L'idée d'une grandeur physique n'est complète que lorsqu'elle est mesurée. La nécessité de mesurer la photovoltaïque est apparue dès les premiers stades de la connaissance de la nature et s'est accrue avec le développement et la complexité de la production humaine et des activités scientifiques. Les exigences en matière de précision des mesures EF augmentent constamment.
Mesurer une grandeur physique- signifie la comparer à une grandeur homogène, classiquement acceptée comme unité de mesure.
Il existe deux façons de mesurer une quantité physique inconnue :
UN) Mesure directe appelée mesure dans laquelle la valeur de PV est déterminée directement à partir de l’expérience. Les mesures directes incluent, par exemple, la mesure de la masse avec une échelle, de la température avec un thermomètre et de la longueur avec une règle à échelle.
b) Mesure indirecte est une mesure dans laquelle la valeur PV souhaitée est trouvée par mesure directe d'autres PV sur la base d'une relation connue entre eux. Une mesure indirecte consiste par exemple à déterminer la densité ρ substances par mesures directes de volume V et des masses m corps.
Des implémentations spécifiques du même PV sont appelées homogène quantités. Par exemple, la distance entre les pupilles de vos yeux et la hauteur de la tour Ostankino sont des réalisations spécifiques de la même longueur PV et donc ce sont des quantités homogènes. La masse d’un téléphone portable et la masse d’un brise-glace nucléaire sont également des grandeurs physiques homogènes.
Les PV homogènes diffèrent les uns des autres par leur taille. La taille du PV est la teneur quantitative dans un objet donné d'une propriété correspondant à la notion de « grandeur physique ». Les tailles de grandeurs physiques homogènes de différents objets peuvent être comparées les unes aux autres.
Soulignons la différence significative entre les grandeurs physiques et unités de leur mesure. Si la valeur PV mesurée répond à la question « combien ? », alors l'unité de mesure répond à la question « quoi ? » Certaines unités de mesure peuvent être reproduites sous la forme de certains types de corps ou d'échantillons (poids, règles, etc.). De tels échantillons sont appelés mesures. Les mesures effectuées avec la plus grande précision actuellement réalisable sont appelées normes.
La valeur d'une grandeur physique est une évaluation d'une grandeur physique sous la forme d'un certain nombre d'unités acceptées pour elle. Les unités de mesure de base sont des unités de mesure arbitraires pour quelques quantités (indépendantes les unes des autres), avec lesquelles toutes les autres sont dans un certain lien. Il faut distinguer vrai Et réel valeurs d'une grandeur physique.
Véritable signification EF est la valeur idéale de EF, existant objectivement quelle que soit la personne et les méthodes de sa mesure. Cependant, la véritable signification du mot PV nous est généralement inconnue. Et cela ne peut être connu qu'approximativement avec une certaine précision par mesure.
Valeur réelle PV est une valeur trouvée expérimentalement – par mesure. Le degré d'approximation de la valeur réelle du PV par rapport à la valeur réelle dépend de la perfection des instruments de mesure techniques utilisés.
Les mesures EF sont basées sur divers phénomènes physiques. Par exemple, la dilatation thermique des corps est utilisée pour mesurer la température, le phénomène de gravité est utilisé pour mesurer la masse des corps par pesée, etc. L'ensemble des phénomènes physiques sur lesquels reposent les mesures est appelé principe de mesure .
Les instruments de mesure comprennent les mesures, les instruments de mesure, etc.
Appareil de mesure est un instrument de mesure conçu pour générer un signal d'informations de mesure sous une forme accessible à la perception directe par une personne. Les instruments de mesure comprennent un ampèremètre, un dynamomètre, une règle, une balance, un manomètre, etc.
En plus des grandeurs physiques de base en physique, il existe des grandeurs physiques dérivées qui peuvent être exprimées à travers les grandeurs physiques de base. Pour ce faire, il est nécessaire d'introduire deux notions : la dimension de la grandeur dérivée et l'équation qui la définit. Unités dérivées sont obtenus à partir des bases en utilisant des équations de connexion entre les quantités correspondantes.
Sensibilité des instruments de mesure – Les instruments de mesure sont caractérisés par sensibilité. La sensibilité de l'appareil de mesure est égale au rapport entre le mouvement linéaire (Dl) ou angulaire (Da) de l'aiguille du signal sur l'échelle de l'appareil et le changement DX de la valeur mesurée X qui l'a provoqué. La sensibilité détermine le minimum valeur PV mesurée à l’aide de cet appareil.
