de expresión, hay valores absolutos y relativos.

2 Clasificación de las medidas La clasificación de los instrumentos de medida se puede realizar de acuerdo con los siguientes criterios.1. De acuerdo con la característica de precisión, las medidas se dividen en iguales y desiguales. Las medidas de igual precisión de una cantidad física se denominan series de medidas de alguna

3. Las principales características de las mediciones Se distinguen las siguientes características principales de las mediciones: 1) el método por el cual se realizan las mediciones, 2) el principio de las mediciones, 3) el error de medición, 4) la precisión de las mediciones, 5) el precisión de las mediciones 6) la fiabilidad de las mediciones El método de medición es

8. Instrumentos de medida y sus características En la literatura científica, los instrumentos técnicos de medida se dividen en tres grandes grupos. Estos son: medidas, calibradores e instrumentos universales de medida, que incluyen instrumentos de medida, instrumentos de medida y control (CIP), y

13. Error de medición En la práctica del uso de mediciones, su precisión se convierte en un indicador muy importante, que es el grado de proximidad de los resultados de la medición a algún valor real, que se utiliza para la comparación cualitativa.

16. Errores de los instrumentos de medición Los errores de los instrumentos de medición se clasifican de acuerdo con los siguientes criterios: 1) por el método de expresión, 2) por la naturaleza de la manifestación, 3) en relación con las condiciones de uso. Por el método de expresión, Se distinguen errores absolutos y relativos.

18. Elección de instrumentos de medición Al elegir instrumentos de medición, en primer lugar, se debe tener en cuenta el valor de error permisible para una medición dada, establecido en los documentos reglamentarios pertinentes. Si el error permisible no está previsto en

21. Verificación y calibración de instrumentos de medida

Cuestiones generales de medición Cuando la medición se convierte en un problema Primero, cuando se va a medir una nueva cantidad. Aquí hay una sutileza: ¿qué significa "nuevo valor"? Los físicos y los ingenieros creen que hay algo que se puede medir. En la medida en que nosotros

Procesamiento de resultados de medición No hay datos sin procesamiento y no hay procesamiento sin información previa. Cuando medimos el voltaje de la red con un probador, inmediatamente sacamos nuestra conclusión: "normal" o "bajo para esta hora del día" o "por qué tanto, probador".

Medición- encontrar el valor de una cantidad física empíricamente utilizando medios técnicos especiales.

Del término "Medida" proviene el término "medir". No se deben utilizar otros términos: "medida", "medida", "medida", "medida". No encajan en el sistema de términos metrológicos.

Para realizar la medición es necesario disponer de: una cantidad física; método de medida; instrumentos de medición; operador; condiciones requeridas para la medicin.

El propósito de la medición es obtener el valor de una cantidad física en la forma más conveniente para su uso.

¿Qué significa una cantidad física, cuyo valor se encuentra empíricamente?

Cantidad física, como se señaló anteriormente, esta es una característica de un objeto físico (sistema físico, fenómeno o proceso), que es cualitativamente común para muchos objetos físicos, pero cuantitativamente individual para cada uno de ellos.

La individualidad se entiende en el sentido de que una propiedad puede ser mayor o menor para un objeto en un determinado número de veces que para otro objeto. La densidad, el punto de fusión, el índice de refracción de la luz y muchos otros pueden servir como ejemplos de cantidades físicas.

Una cantidad física se caracteriza por tamaño, valor, valor numérico, valores verdaderos y reales.

El tamaño de la cantidad física - certeza cuantitativa de una cantidad física inherente a un objeto, sistema, fenómeno o proceso material particular.

El valor de la cantidad física - expresión del tamaño de una cantidad física en forma de cierto número de unidades aceptadas para ella.

Valor numérico de una cantidad física- un número abstracto incluido en el valor de la cantidad.

“Valor” es un concepto de múltiples especies. Pero el término "cantidad" a menudo expresa el tamaño de una cantidad física particular. Es incorrecto decir “valor de velocidad”, “valor de voltaje”, ya que tanto la velocidad como el voltaje son cantidades.

