ความแม่นยำในการวัด คุณสมบัติพื้นฐานที่กำหนดคุณภาพของการวัด

ความแม่นยำในการวัดคือระดับของการประมาณผลการวัดกับค่าที่แท้จริงของปริมาณทางกายภาพ ยิ่งความแม่นยำต่ำ ข้อผิดพลาดในการวัดก็จะยิ่งมากขึ้น และข้อผิดพลาดก็จะยิ่งน้อยลง ความแม่นยำก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย

แม้แต่เครื่องมือที่แม่นยำที่สุดก็ไม่สามารถแสดงมูลค่าที่แท้จริงของค่าที่วัดได้ มีข้อผิดพลาดในการวัดอย่างแน่นอนซึ่งอาจเกิดจากปัจจัยต่างๆ

ข้อผิดพลาดอาจเป็น:

อย่างเป็นระบบตัวอย่างเช่น หากความต้านทานต่อความเครียดติดกาวกับองค์ประกอบยืดหยุ่นได้ไม่ดี การเสียรูปของโครงตาข่ายจะไม่สอดคล้องกับการเสียรูปขององค์ประกอบยืดหยุ่น และเซ็นเซอร์จะตอบสนองไม่ถูกต้องอย่างต่อเนื่อง

สุ่ม,เกิดจากการทำงานที่ไม่เหมาะสมขององค์ประกอบทางกลหรือทางไฟฟ้าของอุปกรณ์วัด

หยาบคาย,ตามกฎแล้วพวกเขาได้รับอนุญาตจากนักแสดงเองซึ่งเนื่องจากไม่มีประสบการณ์หรือความเหนื่อยล้าจึงอ่านการอ่านเครื่องมืออย่างไม่ถูกต้องหรือทำผิดพลาดเมื่อประมวลผลข้อมูล อาจเกิดจากความผิดปกติของเครื่องมือวัดหรือการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการวัดกะทันหัน

แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำจัดข้อผิดพลาดโดยสิ้นเชิง แต่จำเป็นต้องกำหนดขีดจำกัดของข้อผิดพลาดในการวัดที่เป็นไปได้ และด้วยเหตุนี้ ความแม่นยำของการใช้งาน

การจำแนกประเภทและลักษณะทางมาตรวิทยาของเครื่องมือวัด

เครื่องมือวัดที่ได้รับการอนุมัติโดย Gosstandart แห่งรัสเซียได้รับการจดทะเบียนในทะเบียนเครื่องมือวัดของรัฐซึ่งได้รับการรับรองโดยใบรับรองความสอดคล้องและหลังจากนั้นจะได้รับอนุญาตให้ใช้ในอาณาเขตของสหพันธรัฐรัสเซียเท่านั้น

สิ่งพิมพ์อ้างอิงใช้โครงสร้างต่อไปนี้เพื่ออธิบายเครื่องมือวัด: หมายเลขทะเบียน ชื่อ หมายเลขและระยะเวลาที่มีผลบังคับใช้ของใบรับรองการอนุมัติประเภทของเครื่องมือวัด ตำแหน่งของผู้ผลิต และลักษณะทางมาตรวิทยาพื้นฐาน ส่วนหลังจะประเมินความเหมาะสมของเครื่องมือวัดสำหรับการวัดในช่วงที่ทราบด้วยความแม่นยำที่ทราบ

ลักษณะทางมาตรวิทยาของเครื่องมือวัดมีดังต่อไปนี้:

ความเป็นไปได้ในการสร้างความแม่นยำในการวัด

บรรลุความสามารถในการสับเปลี่ยนและเปรียบเทียบเครื่องมือวัดระหว่างกัน

การเลือกเครื่องมือวัดที่จำเป็นสำหรับความแม่นยำและคุณลักษณะอื่น ๆ

การกำหนดข้อผิดพลาดของระบบการวัดและการติดตั้ง

การประเมินสภาวะทางเทคนิคของเครื่องมือวัดระหว่างการตรวจสอบ

ลักษณะทางมาตรวิทยาที่กำหนดโดยเอกสารถือว่าถูกต้อง ในทางปฏิบัติ คุณลักษณะทางมาตรวิทยาต่อไปนี้ของเครื่องมือวัดเป็นเรื่องธรรมดาที่สุด:

ช่วงการวัด- ช่วงของค่าของปริมาณที่วัดได้ซึ่งขีดจำกัดที่อนุญาตของข้อผิดพลาด SI จะถูกทำให้เป็นมาตรฐาน

ขีดจำกัดการวัด- ค่าที่ใหญ่ที่สุดหรือน้อยที่สุดของช่วงการวัด สำหรับการวัดผล นี่คือมูลค่าที่ระบุของปริมาณที่สามารถทำซ้ำได้

สเกลมิเตอร์- ชุดเครื่องหมายและตัวเลขที่สำเร็จการศึกษาบนอุปกรณ์อ่านของเครื่องมือวัดซึ่งสอดคล้องกับค่าจำนวนต่อเนื่องของปริมาณที่วัดได้

ราคาแบ่งสเกล- ความแตกต่างในค่าของปริมาณที่สอดคล้องกับเครื่องหมายมาตราส่วนสองอันที่อยู่ติดกัน อุปกรณ์ที่มีมาตราส่วนสม่ำเสมอจะมีมาตราส่วนคงที่ ในขณะที่อุปกรณ์ที่มีมาตราส่วนไม่เท่ากันจะมีมาตราส่วนแปรผัน ในกรณีนี้ ราคาส่วนขั้นต่ำจะถูกทำให้เป็นมาตรฐาน

ลักษณะทางมาตรวิทยามาตรฐานหลักของเครื่องมือวัดคือ ข้อผิดพลาด,นั่นคือความแตกต่างระหว่างการอ่านค่าเครื่องมือวัดและค่าจริง (จริง) ของปริมาณทางกายภาพ

ข้อผิดพลาดทั้งหมดขึ้นอยู่กับ สภาพภายนอกแบ่งออกเป็นขั้นพื้นฐานและเพิ่มเติม

ข้อผิดพลาดหลัก -นี่เป็นข้อผิดพลาดภายใต้สภาวะการทำงานปกติ

ในทางปฏิบัติ เมื่อมีปริมาณที่มีอิทธิพลในช่วงที่กว้างกว่า ปริมาณนั้นก็จะถูกทำให้เป็นมาตรฐานเช่นกัน ข้อผิดพลาดเพิ่มเติมเครื่องมือวัด.

ขีดจำกัดของข้อผิดพลาดที่อนุญาตคือข้อผิดพลาดที่ใหญ่ที่สุดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในปริมาณที่มีอิทธิพล ซึ่งสามารถอนุมัติให้ใช้เครื่องมือวัดตามข้อกำหนดทางเทคนิคได้

ระดับความแม่นยำ -นี่เป็นคุณลักษณะทางมาตรวิทยาทั่วไปที่กำหนดคุณสมบัติต่างๆ ของเครื่องมือวัด ตัวอย่างเช่นในการระบุเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าระดับความแม่นยำนอกเหนือจากข้อผิดพลาดหลักยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงในการอ่านและสำหรับการวัดปริมาณไฟฟ้า - จำนวนความไม่แน่นอน (เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงของค่าของการวัดในระหว่างปี ).

ระดับความแม่นยำของเครื่องมือวัดมีข้อผิดพลาดที่เป็นระบบและแบบสุ่มอยู่แล้ว อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำในการวัดที่ดำเนินการโดยใช้เครื่องมือวัดเหล่านี้ไม่ใช่ลักษณะโดยตรง เนื่องจากความแม่นยำในการวัดยังขึ้นอยู่กับเทคนิคการวัด ปฏิกิริยาระหว่างเครื่องมือวัดกับวัตถุ เงื่อนไขการวัด ฯลฯ

สถาบันการศึกษาด้านการบริการและเศรษฐศาสตร์ของรัฐเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

ในสาขาวิชา “มาตรวิทยา มาตรฐาน การรับรอง”

ในหัวข้อ: “ข้อผิดพลาดในการวัด ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของผลการวัด"

ดำเนินการ:

หลักสูตร: 3 แผนกการติดต่อสื่อสาร

ความชำนาญพิเศษ: เศรษฐศาสตร์และการจัดการองค์กร (การดูแลสุขภาพ)

เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก 2551

บทนำ 3

ข้อผิดพลาดในการวัด 4

ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของผลการวัด 9

บทสรุปที่ 11

อ้างอิง 12

การแนะนำ

มาตรวิทยาเป็นศาสตร์และสาขาวิชากิจกรรมของมนุษย์เชิงปฏิบัติที่มีต้นกำเนิดในสมัยโบราณ ตลอดพัฒนาการของสังคมมนุษย์ การวัดเป็นพื้นฐานของความสัมพันธ์ระหว่างผู้คน กับวัตถุรอบๆ และกับธรรมชาติ ในเวลาเดียวกัน ได้มีการพัฒนาแนวคิดบางประการเกี่ยวกับขนาด รูปร่าง คุณสมบัติของวัตถุและปรากฏการณ์ ตลอดจนกฎเกณฑ์และวิธีการในการเปรียบเทียบ

เมื่อเวลาผ่านไปและการพัฒนาของการผลิต ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพของข้อมูลมาตรวิทยามีความเข้มงวดมากขึ้น ซึ่งท้ายที่สุดก็นำไปสู่การสร้างระบบเพื่อสนับสนุนกิจกรรมทางมาตรวิทยาของมนุษย์
ในงานนี้เราจะพิจารณาหนึ่งในการสนับสนุนทางมาตรวิทยา - การสนับสนุนทางมาตรวิทยาสำหรับการรับรองและมาตรฐานของผลิตภัณฑ์ในสหพันธรัฐรัสเซีย