La classification des instruments de mesure peut être effectuée selon les critères suivants.
1. Caractéristiques de précision les mesures sont divisées en égales et inégales.
Mesures de précision égale une grandeur physique est une série de mesures d'une certaine grandeur effectuées à l'aide d'instruments de mesure (IM) avec la même précision dans des conditions initiales identiques.
Des mesures inégalement précises une grandeur physique est une série de mesures d'une certaine grandeur effectuées à l'aide d'instruments de mesure de précision différente et (ou) dans des conditions initiales différentes.
2. Par nombre de mesures les mesures sont divisées en simples et multiples.
Mesure unique est une mesure d’une quantité effectuée une fois. En pratique, les mesures uniques comportent une erreur importante ; par conséquent, pour réduire l'erreur, il est recommandé d'effectuer des mesures de ce type au moins trois fois et de prendre leur moyenne arithmétique comme résultat.
Mesures multiples est une mesure d'une ou plusieurs quantités effectuée quatre fois ou plus. Une mesure multiple est une série de mesures uniques. Le nombre minimum de mesures pour lequel une mesure peut être considérée comme multiple est de quatre. Le résultat de plusieurs mesures est la moyenne arithmétique des résultats de toutes les mesures prises. Avec des mesures répétées, l'erreur est réduite.
3. Par type de changement de valeur les mesures sont divisées en statiques et dynamiques.
Mesures statiques- Ce sont des mesures d'une grandeur physique constante et immuable. Un exemple d’une telle grandeur physique constante dans le temps est la longueur d’un terrain.
Mesures dynamiques– ce sont des mesures d’une grandeur physique changeante et non constante.
4. Volontairement les mesures sont divisées en techniques et métrologiques.
Mesures techniques – Il s'agit de mesures effectuées par des instruments de mesure techniques.
Mesures métrologiques sont des mesures effectuées à l’aide d’étalons.
5. En guise de présentation du résultat les mesures sont divisées en absolues et relatives.
Mesures absolues– il s’agit de mesures effectuées par mesure directe et directe d’une grandeur fondamentale et (ou) par application d’une constante physique.
Mesures relatives- il s'agit de mesures dans lesquelles est calculé le rapport de grandeurs homogènes, le numérateur étant la grandeur comparée et le dénominateur la base de comparaison (unité). Le résultat de la mesure dépendra de la valeur prise comme base de comparaison.
6. Par les méthodes d'obtention des résultats les mesures sont divisées en directes, indirectes, cumulatives et conjointes.
Mesures directes– il s’agit de mesures réalisées à l’aide de mesures, c’est-à-dire que la grandeur mesurée est comparée directement à sa mesure. Un exemple de mesures directes est la mesure d'un angle (mesure - rapporteur).
Mesures indirectes sont des mesures dans lesquelles la valeur du mesurande est calculée à l'aide de valeurs obtenues par des mesures directes et d'une relation connue entre ces valeurs et le mesurande.
Mesures globales– ce sont des mesures dont le résultat est la solution d'un certain système d'équations, composé d'équations obtenues à la suite de la mesure de combinaisons possibles de grandeurs mesurées.
Mesures conjointes – Il s'agit de mesures au cours desquelles au moins deux grandeurs physiques inhomogènes sont mesurées afin d'établir la relation qui existe entre elles.
4. Unités de mesure
En 1960, lors de la XIe Conférence générale des poids et mesures, le Système international d'unités (SI) a été approuvé.
Le Système International d'Unités repose sur sept unités couvrant les domaines scientifiques suivants : mécanique, électricité, chaleur, optique, physique moléculaire, thermodynamique et chimie :
1) unité de longueur (mécanique) – mètre;
2) unité de masse (mécanique) – kilogramme;
3) unité de temps (mécanique) – deuxième;
4) unité de courant électrique (électricité) – ampère;
5) unité de température thermodynamique (chaleur) – kelvins;
6) unité d’intensité lumineuse (optique) – bougie;
7) unité de quantité d'une substance (physique moléculaire, thermodynamique et chimie) – taupe.
Il existe des unités supplémentaires dans le Système international d'unités :
1) unité de mesure d'un angle plan – radian;
2) unité de mesure de l'angle solide – stéradian Ainsi, grâce à l'adoption du Système international d'unités, les unités de mesure des grandeurs physiques dans tous les domaines de la science et de la technologie ont été rationalisées et ramenées à un seul type, puisque toutes les autres unités sont exprimées par sept unités SI de base et deux unités supplémentaires. Par exemple, la quantité d’électricité est exprimée en secondes et en ampères.