Hay una diferencia entre el tamaño y el valor. El tamaño del valor realmente existe. Puede expresar el tamaño de una cantidad por cualquiera de las unidades de una cantidad dada usando un valor numérico. El valor numérico cambia según las unidades seleccionadas, mientras que el tamaño físico de la cantidad permanece sin cambios.

Unidad cantidad física- una cantidad física de tamaño fijo, a la que convencionalmente se le asigna un valor numérico igual a 1.

La cantidad física lo caracteriza. verdadero valor, que idealmente refleja en términos cualitativos y cuantitativos la propiedad correspondiente del objeto.

Válido llamado significado cantidad física, encontrada experimentalmente y tan cercana al valor verdadero que para este propósito puede usarse en lugar de ella.

Tipos mediciones. Por método de obtención el valor numérico del valor medido, todas las mediciones se dividen en cuatro tipos principales: directa, indirecta, acumulativa y conjunta.

Directo denominadas mediciones en las que el valor deseado de una cantidad física se obtiene directamente de datos experimentales (por ejemplo, medir la masa en una balanza, la longitud de una pieza con un micrómetro).

Estrictamente hablando, la medida es siempre directa y se considera como una comparación de una cantidad con su unidad. En este caso, es mejor utilizar el término "método de medición directa".

Mediciones indirectas - determinación del valor deseado de una cantidad física basada en los resultados de mediciones directas de otras cantidades físicas relacionadas funcionalmente con el valor buscado.

Las mediciones indirectas se realizan cuando:

* el valor de la cantidad medida es más fácil de encontrar por medidas indirectas que por medidas directas;

* no hay medidas directas de una u otra cantidad;

* Las mediciones indirectas dan menos error que las mediciones directas.

Ecuación de medidas indirectas: y \u003d f (x (, x 2, ... x p), donde y es el valor deseado, que es una función de los argumentos x, x 2, ..., x p obtenidos por medidas directas.

Un ejemplo de medidas indirectas es la determinación de la dureza (HB) de los metales presionando una bola de acero de cierto diámetro (D) con una cierta carga (P) y obteniendo una cierta profundidad de indentación (h): HB = P / ( tcD h).

Agregar Se denominan medidas simultáneas de varias cantidades del mismo nombre, en las que los valores de las cantidades deseadas se encuentran resolviendo un sistema de ecuaciones obtenido por medidas directas.

Por ejemplo, mediciones en las que las masas de pesos individuales de un conjunto se obtienen a partir de la masa conocida de uno de ellos y de los resultados de comparaciones directas de las masas de varias combinaciones de pesos.

Medidas conjuntas - estas son mediciones simultáneas de dos o más cantidades diferentes para encontrar una relación funcional entre ellas. Por ejemplo, determinar la dependencia de la longitud del cuerpo con la temperatura, los puntos de ebullición y fusión con la presión, etc.

Las medidas se pueden clasificar:

a) según la característica de precisión - equivalente(una serie de mediciones de cualquier cantidad, hechas por instrumentos de medición de la misma precisión y bajo las mismas condiciones) y desigual(una serie de medidas de una cantidad hechas por varios
instrumentos de medición con diferente precisión y (o) bajo varias condiciones diferentes);

b) por el número de mediciones en una serie de mediciones - soltero y muchos múltiplos;

c) en relación con el cambio en el valor medido - estático(medida de una cantidad física que no ha cambiado en el tiempo, por ejemplo, medir la longitud de una parte a temperatura normal o medir el tamaño de un terreno) y dinámica(medida de una cantidad física que varía en tamaño, por ejemplo,
medición de voltaje alterno de corriente eléctrica, medición
distancia al nivel del suelo desde una aeronave que desciende);

d) según la expresión del resultado de la medición - absoluto(medición basada en mediciones directas de cantidades y (o) el uso de valores de constantes físicas, por ejemplo, la medición de la fuerza F se basa en la medición de la cantidad básica de masa m y el uso de una constante física - la aceleración de la gravedad g) y pariente(medida de la relación de una cantidad a la cantidad del mismo nombre, que actúa como una unidad).

Es posible medir la composición o propiedad de las sustancias o medir una cantidad física utilizando uno u otro método de medición.