ข้อผิดพลาดในการวัด

มาตรวิทยาเป็นศาสตร์แห่งการวัด วิธีการ เครื่องมือที่รับประกันความเป็นเอกภาพ และวิธีการเพื่อให้ได้ความถูกต้องแม่นยำที่ต้องการ

การวัดคือการค้นหาค่าของปริมาณทางกายภาพด้วยการทดลองโดยใช้วิธีการทางเทคนิคพิเศษ

มูลค่าของปริมาณทางกายภาพเป็นการประเมินเชิงปริมาณ กล่าวคือ ตัวเลขที่แสดงในหน่วยบางหน่วยที่ใช้สำหรับปริมาณที่กำหนด ความเบี่ยงเบนของผลการวัดจากมูลค่าที่แท้จริงของปริมาณทางกายภาพเรียกว่าข้อผิดพลาดในการวัด:

โดยที่ A คือค่าที่วัดได้ A0 คือค่าจริง

เนื่องจากไม่ทราบค่าที่แท้จริง ข้อผิดพลาดในการวัดจึงประมาณตามคุณสมบัติของอุปกรณ์ เงื่อนไขการทดลอง และการวิเคราะห์ผลลัพธ์ที่ได้รับ

โดยปกติแล้ว วัตถุประสงค์ของการศึกษาจะมีคุณสมบัติจำนวนอนันต์ คุณสมบัติดังกล่าวเรียกว่าจำเป็นหรือพื้นฐาน การเลือกคุณสมบัติที่สำคัญเรียกว่าการเลือกแบบจำลองวัตถุ การเลือกแบบจำลองหมายถึงการกำหนดค่าที่วัดได้ ซึ่งถือเป็นพารามิเตอร์ของแบบจำลอง

อุดมคติที่เกิดขึ้นเมื่อสร้างโมเดลทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างพารามิเตอร์โมเดลและคุณสมบัติที่แท้จริงของวัตถุ สิ่งนี้นำไปสู่ข้อผิดพลาด สำหรับการวัดจำเป็นต้องมีข้อผิดพลาดน้อยกว่ามาตรฐานที่อนุญาต

ประเภท วิธีการ และเทคนิคการวัด

ขึ้นอยู่กับวิธีการประมวลผลข้อมูลการทดลอง การวัดทางตรง ทางอ้อม สะสม และข้อต่อจะแตกต่างกัน

โดยตรง - การวัดที่พบค่าที่ต้องการของปริมาณโดยตรงจากข้อมูลการทดลอง (การวัดแรงดันไฟฟ้าด้วยโวลต์มิเตอร์)

ทางอ้อม - การวัดที่คำนวณค่าที่ต้องการของปริมาณจากผลลัพธ์ของการวัดโดยตรงของปริมาณอื่น ๆ (อัตราขยายของเครื่องขยายเสียงคำนวณจากค่าที่วัดได้ของแรงดันไฟฟ้าอินพุตและเอาต์พุต)

ผลลัพธ์ที่ได้ในกระบวนการวัดปริมาณทางกายภาพในช่วงเวลาหนึ่ง - การสังเกต ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัตถุที่กำลังศึกษา คุณสมบัติของสภาพแวดล้อม อุปกรณ์ตรวจวัด และเหตุผลอื่นๆ การวัดจะดำเนินการด้วยการสังเกตครั้งเดียวหรือหลายครั้ง ในกรณีหลังนี้ หากต้องการผลการวัด จำเป็นต้องมีการประมวลผลเชิงสถิติของการสังเกต และการวัดจะเรียกว่าการวัดทางสถิติ

ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของการประมาณค่าความผิดพลาด การวัดจะแตกต่างด้วยการประมาณค่าความผิดพลาดที่แน่นอนหรือโดยประมาณ ในกรณีหลังนี้ ข้อมูลมาตรฐานของวิธีการจะถูกนำมาพิจารณา และเงื่อนไขการวัดจะถูกประมาณไว้ นี่คือการวัดส่วนใหญ่ วิธีการวัดคือชุดวิธีการและวิธีการใช้งาน

ค่าตัวเลขของปริมาณที่วัดได้ถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบกับปริมาณที่ทราบ - การวัด

เทคนิคการวัดคือชุดการปฏิบัติงานและกฎที่กำหนดไว้ ซึ่งการดำเนินการดังกล่าวทำให้มั่นใจได้ว่าผลการวัดจะได้รับตามวิธีที่เลือก

การวัดเป็นแหล่งข้อมูลเดียวเกี่ยวกับคุณสมบัติของวัตถุทางกายภาพและปรากฏการณ์ การเตรียมการวัดประกอบด้วย:

· การวิเคราะห์งาน

· การสร้างเงื่อนไขสำหรับการวัด

· การเลือกเครื่องมือและวิธีการวัด

· การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน

· การทดสอบเครื่องมือวัด

ความน่าเชื่อถือของผลการวัดขึ้นอยู่กับสภาวะที่ทำการวัด

เงื่อนไขคือชุดของปริมาณที่มีอิทธิพลต่อความหมายของผลการวัด ปริมาณที่มีอิทธิพลแบ่งออกเป็นกลุ่มต่างๆ ดังต่อไปนี้: ภูมิอากาศ ไฟฟ้า และแม่เหล็ก (ความผันผวนของกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าในเครือข่าย) โหลดภายนอก (การสั่นสะเทือน โหลดกระแทก หน้าสัมผัสภายนอกของอุปกรณ์) สำหรับพื้นที่การวัดเฉพาะ จะมีการสร้างสภาวะปกติที่สม่ำเสมอ ค่าของปริมาณทางกายภาพที่สอดคล้องกับค่าปกติเรียกว่าค่าเล็กน้อย เมื่อทำการวัดที่แม่นยำ อุปกรณ์ป้องกันพิเศษจะใช้เพื่อให้แน่ใจว่าสภาวะปกติ

การจัดระบบการวัดมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ ซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของผู้ปฏิบัติงาน การฝึกอบรมด้านเทคนิคและการปฏิบัติ การตรวจสอบเครื่องมือวัดก่อนเริ่มกระบวนการวัด ตลอดจนวิธีการวัดที่เลือก เมื่อทำการวัด ผู้ปฏิบัติงานจะต้อง:

· ปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยเมื่อทำงานกับเครื่องมือวัด

· ตรวจสอบเงื่อนไขการวัดและรักษาไว้ในโหมดที่กำหนด

· บันทึกการอ่านอย่างระมัดระวังในรูปแบบที่ได้รับ

· เก็บบันทึกการอ่านโดยมีทศนิยมสองตำแหน่งมากกว่าที่กำหนดในผลลัพธ์สุดท้าย

· ระบุแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบที่เป็นไปได้

เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าข้อผิดพลาดในการปัดเศษเมื่ออ่านค่าโดยผู้ปฏิบัติงานไม่ควรเปลี่ยนเลขหลักสุดท้ายของข้อผิดพลาดในผลการวัดขั้นสุดท้าย โดยปกติจะใช้เวลาเท่ากับ 10% ของข้อผิดพลาดที่อนุญาตของผลการวัดขั้นสุดท้าย มิฉะนั้น จำนวนการวัดจะเพิ่มขึ้นเพื่อให้ข้อผิดพลาดในการปัดเศษเป็นไปตามเงื่อนไขที่ระบุ ความสามัคคีของการวัดเดียวกันนั้นมั่นใจได้ตามกฎและวิธีการนำไปใช้ที่สม่ำเสมอ

การวัดผล

เงื่อนไขแบ่งออกเป็นข้อผิดพลาดในการวัด ข้อผิดพลาดในการเปลี่ยนแปลง ข้อผิดพลาดในการเปรียบเทียบ และข้อผิดพลาดในการตรึงผลลัพธ์ ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของเหตุการณ์ อาจมี:

· ข้อผิดพลาดของวิธีการ (เนื่องจากการปฏิบัติตามอัลกอริทึมที่นำมาใช้กับคำจำกัดความทางคณิตศาสตร์ของพารามิเตอร์ที่ไม่สมบูรณ์)

· ข้อผิดพลาดด้านเครื่องมือ (เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าอัลกอริทึมที่นำมาใช้ไม่สามารถนำไปใช้ได้อย่างถูกต้องในทางปฏิบัติ)

·ข้อผิดพลาดภายนอก - เนื่องจากเงื่อนไขในการวัด

· ข้อผิดพลาดเชิงอัตนัย - เกิดจากผู้ปฏิบัติงาน (การเลือกรุ่นไม่ถูกต้อง ข้อผิดพลาดในการนับ การแก้ไข ฯลฯ)

ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการใช้กองทุน สิ่งต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

· ข้อผิดพลาดหลักของผลิตภัณฑ์ซึ่งเกิดขึ้นภายใต้สภาวะปกติ (อุณหภูมิ ความชื้น ความดันบรรยากาศ แรงดันไฟฟ้า ฯลฯ) ที่ระบุโดย GOST

· ข้อผิดพลาดเพิ่มเติมที่เกิดขึ้นเมื่อเงื่อนไขเบี่ยงเบนไปจากปกติ

ขึ้นอยู่กับลักษณะของพฤติกรรมของปริมาณที่วัดได้มีดังนี้:

·ข้อผิดพลาดแบบคงที่ - ข้อผิดพลาดของอุปกรณ์เมื่อทำการวัดค่าคงที่

·ข้อผิดพลาดของเครื่องมือวัดในโหมดไดนามิก มันเกิดขึ้นเมื่อวัดปริมาณที่แปรผันตามเวลา เนื่องจากเวลาในการสร้างกระบวนการชั่วคราวในอุปกรณ์นั้นยาวกว่าช่วงการวัดของปริมาณที่วัดได้ ข้อผิดพลาดแบบไดนามิกถูกกำหนดให้เป็นความแตกต่างระหว่างข้อผิดพลาดในการวัดแบบไดนามิกและข้อผิดพลาดคงที่

ตามรูปแบบการสำแดง พวกเขาแยกแยะได้:

· ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ - ขนาดและเครื่องหมายคงที่ ซึ่งแสดงออกมาในระหว่างการวัดซ้ำ (ข้อผิดพลาดของขนาด ข้อผิดพลาดของอุณหภูมิ ฯลฯ )

· ข้อผิดพลาดแบบสุ่ม - การเปลี่ยนแปลงตามกฎการสุ่มด้วยการวัดซ้ำในปริมาณเดียวกัน

· ข้อผิดพลาดร้ายแรง (พลาด) เป็นผลมาจากความประมาทเลินเล่อหรือคุณสมบัติต่ำของผู้ปฏิบัติงาน อิทธิพลภายนอกที่ไม่คาดคิด

ตามวิธีการแสดงออกพวกเขาแยกแยะได้:

· ข้อผิดพลาดในการวัดสัมบูรณ์ ซึ่งกำหนดในหน่วยของค่าที่วัดได้ เนื่องจากความแตกต่างระหว่างผลการวัด A และค่าจริง A 0:

· ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ - เป็นอัตราส่วนของข้อผิดพลาดในการวัดสัมบูรณ์ต่อค่าจริง:

เนื่องจาก A 0 = A n ดังนั้นในทางปฏิบัติ A p จะถูกแทนที่ด้วย A 0

ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ของอุปกรณ์วัด

Δ n =A n -A 0 ,

โดยที่ A p - การอ่านเครื่องดนตรี;

ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ของอุปกรณ์:

ลดข้อผิดพลาดของอุปกรณ์วัด

โดยที่ L คือค่าการทำให้เป็นมาตรฐานเท่ากับค่าสุดท้ายของส่วนการทำงานของมาตราส่วนหากเครื่องหมายศูนย์อยู่ที่ขอบของมาตราส่วน ผลรวมทางคณิตศาสตร์ของค่าสุดท้ายของมาตราส่วน (โดยไม่คำนึงถึงเครื่องหมาย) หากเครื่องหมายศูนย์อยู่ภายในส่วนการทำงานของมาตราส่วน ความยาวทั้งหมดของมาตราส่วนลอการิทึมหรือไฮเปอร์โบลิก

ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของผลการวัด

ความแม่นยำในการวัดคือระดับของการประมาณการวัดกับค่าจริงของปริมาณ

ความน่าเชื่อถือเป็นลักษณะของความรู้ที่ได้รับการพิสูจน์ พิสูจน์ และเป็นจริง ในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติเชิงทดลอง ความรู้ที่เชื่อถือได้ถือเป็นความรู้ที่ได้รับการยืนยันผ่านการสังเกตและการทดลอง เกณฑ์ที่สมบูรณ์และลึกซึ้งที่สุดสำหรับความน่าเชื่อถือของความรู้คือการปฏิบัติทางสังคมและประวัติศาสตร์ ความรู้ที่เชื่อถือได้ควรแยกออกจากความรู้ความน่าจะเป็น ซึ่งความสอดคล้องกับความเป็นจริงนั้นเป็นเพียงลักษณะที่เป็นไปได้เท่านั้น

เมื่อใช้การวัดบางอย่างในทางปฏิบัติ การประเมินความแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ คำว่า "ความแม่นยำในการวัด" กล่าวคือ ระดับของการประมาณผลการวัดกับค่าจริงที่แน่นอน ไม่มีคำจำกัดความที่เข้มงวด และใช้สำหรับการเปรียบเทียบเชิงคุณภาพของการดำเนินการวัด สำหรับการประเมินเชิงปริมาณ จะใช้แนวคิดเรื่อง "ข้อผิดพลาดในการวัด" (ยิ่งข้อผิดพลาดน้อย ความแม่นยำก็จะยิ่งสูงขึ้น)

ข้อผิดพลาดคือการเบี่ยงเบนของผลการวัดจากค่าจริง (จริง) ของปริมาณที่วัดได้ โปรดทราบว่ามูลค่าที่แท้จริงของปริมาณทางกายภาพนั้นถือว่าไม่ทราบและถูกใช้ในการศึกษาเชิงทฤษฎี มูลค่าที่แท้จริงของปริมาณทางกายภาพถูกกำหนดโดยการทดลองภายใต้สมมติฐานว่าผลลัพธ์ของการทดลอง (การวัด) ใกล้เคียงกับค่าจริงมากที่สุด การประเมินข้อผิดพลาดในการวัดเป็นหนึ่งในมาตรการสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการวัดมีความสม่ำเสมอ

ข้อผิดพลาดในการวัดมักจะระบุไว้ในเอกสารทางเทคนิคสำหรับเครื่องมือวัดหรือในเอกสารข้อบังคับ จริงอยู่หากเราคำนึงว่าข้อผิดพลาดนั้นขึ้นอยู่กับเงื่อนไขในการวัดผลข้อผิดพลาดในการทดลองของเทคนิคและลักษณะส่วนตัวของบุคคลในกรณีที่เขาเกี่ยวข้องโดยตรงกับการวัด เราสามารถพูดถึงองค์ประกอบต่างๆ ของข้อผิดพลาดในการวัด หรือเกี่ยวกับข้อผิดพลาดทั้งหมด

จำนวนปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความแม่นยำในการวัดนั้นค่อนข้างมาก และการจำแนกประเภทของข้อผิดพลาดในการวัด (รูปที่ 2) นั้นขึ้นอยู่กับขอบเขตที่กำหนด เนื่องจากข้อผิดพลาดที่แตกต่างกันจะปรากฏในกลุ่มต่างๆ ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของกระบวนการวัด

2.2 ประเภทของข้อผิดพลาด

ข้อผิดพลาดในการวัดคือการเบี่ยงเบนของผลการวัด X จากค่า X จริงและค่าของปริมาณที่วัดได้ เมื่อพิจารณาข้อผิดพลาดในการวัด แทนที่จะใช้ค่าที่แท้จริงของปริมาณทางกายภาพ X และค่าจริง X d จะถูกนำไปใช้จริง

ขึ้นอยู่กับรูปแบบของการแสดงออก ข้อผิดพลาดในการวัดสัมบูรณ์ สัมพันธ์ และลดลงจะแตกต่างกัน

ข้อผิดพลาดสัมบูรณ์ถูกกำหนดให้เป็นความแตกต่าง Δ"= X - X และหรือ Δ = X - X d และข้อผิดพลาดสัมพัทธ์เป็นอัตราส่วน δ = ± Δ / X d · 100%

ข้อผิดพลาดลดลง γ= ±Δ/Χ N ·100% โดยที่ Χ N คือค่าการทำให้เป็นมาตรฐานของปริมาณ ซึ่งใช้เป็นช่วงการวัดของอุปกรณ์ ขีดจำกัดบนของการวัด ฯลฯ

ค่าจริงที่กำหนดสำหรับการวัดพารามิเตอร์ซ้ำๆ คือค่าเฉลี่ยเลขคณิต:

= ฉัน,

โดยที่ Xi คือผลลัพธ์ของการวัดครั้งที่ i, n คือจำนวนการวัด

ขนาด ที่ได้จากการวัดชุดเดียว เป็นการประมาณค่าแบบสุ่มของ X และ ในการประเมินค่าเบี่ยงเบนที่เป็นไปได้จาก X จะมีการประมาณค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของค่าเฉลี่ยเลขคณิต:

เอส( )=

เพื่อประเมินการกระเจิงของผลการวัดแต่ละรายการ Xi สัมพันธ์กับค่าเฉลี่ยเลขคณิต กำหนดค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานตัวอย่าง:

σ =

สูตรเหล่านี้ใช้ภายใต้เงื่อนไขว่าค่าที่วัดได้จะคงที่ในระหว่างกระบวนการวัด

สูตรเหล่านี้สอดคล้องกับทฤษฎีบทขีดจำกัดกลางของทฤษฎีความน่าจะเป็น โดยที่ค่าเฉลี่ยเลขคณิตของชุดการวัดจะมีข้อผิดพลาดน้อยกว่าข้อผิดพลาดของการวัดเฉพาะแต่ละรายการเสมอ

เอส( )=σ /

สูตรนี้สะท้อนถึงกฎพื้นฐานของทฤษฎีข้อผิดพลาด ตามนั้นหากจำเป็นต้องเพิ่มความแม่นยำของผลลัพธ์ (โดยไม่รวมข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ) 2 เท่า จำนวนการวัดจะต้องเพิ่มขึ้น 4 เท่า หากต้องเพิ่มความแม่นยำ 3 เท่าจำนวนการวัด

เพิ่มขึ้น 9 เท่า เป็นต้น

จำเป็นต้องแยกแยะความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่างการใช้ค่า S และσ: ค่าแรกจะใช้เมื่อประเมินข้อผิดพลาดของผลลัพธ์สุดท้ายและค่าที่สองจะใช้เมื่อประเมินข้อผิดพลาดของวิธีการวัด ข้อผิดพลาดที่เป็นไปได้มากที่สุดของการวัดแต่ละครั้ง Δ นิ้ว 0.67ส.