Principales caractéristiques de mesure
On distingue les principales caractéristiques de mesure suivantes :
1) la méthode par laquelle les mesures sont prises ;
2) principe de mesure ;
3) erreur de mesure ;
4) précision des mesures ;
5) l'exactitude des mesures ;
6) fiabilité des mesures.
Méthode de mesure- il s'agit d'une méthode ou d'un ensemble de méthodes par lesquelles une grandeur donnée est mesurée, c'est-à-dire une comparaison de la grandeur mesurée avec sa mesure selon le principe de mesure accepté.
Il existe plusieurs critères de classification des méthodes de mesure.
1. Selon les méthodes d'obtention de la valeur souhaitée de la grandeur mesurée, on distingue :
1) méthode directe (réalisée à l'aide de mesures directes et directes) ;
2) méthode indirecte.
2. Selon les techniques de mesure, il existe :
1) méthode de mesure par contact ;
2) méthode de mesure sans contact. Méthode de mesure par contact basé sur le contact direct de n’importe quelle partie de l’appareil de mesure avec l’objet mesuré.
À méthode de mesure sans contact l'appareil de mesure n'entre pas en contact direct avec l'objet à mesurer.
3. Selon les modalités de comparaison d'une grandeur avec sa mesure, on distingue :
1) méthode d'évaluation directe ;
2) méthode de comparaison avec son unité.
Méthode d'évaluation directe est basé sur l’utilisation d’un appareil de mesure qui affiche la valeur de la grandeur mesurée.
Méthode de comparaison avec mesure basé sur la comparaison de l'objet de mesure avec sa mesure.
Principe de mesure– il s'agit d'un certain phénomène physique ou de leur complexe sur lequel la mesure est basée. Par exemple, la mesure de température repose sur le phénomène de dilatation d’un liquide lorsqu’il est chauffé (mercure dans un thermomètre).
Erreur de mesure est la différence entre le résultat de la mesure d'une quantité et la valeur réelle (réelle) de cette quantité. En règle générale, l'erreur résulte d'une précision insuffisante des outils et méthodes de mesure ou de l'incapacité de fournir des conditions identiques pour des observations répétées.
Précision des mesures– il s'agit d'une caractéristique qui exprime le degré de correspondance des résultats de mesure avec la valeur réelle de la grandeur mesurée.
Quantitativement, la précision de la mesure est égale à l'erreur relative moins la première puissance, prise modulo.
Mesure correcte– il s'agit d'une caractéristique qualitative d'une mesure, qui est déterminée par la proximité de zéro de la valeur d'une erreur constante ou fixe qui change lors de mesures répétées (erreur systématique). Cette caractéristique dépend généralement de la précision des instruments de mesure.
La principale caractéristique des mesures est la fiabilité des mesures.
Fiabilité des mesures est une caractéristique qui détermine le degré de confiance dans les résultats de mesure obtenus. Selon cette caractéristique, les mesures sont divisées en fiables et peu fiables. La fiabilité des mesures dépend de la connaissance ou non de la probabilité d'écart des résultats de mesure par rapport à la valeur réelle de la valeur mesurée. Si la fiabilité des mesures n'est pas déterminée, les résultats de ces mesures ne sont généralement pas utilisés. La fiabilité des mesures est limitée ci-dessus par l'erreur
La mesure- trouver expérimentalement la valeur d'une grandeur physique à l'aide de moyens techniques particuliers.
Du terme « Mesurer » vient le terme « mesurer ». D'autres termes ne doivent pas être utilisés - « mesure », « mesure », « mesure », « mesure ». Ils ne rentrent pas dans le système des termes métrologiques.
Pour réaliser une mesure, il faut disposer : d’une grandeur physique ; méthode de mesure; instruments de mesure; opérateur; conditions requises pour la mesure.
Le but de la mesure est d'obtenir la valeur d'une grandeur physique sous la forme la plus pratique à utiliser.
Qu’entend-on par grandeur physique dont la valeur est trouvée expérimentalement ?
Quantité physique, comme indiqué ci-dessus, il s'agit d'une caractéristique d'un objet physique (système physique, phénomène ou processus), commune qualitativement à de nombreux objets physiques, mais quantitativement individuelle pour chacun d'eux.