Método de medición- esta es una técnica o un conjunto de técnicas para comparar la composición o propiedad medida de una sustancia o una cantidad física medida con una composición o propiedad conocida de una sustancia o con una unidad de cantidad física de acuerdo con el principio de medición realizado.

Principio de medición es el fenómeno o efecto subyacente a las mediciones.

Consideremos algunos principios que son la base de las mediciones.

Si calienta las uniones de dos electrodos hechos de varios materiales, se produce un EMF. Este fenómeno es la base para la medición de temperatura con alta precisión (termopares).

Cuando los conductores eléctricos y los semiconductores se calientan, su resistencia cambia. Este fenómeno hace posible obtener una alta precisión en la medición de la temperatura, especialmente con el uso de platino. El uso de semiconductores permite medir rangos de temperatura pequeños y la temperatura de cuerpos con volúmenes muy pequeños.

Al estirar o comprimir algunos materiales, cambia su resistencia eléctrica, que es la base para medir pequeñas deformaciones de los cuerpos, así como presiones altas y ultra altas. En el límite de un metal y un semiconductor, cuando se ilumina, se produce un EMF, el llamado efecto fotoeléctrico. Las fotocélulas se basan en el uso del efecto fotoeléctrico, que se utilizan en muchos instrumentos de medida.

El brillo del resplandor del cuerpo depende de la temperatura, que, a su vez, depende de la fuerza de la corriente que ilumina el cuerpo. El método de medición de temperatura sin contacto (pirómetro óptico) se basa en este fenómeno.

Plan de lectura:

1 Clasificación de las medidas

2 Magnitudes físicas. Clasificación de cantidades físicas

3 Ecuación de medida básica. Conversión de medición

4 Postulados de la teoría de las medidas

5 Prueba y control, límites de medición

La clasificación de los instrumentos de medida puede llevarse a cabo de acuerdo con los siguientes criterios.

1. Según la característica de precisión Las medidas se dividen en iguales y desiguales.

Medidas equivalentes una cantidad física es una serie de mediciones de una cierta cantidad realizadas utilizando instrumentos de medición (SI) con la misma precisión, en condiciones iniciales idénticas.

Medidas desiguales cantidad física sobre el Se denomina a una serie de mediciones de una cantidad determinada, realizadas utilizando instrumentos de medición con diferente precisión, y/o en diferentes condiciones iniciales.

2. Por número de medidas Las medidas se dividen en simples y múltiples.

Medida única es una medida de una cantidad, hecha una vez. Las mediciones individuales en la práctica tienen un gran error, en este sentido, se recomienda realizar mediciones de este tipo al menos tres veces para reducir el error y tomar como resultado su media aritmética.

Múltiples medidas es una medida de una o más cantidades realizada cuatro o más veces. Una medición múltiple es una serie de mediciones individuales. El número mínimo de medidas para las que una medida puede considerarse múltiple es cuatro. El resultado de múltiples mediciones es la media aritmética de los resultados de todas las mediciones realizadas. Con mediciones repetidas, el error se reduce.

3. Por tipo de cambio de valor Las medidas se dividen en estáticas y dinámicas.

Mediciones estáticas son medidas de una cantidad física constante e invariable. Un ejemplo de una cantidad física constante en el tiempo es la longitud de un terreno.

Mediciones dinámicas son medidas de una cantidad física variable y no constante.

4. Por destino Las mediciones se dividen en técnicas y metrológicas.

Medidas técnicas- estas son mediciones realizadas por instrumentos técnicos de medición.

Mediciones metrológicas son mediciones realizadas usando estándares.

5. A modo de presentación Los resultados de las mediciones se dividen en absolutos y relativos.

Medidas absolutas son mediciones que se realizan mediante la medición directa e inmediata de una cantidad fundamental y/o la aplicación de una constante física.

pariente medidas - estas son medidas en las que se calcula la relación de cantidades homogéneas, y el numerador es el valor comparado, y el denominador es la base de comparación (unidad). El resultado de la medición dependerá de qué valor se tome como base de comparación.

6. Por métodos recepción Los resultados de la medición se dividen en directos, indirectos, acumulativos y conjuntos.

Mediciones directas son mediciones realizadas utilizando medidas, es decir, el valor medido se compara directamente con su medida. Un ejemplo de medidas directas es la medida del ángulo (medida - transportador).