ขึ้นอยู่กับลักษณะของการสำแดง สาเหตุของการเกิดขึ้นและความเป็นไปได้ของการกำจัด ข้อผิดพลาดในการวัดอย่างเป็นระบบและแบบสุ่ม รวมถึงข้อผิดพลาดรวม (พลาด) มีความโดดเด่น

ข้อผิดพลาดที่เป็นระบบยังคงที่หรือเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติด้วยการวัดพารามิเตอร์เดียวกันซ้ำๆ

ข้อผิดพลาดแบบสุ่มเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มภายใต้เงื่อนไขการวัดเดียวกัน

ข้อผิดพลาดโดยรวม (พลาด) เกิดขึ้นจากการกระทำของผู้ปฏิบัติงานที่ผิดพลาด เครื่องมือวัดทำงานผิดปกติ หรือสภาวะการวัดเปลี่ยนแปลงกะทันหัน ตามกฎแล้ว ข้อผิดพลาดรวมจะถูกระบุอันเป็นผลมาจากการประมวลผลผลการวัดโดยใช้เกณฑ์พิเศษ

องค์ประกอบแบบสุ่มและเป็นระบบของข้อผิดพลาดในการวัดจะปรากฏขึ้นพร้อมกัน ดังนั้นข้อผิดพลาดทั้งหมดจะเท่ากับผลรวมของข้อผิดพลาดเมื่อเป็นอิสระจากกัน

ไม่ทราบค่าของข้อผิดพลาดแบบสุ่มล่วงหน้า ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากปัจจัยที่ไม่ได้ระบุหลายประการ ไม่สามารถแยกข้อผิดพลาดแบบสุ่มออกจากผลลัพธ์ได้ แต่ผลกระทบสามารถลดลงได้โดยการประมวลผลผลการวัด

เพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องสามารถกำหนดข้อกำหนดสำหรับความแม่นยำในการวัดได้อย่างถูกต้อง ตัวอย่างเช่น หากเราถือว่า Δ = 3σ เป็นข้อผิดพลาดในการผลิตที่อนุญาต จากนั้นโดยการเพิ่มข้อกำหนดด้านความแม่นยำ (เช่น เป็น Δ = σ) ในขณะที่ยังคงรักษาเทคโนโลยีการผลิตไว้ เราก็เพิ่มความน่าจะเป็นของข้อบกพร่อง

เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าสามารถตรวจพบและกำจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบได้ อย่างไรก็ตาม ในสภาวะจริง เป็นไปไม่ได้ที่จะกำจัดข้อผิดพลาดเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์ มีเศษเหลือบางส่วนที่ไม่รวมอยู่ด้วยเสมอซึ่งจำเป็นต้องนำมาพิจารณาเพื่อประมาณขอบเขต นี่จะเป็นข้อผิดพลาดในการวัดอย่างเป็นระบบ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง โดยหลักการแล้ว ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบจะเป็นแบบสุ่มเช่นกัน และการแบ่งส่วนที่ระบุนั้นเนื่องมาจากประเพณีการประมวลผลและการนำเสนอผลการวัดที่กำหนดไว้เท่านั้น

ต่างจากข้อผิดพลาดแบบสุ่มซึ่งระบุโดยรวมโดยไม่คำนึงถึงแหล่งที่มา ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบจะได้รับการพิจารณาในส่วนประกอบต่างๆ ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของเหตุการณ์นั้น มีองค์ประกอบเชิงอัตนัย วิธีการ และเครื่องมือของข้อผิดพลาด

องค์ประกอบเชิงอัตนัยของข้อผิดพลาดนั้นสัมพันธ์กับลักษณะเฉพาะของผู้ปฏิบัติงาน โดยทั่วไปแล้ว ข้อผิดพลาดนี้เกิดขึ้นเนื่องจากข้อผิดพลาดในการอ่าน (การแบ่งสเกลประมาณ 0.1) และทักษะของผู้ปฏิบัติงานที่ไม่ถูกต้อง โดยพื้นฐานแล้ว ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบเกิดขึ้นเนื่องจากส่วนประกอบด้านระเบียบวิธีและเครื่องมือ

องค์ประกอบด้านระเบียบวิธีของข้อผิดพลาดเกิดจากความไม่สมบูรณ์ของวิธีการวัด วิธีการใช้เครื่องมือวัด สูตรการคำนวณที่ไม่ถูกต้อง และการปัดเศษของผลลัพธ์

ส่วนประกอบเครื่องมือเกิดขึ้นเนื่องจากข้อผิดพลาดภายในของเครื่องมือวัด ซึ่งกำหนดโดยระดับความแม่นยำ อิทธิพลของเครื่องมือวัดที่มีต่อผลลัพธ์ และความละเอียดที่จำกัดของเครื่องมือวัด

ความสะดวกในการแบ่งข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบออกเป็นส่วนประกอบด้านระเบียบวิธีและเครื่องมืออธิบายได้ดังต่อไปนี้:

เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวัด สามารถระบุปัจจัยจำกัดได้ และจึงสามารถตัดสินใจปรับปรุงวิธีการหรือเลือกเครื่องมือการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นได้

มีความเป็นไปได้ที่จะกำหนดองค์ประกอบของข้อผิดพลาดทั้งหมดที่เพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปหรือภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอกและดังนั้นจึงดำเนินการตรวจสอบและรับรองเป็นระยะโดยเจตนา

สามารถประเมินส่วนประกอบของเครื่องมือได้ก่อนการพัฒนาวิธีการ และความแม่นยำที่เป็นไปได้ของวิธีการที่เลือกจะถูกกำหนดโดยส่วนประกอบของระเบียบวิธีเท่านั้น

2.3 ตัวบ่งชี้คุณภาพการวัด

อย่างไรก็ตาม ความสม่ำเสมอของการวัดไม่สามารถรับประกันได้จากความบังเอิญของข้อผิดพลาดเท่านั้น เมื่อทำการวัด สิ่งสำคัญคือต้องทราบตัวบ่งชี้คุณภาพของการวัดด้วย คุณภาพของการวัดถือเป็นชุดของคุณสมบัติที่กำหนดการรับผลลัพธ์ที่มีลักษณะความแม่นยำที่ต้องการ ในรูปแบบที่ต้องการและตรงเวลา

คุณภาพของการวัดนั้นมีลักษณะเฉพาะโดยตัวชี้วัดเช่นความแม่นยำความถูกต้องและความน่าเชื่อถือ ตัวบ่งชี้เหล่านี้ควรถูกกำหนดโดยการประเมิน ซึ่งขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านความสม่ำเสมอ ความเป็นกลาง และประสิทธิภาพ

ค่าที่แท้จริงของปริมาณที่วัดได้แตกต่างจากค่าเฉลี่ยเลขคณิตของผลลัพธ์การสังเกตตามจำนวนข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ Δ c เช่น X = -Δส หากไม่รวมองค์ประกอบที่เป็นระบบ X = .

อย่างไรก็ตามเนื่องจากการสังเกตมีจำนวนจำกัดจึงทำให้ค่าดังกล่าว นอกจากนี้ยังไม่สามารถระบุได้อย่างแม่นยำ คุณสามารถประมาณค่าของมันได้เท่านั้นและระบุความน่าจะเป็นที่แน่นอนถึงขอบเขตของช่วงเวลาที่มันอยู่ การประเมิน คุณลักษณะเชิงตัวเลขของกฎการกระจาย X ซึ่งแสดงโดยจุดบนแกนตัวเลขเรียกว่าลักษณะเฉพาะจุด การประมาณเป็นตัวแปรสุ่มต่างจากคุณลักษณะเชิงตัวเลข และค่าของมันขึ้นอยู่กับจำนวนการสังเกต n การประมาณค่าที่สอดคล้องกันคือค่าที่ n→∞ ลดความน่าจะเป็นของค่าที่ประมาณไว้

การประมาณค่าที่เป็นกลางคือค่าที่คาดหวังทางคณิตศาสตร์เท่ากับค่าที่ประมาณไว้

การประมาณค่าที่มีความแปรปรวนน้อยที่สุด σ 2 = นาที เรียกว่ามีประสิทธิผล

ข้อกำหนดที่ระบุไว้เป็นไปตามค่าเฉลี่ยเลขคณิต ผลลัพธ์และการสังเกต

ดังนั้นผลลัพธ์ของการวัดแต่ละครั้งจึงเป็นตัวแปรสุ่ม จากนั้นความแม่นยำในการวัดคือความใกล้เคียงของผลการวัดกับค่าที่แท้จริงของค่าที่วัดได้ หากไม่รวมองค์ประกอบข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ ความแม่นยำของผลการวัด โดดเด่นด้วยระดับการกระจายตัวของค่าของมันเช่น การกระจายตัว ดังที่แสดงไว้ข้างต้น การกระจายตัวของค่าเฉลี่ยเลขคณิต σ น้อยกว่าการกระจายตัวของผลการสังเกตแต่ละรายการ n เท่า

เอ็น รูปที่ 3 แสดงความหนาแน่นของการกระจายของผลการวัดแต่ละรายการและผลรวมทั้งหมด พื้นที่แรเงาที่แคบกว่าหมายถึงการกระจายความหนาแน่นของความน่าจะเป็นของค่าเฉลี่ย ความแม่นยำของการวัดถูกกำหนดโดยความใกล้เคียงกับศูนย์ของข้อผิดพลาดที่เป็นระบบ