L'individualité s'entend dans le sens où une propriété peut être un certain nombre de fois supérieure ou inférieure pour un objet que pour un autre objet. Des exemples de grandeurs physiques incluent la densité, le point de fusion, l’indice de réfraction de la lumière et bien d’autres.
Une grandeur physique est caractérisée par la taille, la valeur, la valeur numérique, les valeurs vraies et réelles.
Taille de la quantité physique - détermination quantitative d'une quantité physique inhérente à un objet matériel, un système, un phénomène ou un processus spécifique.
La valeur d'une grandeur physique est expression de la taille d'une grandeur physique sous la forme d'un certain nombre d'unités acceptées pour elle.
Valeur numérique d'une grandeur physique- un nombre abstrait inclus dans la valeur d'une grandeur.
La « taille » est un concept multi-espèces. Mais le terme « quantité » exprime souvent la taille d’une grandeur physique spécifique. Il est incorrect de dire « grandeur de la vitesse », « grandeur de la tension », puisque la vitesse et la tension sont toutes deux des quantités.
Il y a une différence entre la taille et l'ampleur. La taille de la quantité existe réellement. Vous pouvez exprimer la taille d'une quantité en utilisant n'importe quelle unité d'une quantité donnée à l'aide d'une valeur numérique. La valeur numérique change en fonction des unités choisies, tandis que la taille physique de la quantité reste la même.
Unité quantité physique- une grandeur physique de taille fixe, à laquelle est attribuée conditionnellement une valeur numérique égale à 1.
Une grandeur physique est caractérisée par sa véritable signification qui reflète idéalement la propriété correspondante de l'objet en termes qualitatifs et quantitatifs.
Valide appelé signification grandeur physique, trouvée expérimentalement et si proche de la vraie valeur qu'elle peut être utilisée à cette fin.
Types des mesures. Par méthode d'obtention Sur la base de la valeur numérique de la grandeur mesurée, toutes les mesures sont divisées en quatre types principaux : directes, indirectes, cumulatives et conjointes.
Direct sont des mesures dans lesquelles la valeur souhaitée d'une grandeur physique est obtenue directement à partir de données expérimentales (par exemple, mesurer la masse sur une balance, la longueur d'une pièce avec un micromètre).
À proprement parler, la mesure est toujours directe et est considérée comme une comparaison d'une grandeur avec son unité. Dans ce cas, il est préférable d’utiliser le terme « méthode de mesure directe ».
Mesures indirectes - détermination de la valeur souhaitée d'une grandeur physique sur la base des résultats de mesures directes d'autres grandeurs physiques fonctionnellement liées à la quantité souhaitée.
Des mesures indirectes sont effectuées dans les cas où :
* la valeur de la grandeur mesurée est plus facile à retrouver par des mesures indirectes que par des mesures directes ;
* il n'existe pas de mesures directes de telle ou telle valeur ;
* les mesures indirectes donnent moins d'erreurs que les mesures directes.
Équation de mesures indirectes : y = f (x (, x 2,... x n), où y est la valeur souhaitée, qui est fonction des arguments x, x 2,..., x n, obtenus par mesures directes .
Un exemple de mesures indirectes est la détermination de la dureté (HB) des métaux en pressant une bille d'acier d'un certain diamètre (D) avec une certaine charge (P) et en obtenant une certaine profondeur d'indentation (h) : HB = P/(tcD h).
Cumulatif sont appelées mesures simultanées de plusieurs grandeurs du même nom, dans lesquelles les valeurs des grandeurs souhaitées sont trouvées en résolvant un système d'équations obtenues à partir de mesures directes.
Par exemple, des mesures dans lesquelles les masses de poids individuels d'un ensemble sont déterminées à partir de la masse connue de l'un d'entre eux et des résultats de comparaisons directes des masses de diverses combinaisons de poids.
Mesures conjointes - Il s'agit de mesures faites simultanément de deux ou plusieurs quantités de noms différents pour trouver la relation fonctionnelle entre elles. Par exemple, déterminer la dépendance de la longueur du corps à la température, des points d'ébullition et de fusion à la pression, etc.