Mediciones indirectas son mediciones en las que el valor del mensurando se calcula utilizando los valores obtenidos por mediciones directas y alguna relación conocida entre estos valores Y el mensurando.

Mediciones acumulativas son medidas, cuyo resultado es la solución de algún sistema de ecuaciones, que con izquierda de las ecuaciones obtenidas como resultado de la medición de posibles combinaciones de cantidades medidas.

Medidas conjuntas- Estas son mediciones durante las cuales se miden al menos dos cantidades físicas no homogéneas con para establecer la relación entre ellos.

Todos los objetos del mundo circundante se caracterizan por sus propiedades. Una propiedad es una categoría filosófica que expresa tal aspecto de un objeto (fenómeno, proceso) que determina su diferencia o similitud con otros objetos (fenómeno, proceso) y se encuentra en su relación con ellos. La propiedad es una categoría de calidad. Para una descripción cuantitativa de varias propiedades de procesos y cuerpos físicos, se introduce el concepto de cantidad. Un valor es una propiedad de algo que puede distinguirse de otras propiedades y evaluarse de una forma u otra, incluso cuantitativamente. El valor no existe por sí mismo, existe sólo en la medida en que hay un objeto con propiedades expresadas por este valor. Las cantidades ideales están principalmente relacionadas con las matemáticas y son una generalización (modelo) de conceptos reales específicos. Se calculan de una forma u otra.

Muchas propiedades, además de la relación de equivalencia, también se manifiestan en relación a la presencia de una ordenada cuantitativa de la propiedad - intensidad. Al desmembrar un objeto, tales propiedades generalmente no cambian y se denominan cantidades intensivas. Al comparar las cantidades intensivas, se puede determinar su relación, ordenar según la intensidad de una propiedad dada. Al comparar cantidades intensivas, se revela la relación de orden (mayor que, menor que o igual a), es decir se determina la relación entre las cantidades. Ejemplos de cantidades intensivas son la dureza del material, el olor, etc. Las cantidades intensivas pueden detectarse, clasificarse por intensidad, someterse a control, cuantificarse mediante números que aumentan o disminuyen monótonamente. A partir del concepto de "cantidad intensiva", se introducen los conceptos de cantidad física y su tamaño. El tamaño de una cantidad física es el contenido cuantitativo en un objeto dado de una propiedad correspondiente al concepto de una cantidad física.

Los valores intensivos se muestran mediante una evaluación cuantitativa, principalmente experta, en la que las propiedades con un tamaño grande se muestran en mayor número que las propiedades con un tamaño más pequeño. Las cantidades intensivas se evalúan usando las escalas de orden e intervalos que se analizan a continuación.

Los objetos caracterizados por valores intensos pueden ser objeto de control. El control es un procedimiento para establecer una correspondencia entre el estado de un objeto y la norma. Para implementar el procedimiento del control de un parámetro más simple de la propiedad X, se requieren objetos ejemplares que caractericen los parámetros iguales a X n inferior y X superior, respectivamente, dentro de los límites de la norma, y ​​un dispositivo de comparación. El resultado de control Q está determinado por la siguiente ecuación: por debajo de la norma (X<Х н); норма (X>Xn y X<Х в); выше нормы (X>X c).

Si una cantidad física se manifiesta en las relaciones de equivalencia, orden y aditividad, entonces puede ser: detectada, clasificada, controlada y medida. Estas magnitudes, denominadas extensivas, suelen caracterizar las propiedades físicas materiales o energéticas de un objeto, por ejemplo, la masa de un cuerpo, la resistencia eléctrica de un conductor, etc. Al medir una magnitud extensiva, se obtiene un conjunto incontable de sus tamaños. mapeado en un subconjunto contable en forma de un conjunto de números Q, que también debe satisfacer las relaciones de equivalencia, orden y aditividad. Los números Q son resultados de medición y se pueden utilizar para cualquier operación matemática. El conjunto de tales números Q debe tener las siguientes propiedades:

Para la manifestación en relación con la equivalencia, el conjunto de números Q, que representan cantidades homogéneas de diferentes tamaños, debe ser un conjunto de números con nombres idénticos. Este nombre es una unidad de una cantidad física o su fracción. La unidad de una cantidad física [Q] es una cantidad física de un tamaño fijo, a la que se le asigna condicionalmente un valor numérico igual a uno. Se utiliza para cuantificar cantidades físicas homogéneas.