ความน่าเชื่อถือของการวัดถูกกำหนดโดยระดับความเชื่อมั่นในผลลัพธ์ และมีลักษณะเฉพาะคือความน่าจะเป็นที่ค่าที่แท้จริงของค่าที่วัดได้นั้นอยู่ในบริเวณใกล้เคียงกับค่าจริงที่ระบุ ความน่าจะเป็นเหล่านี้เรียกว่าขีดจำกัดความเชื่อมั่น และขอบเขต (ย่านใกล้เคียง) เรียกว่าขีดจำกัดความเชื่อมั่น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความน่าเชื่อถือของการวัดคือความใกล้เคียงกับศูนย์ของข้อผิดพลาดที่เป็นระบบที่ไม่ได้รับการยกเว้น

ช่วงความเชื่อมั่นที่มีขอบเขต (หรือขีดจำกัดความเชื่อมั่น) ตั้งแต่ – Δ d ถึง + Δ d คือช่วงของค่าความผิดพลาดแบบสุ่ม ซึ่งด้วยความน่าจะเป็นของความเชื่อมั่นที่กำหนด P d จะครอบคลุมค่าที่แท้จริงของค่าที่วัดได้

ร ด ( - Δ d ≤,X ≤ + Δ ง)

ด้วยการวัดจำนวนเล็กน้อย (n 20) และเมื่อใช้กฎปกติ จึงไม่สามารถกำหนดช่วงความเชื่อมั่นได้ เนื่องจากกฎการแจกแจงแบบปกติอธิบายพฤติกรรมของข้อผิดพลาดแบบสุ่มในหลักการสำหรับการวัดจำนวนมหาศาลอย่างไม่สิ้นสุด

ดังนั้นด้วยการวัดจำนวนน้อยจึงใช้การแจกแจงของนักเรียนหรือการแจกแจงแบบ t (เสนอโดย Gosset นักสถิติชาวอังกฤษซึ่งตีพิมพ์ภายใต้นามแฝงว่า "นักเรียน") ซึ่งทำให้สามารถกำหนดช่วงความเชื่อมั่นสำหรับการวัดในจำนวนที่จำกัด . ขอบเขตของช่วงความเชื่อมั่นถูกกำหนดโดยสูตร:

Δ ง = เสื้อ ส( ),

โดยที่ t คือสัมประสิทธิ์การแจกแจงของนักเรียน ขึ้นอยู่กับความน่าจะเป็นของความเชื่อมั่นที่ระบุ P d และจำนวนการวัด n

เมื่อจำนวนการสังเกต n เพิ่มขึ้น การกระจายของนักเรียนจะเข้าสู่ภาวะปกติอย่างรวดเร็วและเกิดขึ้นพร้อมๆ กันสำหรับ n ≥30

ควรสังเกตว่าผลการวัดที่ไม่มีความน่าเชื่อถือนั่นคือระดับความเชื่อมั่นในความถูกต้องนั้นไม่มีค่า ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ของวงจรการวัดอาจมีลักษณะทางมาตรวิทยาที่สูงมาก แต่อิทธิพลของข้อผิดพลาดจากการติดตั้ง สภาวะภายนอก วิธีการบันทึก และการประมวลผลสัญญาณ จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดขั้นสุดท้ายครั้งใหญ่

นอกจากตัวบ่งชี้ต่างๆ เช่น ความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความถูกต้องแล้ว คุณภาพของการดำเนินการวัดยังโดดเด่นด้วยการบรรจบกันและความสามารถในการทำซ้ำของผลลัพธ์อีกด้วย ตัวบ่งชี้เหล่านี้พบได้บ่อยที่สุดในการประเมินคุณภาพของการทดสอบและระบุลักษณะความแม่นยำ

แน่นอนว่าการทดสอบวัตถุเดียวกันสองครั้งโดยใช้วิธีการเดียวกันไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่เหมือนกัน การวัดตามวัตถุประสงค์อาจเป็นการประมาณการตามสถิติของความคล้ายคลึงกันที่คาดหวังของผลลัพธ์ของการทดสอบตั้งแต่ 2 รายการขึ้นไปที่ได้รับโดยยึดถือวิธีการอย่างเคร่งครัด การลู่เข้าและความสามารถในการทำซ้ำนั้นถือเป็นการประเมินทางสถิติของความสอดคล้องของผลการทดสอบ

การบรรจบกันคือความใกล้เคียงกันของผลลัพธ์ของการทดสอบสองครั้งที่ได้รับโดยวิธีการเดียวกัน บนการติดตั้งที่เหมือนกันในห้องปฏิบัติการเดียวกัน ความสามารถในการทำซ้ำแตกต่างจากความสามารถในการทำซ้ำตรงที่ผลลัพธ์ทั้งสองจะต้องได้รับในห้องปฏิบัติการที่แตกต่างกัน

วิธีการที่ใช้ในการวัดจะแตกต่างกันไปตามอุปกรณ์ที่ใช้ ความซับซ้อนหรือความเรียบง่ายของการวัด และลักษณะทางมาตรวิทยาของผลลัพธ์ที่ได้รับ ส่วนใหญ่เป็นความแม่นยำ

วิธีการวัดคือชุดวิธีการและเทคนิคในการเปรียบเทียบ PV ที่วัดได้กับหน่วยของมันตามหลักการวัดที่นำไปใช้

หลักการวัดเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพหรือผลกระทบที่เป็นพื้นฐานของการวัด เช่น การวัดมวลบนตาชั่ง (โดยใช้แรงโน้มถ่วง)

ผลการวัด– นี่คือค่าของปริมาณที่วัดได้ซึ่งได้จากการวัด

ผลการวัดผิดพลาด– ส่วนเบี่ยงเบนของผลการวัดจากค่าจริง (จริง) ของปริมาณที่วัดได้

ความแม่นยำในการวัด– หนึ่งในคุณลักษณะของคุณภาพการวัด ซึ่งสะท้อนถึงความใกล้เคียง 0 ข้อผิดพลาดของผลการวัด

ความน่าเชื่อถือเป็นคุณลักษณะของคุณภาพของการวัด ซึ่งสะท้อนถึงระดับความเชื่อมั่นในผลลัพธ์ และความน่าจะเป็นของความเชื่อมั่นว่าค่าที่แท้จริงของค่าที่วัดได้อยู่ภายในขีดจำกัดความเชื่อมั่นที่ระบุ

การบรรจบกัน ผลการวัด– ความใกล้ชิดกันของผลการวัดที่มีปริมาณเท่ากัน ดำเนินการภายใต้ภาวะเดียวกันโดยใช้วิธีเดียวกัน

ความสามารถในการทำซ้ำ– คุณลักษณะของคุณภาพการวัด สะท้อนถึงความใกล้เคียงกันของผลการวัดที่ได้รับในสถานที่ต่างกัน โดยวิธีต่างกัน โดยวิธีต่างกัน โดยผู้ปฏิบัติงานต่างกันในเวลาต่างกัน แต่ลดลงสู่สภาวะเดียวกัน (อุณหภูมิ ความดัน ความชื้น และระดับ ของการรบกวนที่มีอยู่ - EM -การรบกวน, การรบกวน ES, ออปติคัล)

ความถูกต้องของผลการวัด– คุณลักษณะของคุณภาพของการวัด ซึ่งสะท้อนถึงความใกล้เคียงกับ 0 ของข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ (ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในการวัดปริมาณทั้งหมด ขนาดของข้อผิดพลาดสามารถกำหนดได้และกำจัดออก)

เมื่อทำการวัดจะถือว่า:

1.การเปรียบเทียบ PV ที่วัดด้วย PV ที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งนำมาเป็นหน่วย (ใช้ตัวเปรียบเทียบ)

2.การแปลงการวัด– การแปลงปริมาณด้านเข้าเป็นปริมาณด้านออกโดยใช้การเชื่อมต่อที่ทราบระหว่างปริมาณเหล่านี้ สัญญาณเอาท์พุตของตัวแปลงการวัดเป็นแบบรวม: แรงดันไฟฟ้า 0..10 และกระแส DC 0..5mA, 4..20mA, 0..20mA

3.การปรับขนาด– การก่อตัวของสัญญาณเอาท์พุตที่เป็นเนื้อเดียวกันกับสัญญาณอินพุต ขนาดของพารามิเตอร์ข้อมูลของสัญญาณเอาท์พุตจะเป็นสัดส่วนกับขนาดของพารามิเตอร์ข้อมูลของสัญญาณอินพุต (ดำเนินการโดยใช้ตัวแปลงมาตราส่วน)

วิธีการวัดแบ่งตามเกณฑ์ต่างๆ:

หลักการทางกายภาพที่เป็นพื้นฐานของการวัด (การวัดทางไฟฟ้า เครื่องกล แม่เหล็ก และแสง)

ระดับของปฏิสัมพันธ์ระหว่างวิธีการและวัตถุของการวัด - แบบสัมผัสและไม่สัมผัส (การวัดอุณหภูมิของเครื่องวัดอุณหภูมิความต้านทาน, การวัดอุณหภูมิของไพโรมิเตอร์ด้วยการแผ่รังสี)

โหมดปฏิสัมพันธ์ระหว่างค่าเฉลี่ยกับวัตถุการวัด (คงที่และไดนามิก)

ประเภทของสัญญาณการวัด (อนาล็อกและดิจิตอล)