Les mesures peuvent être classées :
a) selon la caractéristique de précision - tout aussi précis(une série de mesures de toute quantité effectuées par des instruments de mesure d'égale précision et dans les mêmes conditions) et inégal(une série de mesures de n'importe quelle quantité effectuées par plusieurs
instruments de mesure avec une précision différente et (ou) dans plusieurs conditions différentes) ;
b) par le nombre de mesures dans une série de mesures - une fois Et de nombreux multiples ;
c) par rapport à l'évolution de la valeur mesurée - statique(mesure d'une grandeur physique qui n'évolue pas dans le temps, par exemple mesurer la longueur d'une pièce à température normale ou mesurer la taille d'un terrain) et dynamique(mesure d'une grandeur physique dont la taille varie, par exemple,
mesure du courant électrique à tension alternative, mesure
distance au niveau du sol depuis un avion en descente) ;
d) en exprimant le résultat de la mesure - absolu(une mesure basée sur des mesures directes de grandeurs et (ou) l'utilisation de valeurs de constantes physiques, par exemple, la mesure de la force F est basée sur la mesure de la quantité de base de masse m et l'utilisation d'une constante physique - l'accélération de la pesanteur g) et relatif(mesure du rapport d'une grandeur à une grandeur du même nom, qui fait office d'unité).
Vous pouvez mesurer la composition ou la propriété de substances ou mesurer une grandeur physique en utilisant l'une ou l'autre méthode de mesure.
Méthode de mesure- il s'agit d'une technique ou d'un ensemble de techniques permettant de comparer la composition ou la propriété mesurée d'une substance ou une grandeur physique mesurée avec une composition ou une propriété connue d'une substance ou avec une unité de grandeur physique conformément au principe de mesure mis en œuvre.
Principe de mesure- c'est le phénomène ou l'effet qui sous-tend les mesures.
Examinons certains des principes qui sous-tendent les mesures.
Si vous chauffez les jonctions de deux électrodes constituées de matériaux différents, une force électromotrice se produit. Ce phénomène est à la base d'une mesure de température de haute précision (thermocouples).
Lorsque les conducteurs électriques et les semi-conducteurs sont chauffés, leur résistance change. Ce phénomène permet d'obtenir des mesures de température très précises, notamment lors de l'utilisation du platine. L'utilisation de semi-conducteurs permet de mesurer de petites plages de température et la température de corps de très petits volumes.
Lorsque certains matériaux sont étirés ou comprimés, leur résistance électrique change, ce qui sert de base à la mesure des petites déformations des corps, ainsi que des pressions élevées et ultra-élevées. À l’interface d’un métal et d’un semi-conducteur, lorsqu’il est éclairé, une force électromotrice se produit, ce qu’on appelle l’effet photoélectrique. Les photocellules, utilisées dans de nombreux instruments de mesure, sont basées sur l'utilisation de l'effet photoélectrique.
La luminosité de la lueur du corps dépend de la température, qui, à son tour, dépend de la force du courant chauffant le corps. Une méthode de mesure de température sans contact (pyromètre optique) est basée sur ce phénomène.
Cours 3. MESURES DE GRANDEURS PHYSIQUES
3.1 Mesures de grandeurs physiques et leur classification
3.2 Principes, méthodes de mesure
3.3. Procédure de mesure
Mesures de grandeurs physiques et leur classification
La fiabilité des informations de mesure constitue la base de l'analyse, des prévisions, de la planification et de la gestion de la production en général, contribue à accroître l'efficacité de la comptabilisation des matières premières, des produits finis et des coûts énergétiques, ainsi qu'à améliorer la qualité des produits finis.
La mesure- un ensemble d'opérations effectuées pour déterminer la valeur quantitative d'une grandeur ;
Mesure d’une grandeur physique – un ensemble d'opérations pour l'utilisation d'un dispositif technique qui stocke une unité de quantité physique, garantissant que la relation entre la quantité mesurée et son unité est trouvée et que la valeur de cette quantité est obtenue.
Objet de mesure– un objet physique réel dont les propriétés sont caractérisées par une ou plusieurs PV mesurées.
technologie de mesure– un ensemble de moyens techniques utilisés pour effectuer des mesures.
Le principal consommateur d’équipements de mesure est l’industrie. ici, la technologie de mesure fait partie intégrante du processus technologique, car elle est utilisée pour obtenir des informations sur les régimes technologiques qui déterminent le déroulement des processus.
mesures technologiques– un ensemble d'appareils de mesure et de méthodes de mesure utilisés dans les processus technologiques.
Objet de mesure– un corps (système physique, processus, phénomène, etc.), qui est caractérisé par une ou plusieurs grandeurs physiques mesurables ou mesurables.
Qualité des mesures est un ensemble de propriétés qui déterminent la conformité des moyens, de la méthode, de la méthodologie, des conditions de mesure et de l'état de l'unité de mesure avec les exigences de la tâche de mesure.