Para la manifestación en relaciones de equivalencia y orden, el número q 1 que representa el valor mayor Q 1 >Q 2 se elige mayor que el número q 2 que representa el valor menor Q 2 . En ambos casos, se utiliza una unidad de cantidad física. Para cumplir esta condición, se elige como conjunto deseado q 1 ,…, q n un conjunto ordenado de números reales con una relación de orden natural.

Para la manifestación en relaciones de equivalencia, orden y aditividad, un número abstracto igual a la estimación del valor total medido Q, resultante de la suma de componentes de cantidades homogéneas Qi, debe ser igual a la suma de estimaciones numéricas qi de estos componentes . La suma de los números nombrados Q i , que reflejan los componentes, debe ser igual al número nombrado Q, que refleja el valor total:

Si se implementa la condición [Q] =, es decir, existe una igualdad en los tamaños de las unidades para todos los números nombrados que reflejan el valor total Q y sus componentes Qi, entonces en este caso se introducen los siguientes conceptos:

El valor de la cantidad física Q es una estimación de su tamaño en forma de cierto número de unidades aceptadas por ella;

El valor numérico de una cantidad física, q es un número abstracto que expresa la relación entre el valor de la cantidad y la unidad correspondiente de la cantidad física dada.

La ecuación Q = q[Q] se denomina ecuación de medida básica. La esencia de la medición más simple es comparar el tamaño de la cantidad física Q con el tamaño de la cantidad de salida de la medida de valores múltiples ajustable q[Q]. Como resultado de la comparación, se establece que q[Q]

La condición para la implementación del procedimiento elemental de medición directa son las siguientes operaciones:

Reproducción de una cantidad física de un tamaño dado q[Q];

Comparación de la cantidad física medida Q con la medida reproducible q[Q].

Así, a partir del uso de los postulados generales de equivalencia, orden y aditividad, se obtuvo el concepto de medida directa, que puede formularse de la siguiente manera: la medida es un proceso cognitivo que consiste en comparar una determinada cantidad física por medio de un Experimentar con una cantidad física conocida tomada como unidad de medida.

Como cualquier otra ciencia, la teoría de la medición se construye sobre la base de una serie de postulados fundamentales que describen sus axiomas iniciales. Un gran número de estudios científicos se han dedicado a la construcción y estudio de estos axiomas-postulados.

Cabe señalar que cualquier intento de formular las disposiciones iniciales (postulados) de la teoría de la medición tropieza con dificultades fundamentales. Esto se debe a que, por un lado, los postulados deben ser declaraciones objetivas y, por otro lado, las mediciones son objeto de metrología, es decir, el tipo de actividad que las personas emprenden para lograr objetivos subjetivos. Por tanto, es necesario formular enunciados objetivos que sirvan de fundamento a una disciplina científica que tenga un elemento subjetivo esencial. El primer postulado de la metrología es el postulado a: en el marco del modelo aceptado del objeto de estudio, existe una cierta cantidad física medible y su verdadero valor. Si, por ejemplo, asumimos que la pieza es un cilindro (el modelo es un cilindro), entonces tiene un diámetro que se puede medir. Si la pieza no se puede considerar cilíndrica, por ejemplo, su sección transversal es una elipse, entonces no tiene sentido medir su diámetro, ya que el valor medido no contiene información útil sobre la pieza. Y, por tanto, en el marco del nuevo modelo, el diámetro no existe. El valor medido existe solo dentro del modelo aceptado, es decir. sólo tiene sentido mientras el modelo se reconozca como adecuado al objeto. Dado que se pueden comparar diferentes modelos con un objeto dado para diferentes propósitos de investigación, la consecuencia a 1 se deriva del postulado a: para una cantidad física dada del objeto de medición, hay muchas cantidades medidas y, en consecuencia, sus valores reales.