การจัดระเบียบการเปรียบเทียบค่าที่วัดได้ด้วยการวัด (วิธีประเมินโดยตรง / การนับ - วิธีการกำหนดค่าที่วัดได้โดยตรงโดยใช้เครื่องมือวัดที่ระบุ - เรียบง่าย แต่ความแม่นยำต่ำ การเปรียบเทียบกับวิธีการวัด - ค่าที่วัดได้จะถูกนำไปเปรียบเทียบกับค่าที่ทำซ้ำโดยการวัด - วิธีการเหล่านี้ใช้งานยาก แต่โดดเด่นด้วยความแม่นยำสูง แบ่งออกเป็นส่วนต่าง ศูนย์ การทดแทน ความบังเอิญ)

ส่วนต่าง (วิธีความแตกต่าง) - อุปกรณ์ตรวจวัดจะประเมินความแตกต่างระหว่างปริมาณที่วัดได้และปริมาณที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยมีค่าที่ทราบ ความแม่นยำของวิธีการเพิ่มขึ้นเมื่อความแตกต่างระหว่างค่าที่เปรียบเทียบลดลง

วิธีศูนย์เป็นกรณีพิเศษของวิธีดิฟเฟอเรนเชียลและประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าผลที่ได้รับจากอิทธิพลของปริมาณที่วัดได้และการวัดอ้างอิงบนอุปกรณ์เปรียบเทียบนั้นมีค่าเป็น 0 (การวัดความต้านทานไฟฟ้าโดยใช้วงจรบริดจ์ด้วย ปรับสมดุลของสะพานโดยการปรับเรตติ้งขององค์ประกอบ)

วิธีการทดแทน - ปริมาณที่วัดได้จะถูกแทนที่ด้วยการวัดที่มีค่าที่ทราบของปริมาณ

วิธีการบังเอิญ - วัดความแตกต่างระหว่างค่าที่ต้องการและการวัดอ้างอิงโดยใช้ความบังเอิญของเครื่องหมายหรือสัญญาณเป็นระยะ (เมื่อทำการวัดการกระจัด ระยะเวลา ความถี่)

1. วิชาและงานด้านมาตรวิทยา

มาตรวิทยาหมายถึงศาสตร์แห่งการวัด วิธีการและวิธีการที่มีอยู่ที่ช่วยรักษาหลักการของความสามัคคี ตลอดจนวิธีการเพื่อให้ได้ความแม่นยำที่ต้องการ

ต้นกำเนิดของคำว่า "มาตรวิทยา" มีที่มาจากคำภาษากรีกสองคำ: Metron ซึ่งแปลว่า "การวัด" และโลโก้ที่แปลว่า "การสอน" การพัฒนามาตรวิทยาอย่างรวดเร็วเกิดขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 มันเชื่อมโยงกับการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ อย่างแยกไม่ออก ก่อนหน้านี้มาตรวิทยาเป็นเพียงหัวข้อทางวิทยาศาสตร์เชิงพรรณนาเท่านั้น ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าการศึกษาด้านมาตรวิทยา:

1) วิธีการและวิธีการบัญชีสำหรับผลิตภัณฑ์ตามตัวชี้วัดดังต่อไปนี้: ความยาว, น้ำหนัก, ปริมาตร, ปริมาณการใช้และพลังงาน

2) การวัดปริมาณทางกายภาพและพารามิเตอร์ทางเทคนิค ตลอดจนคุณสมบัติและองค์ประกอบของสาร

3) การวัดสำหรับการติดตามและควบคุมกระบวนการทางเทคโนโลยี

มาตรวิทยามีหลายประเด็นหลัก:

1) ทฤษฎีการวัดทั่วไป

2) ระบบหน่วยของปริมาณทางกายภาพ

3) วิธีการและวิธีการวัด

4) วิธีการกำหนดความแม่นยำในการวัด

5) พื้นฐานสำหรับการรับรองความสม่ำเสมอของการวัดตลอดจนพื้นฐานสำหรับความสม่ำเสมอของเครื่องมือวัด

6) มาตรฐานและเครื่องมือวัดที่เป็นแบบอย่าง

7) วิธีการถ่ายโอนขนาดหน่วยจากตัวอย่างเครื่องมือวัดและจากมาตรฐานไปยังเครื่องมือวัดที่ใช้งาน

นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องแยกแยะระหว่างวัตถุของมาตรวิทยา: 1) หน่วยการวัดปริมาณ;

2) เครื่องมือวัด

3) เทคนิคที่ใช้ในการวัด ฯลฯ

มาตรวิทยาประกอบด้วย: ประการแรก กฎทั่วไป บรรทัดฐานและข้อกำหนด และประการที่สอง ประเด็นที่จำเป็นต้องมีกฎระเบียบและการควบคุมของรัฐ และที่นี่เรากำลังพูดถึง:

1) ปริมาณทางกายภาพ หน่วย และการวัด

2) หลักการและวิธีการวัดและอุปกรณ์วัด

3) ข้อผิดพลาดของเครื่องมือวัด วิธีการ และวิธีการประมวลผลผลการวัดเพื่อขจัดข้อผิดพลาด

4) สร้างความมั่นใจในความสม่ำเสมอของการวัด มาตรฐาน ตัวอย่าง

5) บริการมาตรวิทยาของรัฐ

6) วิธีการของแผนการทวนสอบ

7) เครื่องมือวัดการทำงาน

ในเรื่องนี้ งานของมาตรวิทยาจะกลายเป็น: การปรับปรุงมาตรฐาน การพัฒนาวิธีการใหม่ในการวัดที่แม่นยำ การรับรองความเป็นเอกภาพและความแม่นยำในการวัดที่จำเป็น

2 การจำแนกประเภทของการวัด

การจำแนกประเภทของเครื่องมือวัดสามารถดำเนินการได้ตามเกณฑ์ต่อไปนี้

1. ลักษณะความแม่นยำการวัดแบ่งออกเป็นเท่ากันและไม่เท่ากัน

การวัดที่มีความแม่นยำเท่ากันปริมาณทางกายภาพคือชุดของการวัดปริมาณที่กำหนดโดยใช้เครื่องมือวัด (MI) โดยมีความแม่นยำเท่ากันภายใต้เงื่อนไขเริ่มต้นที่เหมือนกัน

การวัดที่แม่นยำไม่เท่ากันปริมาณทางกายภาพคือชุดของการวัดปริมาณหนึ่งโดยใช้เครื่องมือวัดที่มีความแม่นยำต่างกันและ (หรือ) ภายใต้เงื่อนไขเริ่มต้นที่แตกต่างกัน

2. ตามจำนวนการวัดการวัดแบ่งออกเป็นเดี่ยวและหลายรายการ

3. ตามประเภทของการเปลี่ยนแปลงมูลค่าการวัดแบ่งออกเป็นแบบคงที่และไดนามิก

การวัดแบบคงที่- สิ่งเหล่านี้คือการวัดปริมาณทางกายภาพคงที่และไม่เปลี่ยนแปลง

การวัดแบบไดนามิก– เป็นการวัดปริมาณทางกายภาพที่เปลี่ยนแปลงและไม่คงที่

4. ตามวัตถุประสงค์การวัดแบ่งออกเป็นทางเทคนิคและมาตรวิทยา

การวัดทางเทคนิค– เป็นการวัดที่ดำเนินการโดยเครื่องมือวัดทางเทคนิค

การวัดทางมาตรวิทยาเป็นการวัดที่ทำโดยใช้มาตรฐาน

5. โดยวิธีการนำเสนอผลงานการวัดแบ่งออกเป็นค่าสัมบูรณ์และค่าสัมพัทธ์

การวัดสัมบูรณ์– คือการวัดที่ดำเนินการผ่านการวัดปริมาณพื้นฐานโดยตรงและ (หรือ) การใช้ค่าคงที่ทางกายภาพ การวัดสัมพัทธ์- เป็นการวัดที่คำนวณอัตราส่วนของปริมาณที่เป็นเนื้อเดียวกัน โดยตัวเศษเป็นปริมาณที่จะเปรียบเทียบ และตัวส่วนเป็นพื้นฐานของการเปรียบเทียบ (หน่วย)

6. โดยวิธีการรับผลการวัดแบ่งออกเป็นทางตรง ทางอ้อม สะสม และร่วม

การวัดโดยตรง– เป็นการวัดที่ดำเนินการโดยใช้การวัด เช่น ปริมาณที่วัดได้จะถูกเปรียบเทียบโดยตรงกับการวัด ตัวอย่างของการวัดโดยตรงคือการวัดมุม (หน่วยวัด - ไม้โปรแทรกเตอร์)

การวัดทางอ้อมเป็นการวัดที่คำนวณค่าของปริมาณที่วัดได้โดยใช้ค่าที่ได้รับจากการวัดโดยตรง

การวัดรวม– สิ่งเหล่านี้คือการวัด ผลลัพธ์ที่ได้คือคำตอบของระบบสมการบางระบบ การวัดร่วมกัน– เป็นการวัดในระหว่างที่มีการวัดปริมาณทางกายภาพที่ไม่เหมือนกันอย่างน้อยสองปริมาณเพื่อสร้างความสัมพันธ์ที่มีอยู่ระหว่างกัน

3. ลักษณะการวัดขั้นพื้นฐาน

ลักษณะการวัดหลักต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

1) วิธีการวัด

2) หลักการวัด

3) ข้อผิดพลาดในการวัด;

