Применение теории шкал в метрологии

• Автор: Дойников, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Менделеево
• Количество страниц: 92 с. : ил.; 19х14 см

СОДЕРЖАНИЕ

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность проблемы

1.2 Цель работы

1.3 Состояние вопроса и основные направления исследований

1.4 Новизна полученных результатов

1.5 Внедрение результатов работы

1.6 Апробация работы

1.7 Публикации

1.8 Положения, выносимые на защиту

1.9 Личное участие автора в работах, включенных в диссертацию

1.10 О соотношении докторской и кандидатской диссертаций
Литература к разделу
2 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
2.1 Классификация измеряемых свойств
2.2 Общие принципы измерения свойств
2.3 Основы теории шкал измерений
2.4 Основные метрологические термины и определения, построенные на основе теории шкал измерений
2.5 Общие вопросы реализации шкал измерений
2.6 Внесистемные и безразмерные единицы
2.7 Меры количественных и качественных свойств
2.8 Особенности представления результатов измерений в
шкалах различных типов
2.9 Общие рекомендации по методикам выполнения
измерений, поверки и калибровки
2.10 Метрологическая экспертиза технологий на основе
теории шкал измерений
3 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЫ
4 ЛИТЕРАТУРА

1 Общая характеристика работы
1.1 Актуальность проблемы
Метрология относится к числу общих научных дисциплин. На ее положениях базируются практически все области деятельности человека, и эта опора, естественно, должна быть достаточно стабильной. Однако полная неизменность парадигмы (совокупности теоретических и методологических предпосылок дисциплины) рано или поздно приводит к застою, и поэтому время от времени ее необходимо частично видоизменять, делать более актуальной.
Реальное состояние метрологии таково, что успешно и с пользой измеряют не только величины (количественные свойства), единицы измерения которых включены в Международную систему единиц (Б1). Некоторые из измеряемых количественных свойств не обладают пропорциональностью, а другие свойства не являются величинами, так как носят качественный характер. Многие из давно и успешно применяемых в технических дисциплинах измерительных процедур не укладываются в рамки традиционной метрологии, в основном, аддитивных величин. Однако законодательная и нормативная база метрологиищо сих пор ориентирована на измерение только таких величин, которые фигурируют в уравнениях физики (физических величин). Таким образом, вне нормального законодательного поля метрологии и государственной системы измерений'остаются многие существующие и появляющиеся виды измерений. Обновленная метрологическая парадигма должна снять с таких видов измерений оттенок неполноценности. Ее введение сможет пресечь нарастающую тенденцию,догматического отношения к в1 и зачастую бесплодные попытки охватить Э1 все виды измерений.
Таким образом, для отечественной и международной метрологической практики назрела необходимость актуализации метрологической* парадигмы в части ряда ее аспектов. Основой для такой актуализации-может быть наиболее общая современная метрологическая методология - теория шкал измерений. На ее основе необходимо уточнить смысл исходных положений метрологии, выявить области прикладной метрологии, принципиально не охватываемые Э!, уточнить функции эталонов и различных видов средств измерений, обновить государственные и международные нормативные документы по метрологии.

рывным шкалам порядка относятся, например, все шкалы твердости металлов и изделий; ясно, что в результате измерений может быть получено любое дробное число твердости.
Дискретные неметрические шкалы содержат некоторое определенное число классов эквивалентности, число баллов, символов, знаков и т.д. Число этих градаций или классов эквивалентности может меняться в соответствии со спецификациями на конкретные шкалы. Так, например, шкалы порядка оценки знаний учащихся бывают пяти-, двадцати- и даже стобальными. Некоторые тестовые шкалы знаний, например, английского языка, содержат несколько сот баллов. Дискретна шкала твердости минералов по Моосу, содержащая 10 классов эквивалентности. Существуют 17, 12 и 10 балльные шкалы силы ветра и состояния поверхности моря и т.д.
Шкалы разностей (интервалов) - отличаются от шкал порядка тем, что для описываемых ими свойств имеют смысл не только соотношения эквивалентности и порядка, но и суммирования интервалов (разностей) между различными количественными проявлениями свойств. Шкалами разностей описываются интервальные скалярные величины (см.2.1). Характерный пример - шкала времени. Интервалы времени (например, периоды работы, периоды учебы) можно складывать и вычитать, но складывать даты каких-либо событий бессмысленно. Другой пример, шкала длин (расстояний) - пространственных интервалов определяется совмещением нуля линейки с одной точкой, а отсчет делается у другой точки. К этому типу шкал относятся и практические шкалы температур Цельсия, Фаренгейта, Реомюра.
Шкалы разностей имеют условные (принятые по соглашению) единицы измерений и условные нули, опирающиеся на какие-либо реперы. Заметим, что интервалы шкал разностей обладают всеми свойствами шкал отношений. В этих шкалах допустимы линейные преобразования, в них применимы процедуры для отыскания математического ожидания и стандартного отклонения. Шкалы разностей допускают изменение спецификаций и даже определений единиц измерений.
Шкалы отношений - отличаются от шкал разностей тем, что в них существуют естественные нули, соответствующие логически однозначному пределу бесконечно малого проявления количественного свойства. К множеству количе-