Шкалы. Виды шкал. Примеры
Количественной характеристикой измеряемой величины служит ее размер. Получение информации о размере физической и нефизической величины является содержанием любого размера.
Измерение рассматриваемых свойств объекта оказывается возможным, если удается сформулировать шкалу рассматриваемого свойства с учетом логических отношений, существующих между элементами различных проявлений свойства в конкретных объектах, т. е. системы с отношениями.
Для построения такой системы с отношениями используется модель объекта измерений, достаточно адекватно описывающая рассматриваемый объект. При отображении системы с отношениями, характеризующей рассматриваемое свойство, на числовую систему с отношениями получается шкала этого свойства.
В теории измерений принято различать 5 типов шкал:
1) наименований (шкала классификации) — самая простая из всех типов шкал, это только ярлыки для различия и обнаружения изучаемых объектов (например, масло «крестьянское», масло «любительское»). В этих типах шкал отнесение отражаемого свойства к тому или иному классу эквивалентности осуществляется с использованием органов чувств человека, наиболее адекватен результат, выбранный большинством экспертов. Нумерация объектов по шкале наименований осуществляется по принципу: «не приписывай одну и ту же цифру разным объектам». Примером шкал наименований являются широко распространенные шкалы, или атласы, цветов (процесс измерения заключается в визуальном сравнивании окрашенного предмета с образцом);
2) порядка (шкала рангов) — позволяет соотносить свойства, для которых имеют смысл не только отношение эквивалентности, но и отношение порядка, по возрастанию или убыванию количественного проявления свойства.
Ранги — это места, занимаемые в шкале порядка, в старину — звания, чины, в спорте — это места, занятые на соревнованиях. По рангам можно составлять суждения типа «лучше — хуже», «больше — меньше».
Определение значения величин при помощи шкал порядка нельзя считать измерением, так как на этих шкалах не могут быть введены единицы измерения. Операцию по приписыванию числа требуемой величине следует считать оцениванием. Оценивание по шкалам порядка является неоднозначным и весьма условным.
В шкалах порядка существует или не существует нуль, но принципиально нельзя ввести единицы измерения, так как для них не установлено отношение пропорциональности и соответственно нет возможности судить, во сколько раз больше или меньше конкретные проявления свойства;
3) интервалов (шкала разностей) — отличается от шкалы порядка тем, что имеет смысл отношения, эквивалентности, порядка и разностей (суммирования) интервалов между различными количественными проявлениями свойства.
Шкала интервалов состоит из одинаковых интервалов, имеет единицу измерения и произвольно выбранное начало — нулевую точку. Например, летоисчисление по различным календарям, в которых за начало отсчета принято либо сотворение мира, либо рождество Христово и т. д. Температурные шкалы Цельсия, Фаренгейта и Реомюра также являются шкалами интервалов;
4) отношений — в этих шкалах существует однозначный естественный критерий нулевого количественного проявления свойства и единица измерений, установленная по соглашению. С формальной точки зрения эта шкала является шкалой интервалов с естественным началом отсчета. К значениям, полученным по шкале отношений, применимы все арифметические действия, что имеет важное значение при измерении физических величин;
5) абсолютные — обладающие всеми признаками шкал отношений, но дополнительно имеющие естественное однозначное определение единицы измерения и независящие от принятой системы единиц измерения. Такие шкалы соответствуют относительным величинам: коэффициенту усиления, ослабления и т. д.
Среди абсолютных шкал выделяются ограниченные абсолютные шкалы, значения которых находятся в пределах от 0 до 1 (например, КПД, отражения и т. д.).
По мере развития метрологии наблюдается тенденция рассматривать в качестве объектов измерений все новые и не только физические свойства, но и соответствующие им нефизические величины, поэтому создаются новые и совершенствуются уже известные шкалы.
|
|
|
|