4) ความแม่นยำในการวัด

5) ความถูกต้องของการวัด

6) ความน่าเชื่อถือของการวัด

วิธีการวัด- เป็นวิธีการหรือชุดวิธีการที่ใช้วัดปริมาณที่กำหนด เช่น การเปรียบเทียบปริมาณที่วัดได้กับการวัดตามหลักการวัดที่ยอมรับกัน

มีเกณฑ์หลายประการในการจำแนกวิธีการวัด

1. ตามวิธีการรับค่าที่ต้องการของปริมาณที่วัดได้มีความโดดเด่นดังต่อไปนี้:

1) วิธีการโดยตรง (ดำเนินการโดยใช้การวัดโดยตรงและโดยตรง)

2) วิธีการทางอ้อม

2. ตามเทคนิคการวัดมี:

1) วิธีการวัดแบบสัมผัส

2) วิธีการวัดแบบไม่สัมผัส

วิธีการวัดแบบสัมผัสขึ้นอยู่กับการสัมผัสโดยตรงของส่วนใดๆ ของอุปกรณ์วัดกับวัตถุที่วัด

ที่ วิธีการวัดแบบไม่สัมผัสอุปกรณ์วัดไม่ได้สัมผัสโดยตรงกับวัตถุที่กำลังวัด

3. ตามวิธีการเปรียบเทียบปริมาณกับการวัดจะแยกแยะได้ดังต่อไปนี้:

1) วิธีการประเมินโดยตรง

2) วิธีการเปรียบเทียบกับหน่วยของมัน

วิธีการประเมินโดยตรงขึ้นอยู่กับการใช้อุปกรณ์วัดที่แสดงค่าของปริมาณที่วัดได้

วิธีการเปรียบเทียบกับการวัดขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบวัตถุของการวัดกับการวัดของมัน

หลักการวัด– นี่คือปรากฏการณ์ทางกายภาพบางอย่างหรือความซับซ้อนซึ่งเป็นพื้นฐานของการวัด

ข้อผิดพลาดในการวัดคือความแตกต่างระหว่างผลลัพธ์ของการวัดปริมาณกับมูลค่าจริง (จริง) ของปริมาณนี้

ความแม่นยำในการวัด– เป็นคุณลักษณะที่แสดงระดับความสอดคล้องของผลการวัดกับมูลค่าที่แท้จริงของปริมาณที่วัดได้

การวัดที่ถูกต้อง– นี่เป็นคุณลักษณะเชิงคุณภาพของการวัด ซึ่งถูกกำหนดโดยค่าความคลาดเคลื่อนคงที่หรือค่าคงที่ที่ใกล้กับศูนย์ซึ่งเปลี่ยนแปลงในระหว่างการวัดซ้ำ (ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ)

ความน่าเชื่อถือของการวัดเป็นคุณลักษณะที่กำหนดระดับความเชื่อมั่นในผลการวัดที่ได้รับ

4 แนวคิดเรื่องปริมาณทางกายภาพ ความหมายของระบบของหน่วยทางกายภาพ

ปริมาณทางกายภาพเป็นแนวคิดของวิทยาศาสตร์อย่างน้อยสองสาขา ได้แก่ ฟิสิกส์และมาตรวิทยา ตามคำนิยาม ปริมาณทางกายภาพเป็นคุณสมบัติหนึ่งของวัตถุหรือกระบวนการ ซึ่งเหมือนกันกับวัตถุจำนวนหนึ่งในแง่ของพารามิเตอร์เชิงคุณภาพ แต่จะแตกต่างกันในแง่ปริมาณ (แต่ละรายการสำหรับแต่ละวัตถุ) มีการจำแนกหลายประเภทที่สร้างขึ้นตามเกณฑ์ต่างๆ สิ่งสำคัญแบ่งออกเป็น:

1) ปริมาณทางกายภาพแบบแอคทีฟและพาสซีฟ – เมื่อแบ่งตามสัญญาณข้อมูลการวัด ยิ่งไปกว่านั้น ปริมาณแรก (แอคทีฟ) ในกรณีนี้คือปริมาณที่มีความน่าจะเป็นที่จะถูกแปลงเป็นสัญญาณข้อมูลการวัดโดยไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานเสริม และอันที่สอง (พาสซีฟ) คือปริมาณที่จำเป็นต้องใช้แหล่งพลังงานเสริมที่สร้างสัญญาณข้อมูลการวัด

2) ปริมาณทางกายภาพแบบเติม (หรือแบบเข้มข้น) และแบบไม่เติม (หรือแบบเข้มข้น) - เมื่อหารบนพื้นฐานของการเติม เชื่อกันว่าปริมาณแรก (สารเติมแต่ง) จะถูกวัดเป็นส่วนๆ นอกจากนี้ สามารถทำซ้ำได้อย่างแม่นยำโดยใช้การวัดหลายค่าโดยอิงจากผลรวมของขนาดของการวัดแต่ละค่า แต่ปริมาณที่สอง (ที่ไม่ใช่สารเติมแต่ง) จะไม่ถูกวัดโดยตรง เนื่องจากจะถูกแปลงเป็นการวัดปริมาณโดยตรงหรือการวัดโดยการวัดทางอ้อม ในปี พ.ศ. 2334 รัฐสภาฝรั่งเศสได้นำระบบหน่วยปริมาณทางกายภาพระบบแรกมาใช้ มันเป็นระบบการวัดแบบเมตริก ประกอบด้วยหน่วยความยาว พื้นที่ ปริมาตร ความจุ และน้ำหนัก และพวกเขาใช้หน่วยที่รู้จักกันดีในปัจจุบันสองหน่วย: เมตรและกิโลกรัม

นักวิทยาศาสตร์ใช้วิธีการของเขาโดยใช้ปริมาณอิสระหลักสามปริมาณ ได้แก่ มวล ความยาว เวลา และนักคณิตศาสตร์ก็เอามิลลิกรัม มิลลิเมตร และวินาทีเป็นหน่วยการวัดหลักสำหรับปริมาณเหล่านี้ เนื่องจากหน่วยการวัดอื่นๆ ทั้งหมดสามารถคำนวณได้อย่างง่ายดายโดยใช้หน่วยขั้นต่ำ ดังนั้นในขั้นตอนปัจจุบันของการพัฒนาระบบหลักหน่วยปริมาณทางกายภาพดังต่อไปนี้จึงมีความโดดเด่น:

1) ระบบ GHS(พ.ศ. 2424);

2) ระบบเอ็มเคเอสเอส(ปลายศตวรรษที่ 19);

3) ระบบเอ็มเคเอสเอ(1901)

5. ระบบหน่วยสากล

การตัดสินใจของที่ประชุมใหญ่ว่าด้วยการชั่งน้ำหนักและการวัดได้นำคำจำกัดความของหน่วยพื้นฐานของการวัดปริมาณทางกายภาพดังต่อไปนี้:

1) เมตร ถือเป็นเส้นทางยาวที่แสงเดินทางในสุญญากาศในระยะเวลา 1/299,792,458 วินาที

2) กิโลกรัมถือว่าเทียบเท่ากับต้นแบบกิโลกรัมสากลที่มีอยู่

3) วินาทีเท่ากับ 919,2631,770 คาบของการแผ่รังสีซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นระหว่างสองระดับที่เรียกว่าไฮเปอร์ไฟน์ของสถานะพื้นของอะตอม Cs133

4) แอมแปร์ถือเป็นการวัดความแรงของกระแสคงที่ที่ทำให้เกิดแรงกระทำต่อแต่ละส่วนของตัวนำยาว 1 เมตร โดยมีเงื่อนไขว่าต้องผ่านตัวนำตรงขนานกันสองตัวซึ่งมีตัวบ่งชี้ว่ามีพื้นที่หน้าตัดเป็นวงกลมเล็กน้อย และมีความยาวไม่จำกัด รวมทั้งอยู่ห่างจากกัน 1 เมตรในสภาวะสุญญากาศ

5) เคลวินมีค่าเท่ากับ 1/273.16 ของอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ หรือที่เรียกว่าจุดสามจุดของน้ำ

6) โมลเท่ากับปริมาณสารของระบบซึ่งรวมถึงจำนวนองค์ประกอบโครงสร้างเท่ากันกับอะตอมใน C 12 หนัก 0.01 2 กก.