Entonces, del primer postulado de la metrología se sigue que la propiedad medida del objeto de medición debe corresponder a algún parámetro de su modelo. Este modelo, durante el tiempo requerido para la medición, debe permitir que este parámetro se considere sin cambios. De lo contrario, no se pueden tomar medidas. Este hecho está descrito por el postulado b: el verdadero valor de la cantidad medida es constante.

Habiendo seleccionado el parámetro constante del modelo, podemos proceder a la medición del valor correspondiente. Para una cantidad física variable, es necesario seleccionar o seleccionar algún parámetro constante y medirlo. En el caso general, dicho parámetro constante se introduce utilizando algún funcional. Un ejemplo de tales parámetros constantes de señales variables en el tiempo introducidos por medio de funcionales son los valores medios rectificados o la raíz cuadrada media. Este aspecto se refleja en el corolario b1: para medir una cantidad física variable, es necesario determinar su parámetro constante: la cantidad medida.

Las mediciones basadas en el uso de los sentidos humanos (tacto, olfato, vista, oído y gusto) se denominan organolépticas. La medición del tiempo, por ejemplo, o la gravedad (por los astronautas) se basan en sensaciones. Incluso las medidas menos perfectas en la escala de orden se basan en impresiones.

Las mediciones basadas en la intuición se denominan heurísticas.

Las mediciones realizadas con la ayuda de medios técnicos especiales se denominan instrumentales. Entre ellos pueden ser automatizados y automáticos. Con las mediciones automatizadas, el papel de una persona no está completamente excluido (para llevar a cabo la eliminación de datos del dispositivo de informes de un dispositivo de medición o una pantalla digital). Las mediciones automáticas se realizan sin intervención humana. Su resultado se presenta en forma de documento y es completamente objetivo.

Los indicadores son dispositivos técnicos diseñados para detectar propiedades físicas.

Se denominan instrumentos de medida a todos los medios técnicos utilizados en las mediciones y que tienen características metrológicas normalizadas.

Las medidas reales están diseñadas para reproducir la cantidad física de un tamaño dado, que se caracteriza por el llamado tamaño nominal.

Los transductores de medición son instrumentos de medición que generan señales de información de medición en una forma conveniente para su posterior conversión, transmisión, almacenamiento, procesamiento, pero, por regla general, inaccesibles a la percepción directa por parte del observador.

Se entiende por unidad de medida aquel estado en el que los resultados se expresan en unidades legales y se documenta la exactitud de las medidas.

Las características metrológicas de los instrumentos de medición son sus características técnicas que afectan los resultados y la precisión de las mediciones.

La escala de medida de una propiedad cuantitativa es una escala de una cantidad física. La escala de una cantidad física es una secuencia ordenada de valores de una cantidad física, adoptada por acuerdo sobre la base de los resultados de mediciones precisas.

De acuerdo con la estructura lógica de la manifestación de propiedades, se distinguen cinco tipos principales de escalas de medición.

Escala de nombres (escala de clasificación). Tales escalas se utilizan para clasificar objetos empíricos cuyas propiedades aparecen sólo en relación con la equivalencia, estas propiedades no pueden ser consideradas cantidades físicas, por lo tanto, las escalas de este tipo no son escalas de una cantidad física. Este es el tipo de escala más simple, basado en la atribución de números a las propiedades cualitativas de los objetos, desempeñando el papel de nombres. Un ejemplo de escalas de nombres son los atlas de colores ampliamente utilizados diseñados para identificar colores.

Escala de orden (escala de rangos). Si una propiedad de un objeto empírico dado se manifiesta en términos de equivalencia y orden en la manifestación cuantitativa ascendente o descendente de la propiedad, entonces se puede construir una escala de orden para ello. Es monótonamente creciente o decreciente y permite establecer la relación de más/menos entre los valores que caracterizan la propiedad especificada. En las escalas de orden existe o no existe el cero, pero en principio es imposible introducir unidades de medida, ya que no se ha establecido para ellas una relación de proporcionalidad y, en consecuencia, no es posible juzgar cuántas veces más o menos específicas. Las manifestaciones de una propiedad son. Las escalas de pedidos con puntos de referencia marcados en ellas son ampliamente utilizadas. Tales escalas, por ejemplo, incluyen la escala de Mohs para determinar la dureza de los minerales, que contiene 10 minerales de referencia (referencia) con diferentes números de dureza condicional: talco - 1; yeso - 2; calcio - 3; fluorita - 4; apatito - 5; ortoclasa - 6; cuarzo - 7; topacio - 8; corindón - 9; diamante - 10. La asignación de un mineral a una u otra gradación de dureza se realiza sobre la base de un experimento, que consiste en el hecho de que el material de prueba es rayado por la referencia. Si después de rayar el mineral ensayado con cuarzo (7) queda un rastro en él, y después de la ortoclasa (6) no, entonces la dureza del material ensayado es superior a 6, pero inferior a 7. La evaluación en orden escalas es ambiguo y muy condicional, como lo demuestra el ejemplo considerado.