นอกจากนี้ ระบบหน่วยสากลยังมีหน่วยเพิ่มเติมที่สำคัญอีกสองหน่วยซึ่งจำเป็นต่อการวัดมุมระนาบและมุมตัน ดังนั้น หน่วยของมุมระนาบคือเรเดียน หรือเรียกสั้น ๆ ว่า rad ซึ่งเป็นมุมระหว่างรัศมีสองรัศมีของวงกลม ซึ่งความยาวของส่วนโค้งระหว่างนั้นเท่ากับรัศมีของวงกลม หากเรากำลังพูดถึงองศาเรเดียนจะเท่ากับ 57 ° 17 "48" และสเตอเรเดียนหรือ sr ซึ่งถือเป็นหน่วยของมุมทึบจึงเป็นมุมทึบซึ่งเป็นตำแหน่งของจุดยอดที่ ถูกกำหนดไว้ที่ศูนย์กลางของทรงกลมและพื้นที่ที่ตัดออกจากมุมนี้บนพื้นผิวของทรงกลมจะเท่ากับพื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านเท่ากับความยาวของรัศมีของทรงกลม SI เพิ่มเติมอื่น ๆ หน่วยถูกใช้เพื่อสร้างหน่วยของความเร็วเชิงมุมเช่นเดียวกับความเร่งเชิงมุม ฯลฯ เรเดียนและสเตอเรเดียนใช้สำหรับการก่อสร้างและการคำนวณทางทฤษฎี เนื่องจากค่านัยสำคัญส่วนใหญ่ สำหรับการปฏิบัติ ค่ามุมในเรเดียนจะแสดงเป็นตัวเลขที่ยอดเยี่ยม หน่วยที่ไม่ใช่ระบบประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้:

1) หนึ่งในสิบของเดซิเบลสีขาว (dB) ถือเป็นหน่วยลอการิทึม

2) ไดออปเตอร์ - ความเข้มของการส่องสว่างสำหรับเครื่องมือทางแสง

3) พลังงานปฏิกิริยา – Var (VA);

4) หน่วยดาราศาสตร์ (AU) – 149.6 ล้านกิโลเมตร;

5) ปีแสง หมายถึง ระยะทางที่รังสีแสงเดินทางใน 1 ปี

6) ความจุ – ลิตร;

7) พื้นที่ – เฮกตาร์ (ฮ่า)

นอกจากนี้ยังมีหน่วยที่ไม่รวมอยู่ใน SI เลย ส่วนใหญ่เป็นหน่วยต่างๆ เช่น องศาและนาที หน่วยอื่นๆ ทั้งหมดถือเป็นอนุพันธ์ ซึ่งตามระบบหน่วยสากล สร้างขึ้นโดยใช้สมการที่ง่ายที่สุดโดยใช้ปริมาณที่มีค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลขเท่ากับหนึ่ง หากสัมประสิทธิ์ตัวเลขในสมการเท่ากับหนึ่ง หน่วยที่ได้รับจะเรียกว่าสอดคล้องกัน

6. ปริมาณทางกายภาพและการวัด

วัตถุในการวัดสำหรับมาตรวิทยาตามกฎคือปริมาณทางกายภาพ ปริมาณทางกายภาพใช้เพื่อระบุลักษณะของวัตถุ ปรากฏการณ์ และกระบวนการต่างๆ แยกปริมาณพื้นฐานและอนุพันธ์ออกจากปริมาณพื้นฐาน ปริมาณพื้นฐานเจ็ดปริมาณและปริมาณทางกายภาพเพิ่มเติมอีกสองปริมาณถูกกำหนดไว้ในระบบหน่วยสากล ได้แก่ ความยาว มวล เวลา อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ ปริมาณสสาร ความเข้มของการส่องสว่าง และกระแสไฟฟ้า หน่วยเพิ่มเติม ได้แก่ เรเดียนและสเตอเรเดียน ปริมาณทางกายภาพมีลักษณะเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ

ความแตกต่างเชิงคุณภาพในปริมาณทางกายภาพสะท้อนให้เห็นในมิติของมัน การกำหนดขนาดกำหนดโดยมาตรฐาน ISO สากล ซึ่งเป็นสัญลักษณ์สลัว*

ลักษณะเชิงปริมาณของวัตถุที่วัดได้คือขนาดที่ได้รับจากการวัด วิธีพื้นฐานที่สุดในการรับข้อมูลเกี่ยวกับขนาดของปริมาณที่แน่นอนของวัตถุการวัดคือการเปรียบเทียบกับวัตถุอื่น ผลลัพธ์ของการเปรียบเทียบดังกล่าวจะไม่ใช่ลักษณะเชิงปริมาณที่แน่นอน แต่จะทำให้สามารถค้นหาได้ว่าวัตถุใดมีขนาดใหญ่กว่า (เล็กกว่า) ไม่เพียงแต่สองเท่านั้น แต่ยังสามารถเปรียบเทียบขนาดที่ใหญ่กว่าได้อีกด้วย หากขนาดของวัตถุการวัดจัดเรียงจากน้อยไปหามากหรือจากมากไปน้อยก็จะปรากฎ ขนาดการสั่งซื้อกระบวนการเรียงลำดับและจัดเรียงขนาดตามลำดับจากน้อยไปหามากหรือจากมากไปหาน้อยในระดับลำดับเรียกว่า การจัดอันดับเพื่อความสะดวกในการวัด จุดบางจุดบนมาตราส่วนลำดับได้รับการแก้ไขและเรียกว่าจุดอ้างอิงหรือจุดอ้างอิง จุดคงที่ในระดับคำสั่งซื้อสามารถกำหนดตัวเลขได้ ซึ่งมักเรียกว่าจุด

สเกลลำดับการอ้างอิงมีข้อเสียเปรียบที่สำคัญ นั่นคือ ค่าที่ไม่แน่นอนของช่วงเวลาระหว่างจุดอ้างอิงคงที่

ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือมาตราส่วนอัตราส่วน สเกลอัตราส่วน ตัวอย่างเช่น สเกลอุณหภูมิเคลวิน ในระดับนี้มีจุดอ้างอิงคงที่ - ศูนย์สัมบูรณ์ (อุณหภูมิที่การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลหยุด) ข้อได้เปรียบหลักของมาตราส่วนอัตราส่วนก็คือ สามารถใช้กำหนดได้ว่าขนาดหนึ่งจะใหญ่หรือเล็กกว่าขนาดอื่นได้กี่ครั้ง

ขนาดของวัตถุการวัดสามารถแสดงได้ในรูปแบบต่างๆ ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาที่แบ่งสเกลที่ใช้ในการวัดขนาดที่กำหนด

เช่น เวลาเดินทางสามารถแสดงได้ในรูปแบบต่อไปนี้ T = 1 ชั่วโมง = 60 นาที = 3600 วินาที นี่คือค่าของปริมาณที่วัดได้ 1, 60, 3600 เป็นค่าตัวเลขของค่านี้

7. มาตรฐานและเครื่องมือวัดอ้างอิง

ปัญหาทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันการใช้และการสร้างมาตรฐานตลอดจนการตรวจสอบสภาพได้รับการแก้ไขตามกฎเดียวกันที่กำหนดโดย GOST "GSI มาตรฐานหน่วยปริมาณทางกายภาพ บทบัญญัติพื้นฐาน" และ GOST "GSI มาตรฐานหน่วยปริมาณทางกายภาพ ขั้นตอนการพัฒนาและการอนุมัติ การลงทะเบียน การจัดเก็บ และการประยุกต์” มาตรฐานแบ่งตามหลักการอยู่ใต้บังคับบัญชา สำหรับพารามิเตอร์นี้ มาตรฐานคือหลักและรอง

มาตรฐานรองจะสร้างหน่วยขึ้นใหม่ภายใต้เงื่อนไขพิเศษ โดยแทนที่มาตรฐานหลักภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ถูกสร้างขึ้นและได้รับการอนุมัติเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสึกหรอน้อยที่สุดตามมาตรฐานของรัฐ มาตรฐานรองสามารถแบ่งได้ตามวัตถุประสงค์ ดังนั้นพวกเขาจึงแยกแยะ:

1) มาตรฐานการคัดลอกออกแบบมาเพื่อถ่ายโอนขนาดหน่วยให้เป็นมาตรฐานการทำงาน

2) มาตรฐานการเปรียบเทียบมีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของมาตรฐานของรัฐตลอดจนเพื่อวัตถุประสงค์ในการเปลี่ยนหากชำรุดหรือสูญหาย

3) พยานมาตรฐานมีไว้สำหรับการระบุมาตรฐานซึ่งด้วยเหตุผลหลายประการที่แตกต่างกันจึงไม่ต้องมีการเปรียบเทียบโดยตรงระหว่างกัน

4) มาตรฐานการทำงานซึ่งสร้างหน่วยจากมาตรฐานรองและทำหน้าที่ถ่ายโอนขนาดให้เป็นมาตรฐานระดับล่าง มาตรฐานทุติยภูมิถูกสร้างขึ้น อนุมัติ จัดเก็บ และใช้โดยกระทรวงและกรมต่างๆ \

นอกจากนี้ยังมีแนวคิดของ "หน่วยมาตรฐาน" ซึ่งหมายถึงวิธีการหนึ่งหรือชุดเครื่องมือวัดที่มุ่งสร้างและจัดเก็บหน่วยสำหรับการส่งขนาดในภายหลังไปยังเครื่องมือวัดที่ต่ำกว่าซึ่งทำตามข้อกำหนดพิเศษและได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการใน กำหนดไว้เป็นมาตรฐาน มีสองวิธีในการสร้างหน่วยใหม่ตามความต้องการทางเทคนิคและเศรษฐศาสตร์:

1) วิธีการรวมศูนย์ - ใช้มาตรฐานรัฐเดียวสำหรับทั้งประเทศหรือกลุ่มประเทศ หน่วยพื้นฐานทั้งหมดและอนุพันธ์ส่วนใหญ่จะทำซ้ำจากส่วนกลาง

2) วิธีการสืบพันธุ์แบบกระจายอำนาจ - ใช้ได้กับหน่วยที่ได้รับข้อมูลเกี่ยวกับขนาดที่ไม่ได้ส่งโดยการเปรียบเทียบโดยตรงกับมาตรฐาน

นอกจากนี้ยังมีแนวคิดของ “เครื่องมือวัดมาตรฐาน” ซึ่งใช้สำหรับการแปลขนาดหน่วยตามปกติในกระบวนการตรวจสอบเครื่องมือวัดและใช้เฉพาะในแผนกบริการมาตรวิทยาเท่านั้น หมวดหมู่ของเครื่องมือวัดมาตรฐานถูกกำหนดในระหว่างการวัดการรับรองทางมาตรวิทยาโดยหนึ่งในหน่วยงานของคณะกรรมการมาตรฐานแห่งรัฐ