Escala de intervalo (escala de diferencia). Estas escalas son un desarrollo posterior de las escalas de orden y se utilizan para objetos cuyas propiedades satisfacen las relaciones de equivalencia, orden y aditividad. La escala de intervalo consta de intervalos idénticos, tiene una unidad de medida y un comienzo elegido arbitrariamente: un punto cero. Tales escalas incluyen la cronología según varios calendarios, en los que se toma como punto de partida la creación del mundo o el nacimiento de Cristo, etc. Las escalas de temperatura Celsius, Fahrenheit y Réaumur también son escalas de intervalo. Prácticamente hay dos formas de configurar la escala. En el primero de ellos se seleccionan dos valores Q 0 y Q 1, los cuales son relativamente sencillos de implementar físicamente. Estos valores se denominan puntos de referencia, o puntos de referencia básicos, y el intervalo se denomina intervalo principal (Q 1 -Q 0).

Escala de relación. Estas escalas describen las propiedades de los objetos empíricos que satisfacen las relaciones de equivalencia, orden y aditividad (las escalas del segundo tipo son aditivas), y en algunos casos de proporcionalidad (las escalas del primer tipo son proporcionales). Sus ejemplos son la escala de masa (del segundo tipo), la temperatura termodinámica (del primer tipo). En las escalas de relación, existe un criterio natural inequívoco para la manifestación cuantitativa nula de una propiedad y una unidad de medida establecida por convenio. Desde un punto de vista formal, la escala de razones es una escala de intervalos con un punto de referencia natural. Todas las operaciones aritméticas son aplicables a los valores obtenidos en esta escala, lo cual es importante a la hora de medir una cantidad física. Las escalas de relación son las más perfectas.

Escalas absolutas. Algunos autores utilizan el concepto de escalas absolutas, que se entienden como escalas que tienen todas las características de las escalas de razón, pero además tienen una definición inequívoca natural de la unidad de medida y no dependen del sistema de unidades de medida aceptado. Tales escalas corresponden a valores relativos: ganancia, atenuación, etc. Para la formación de muchas unidades derivadas en el sistema SI, se utilizan unidades adimensionales y de conteo de escalas absolutas.

Tenga en cuenta que las escalas de nombres y orden se denominan no métricas (conceptuales), y las escalas de intervalos y razones se denominan métricas (materiales). Las escalas absolutas y métricas se clasifican como lineales. La implementación práctica de las escalas de medición se lleva a cabo mediante la estandarización tanto de las propias escalas como de las unidades de medida y, si es necesario, los métodos y condiciones para su reproducción inequívoca.

Preguntas de prueba:

1 Defina una cantidad física. Dé ejemplos de cantidades pertenecientes a diferentes grupos de procesos físicos.

2 ¿Qué son las cantidades físicas extensivas e intensivas? ¿Cuáles son sus similitudes y diferencias? Dé ejemplos de cantidades físicas de cada tipo.

3 ¿Qué es la escala de una cantidad física? Dar ejemplos de diferentes escalas de cantidades físicas.

4 Nombre las operaciones principales del procedimiento de medición. Cuéntanos cómo se implementan a la hora de medir el tamaño de una pieza con un calibre.

5 Dé ejemplos de transductores de medición, medidas de valores múltiples y dispositivos de comparación utilizados en instrumentos de medición que usted conoce.

6 ¿Qué es un instrumento de medida? Dé ejemplos de instrumentos de medición para varias cantidades físicas.