Les mesures sont classées selon les critères suivants :
3.1.1 Selon la dépendance de la valeur mesurée au temps en statique et dynamique ;
Mesures statiques– mesure d'une grandeur physique qui, conformément à la tâche de mesure, est acceptée comme constante pendant toute la durée de la mesure (par exemple, mesurer la taille d'une pièce à température normale).
Mesures dynamiques– mesures d'une grandeur physique dont la taille évolue dans le temps (par exemple, mesure de la fraction massique d'eau dans un produit lors du processus de séchage).
3.1.2 Par mode d'obtention des résultats en direct, indirect, cumulatif, conjoint ;
Mesure directe– une mesure dans laquelle la valeur souhaitée d'une grandeur physique est trouvée directement à partir de données expérimentales. Dans le processus de mesure directe, l'objet à mesurer est mis en interaction avec l'instrument de mesure et, selon les lectures de ce dernier, la valeur de la grandeur mesurée est mesurée. Des exemples de mesures directes incluent la mesure de la longueur avec une règle, de la masse avec une échelle, de la température avec un thermomètre en verre et de l'acidité active avec un pH-mètre, etc.
Les mesures directes comprennent les mesures de la grande majorité des paramètres d'un processus technologique chimique.
Mesure indirecte– une mesure dans laquelle la valeur souhaitée d'une grandeur est trouvée sur la base d'une relation connue entre cette grandeur et des grandeurs obtenues par mesure directe.
Les mesures indirectes sont utilisées dans deux cas :
· il n'existe pas d'instrument de mesure pour les mesures directes ;
· Les mesures directes ne sont pas assez précises.
Lors des analyses chimiques de la composition et des propriétés des substances alimentaires, les mesures indirectes sont largement utilisées. Un exemple de mesures indirectes peut être les mesures de la densité d'un corps homogène par sa masse et son volume ; détermination de la fraction massique d'eau dans les produits à base de poisson par séchage à une température de 105 Ô C, dont l'essence est de sécher le produit jusqu'à une masse constante et de déterminer la fraction massique d'eau selon la formule :
où M 1 – poids du flacon de pesée avec un échantillon avant séchage, g ; M 2 – poids du flacon de pesée avec un échantillon après séchage, g ; M est la masse de l'échantillon.
Mesures cumulées – mesures de plusieurs grandeurs homogènes, dans lesquelles les valeurs requises des grandeurs sont trouvées en résolvant un système d'équations obtenu par mesures directes de diverses combinaisons de ces grandeurs (mesures dans lesquelles la masse des poids individuels d'un ensemble est trouvée à partir du masse connue de l'un d'entre eux et des résultats de comparaisons directes des masses de diverses combinaisons de poids).
Mesures conjointes – mesures simultanées de deux ou plusieurs quantités différentes pour trouver la relation entre elles (par exemple, mesures simultanées de l'incrément de longueur d'un échantillon en fonction des changements de sa température et détermination du coefficient de dilatation linéaire à l'aide de la formule k= l/( lDt)).
Les mesures conjointes ne diffèrent pratiquement pas des mesures indirectes.
3.1.3. Par connexion avec l'objet en contact et sans contact , auquel l'élément sensible du dispositif est mis en contact ou non avec l'objet de mesure.
3.1.4. Selon les conditions de précision en égal et inégal.
Mesures de précision égale – une série de mesures de n'importe quelle quantité effectuées par des instruments de mesure d'égale précision dans les mêmes conditions.
Mesures inégales– une série de mesures de toute grandeur, effectuées par des instruments de mesure de précision différente et dans des conditions différentes. Par exemple, la fraction massique d'eau dans le poisson séché a été déterminée par deux méthodes : séchage à une température de 130 Ô C et sur l'appareil HF à une température de 150 Ô C, l'erreur tolérée dans le premier cas est de +1%, dans le second de +0,5%.
3.1.5 Par le nombre de mesures dans une série de mesures unique et multiple.
Mesure unique– mesures effectuées une seule fois (mesure d'un temps précis à l'aide d'une horloge).
Mesure multiple– une mesure d'une grandeur physique de même taille, dont le résultat est obtenu à partir de plusieurs mesures successives, c'est-à-dire constitué d’une série de mesures uniques. En règle générale, les mesures multiples sont celles qui sont effectuées plus de trois fois. La moyenne arithmétique de mesures individuelles est généralement le résultat de plusieurs mesures.
3.1.6. Selon objectif métrologique pour technique, métrologique;
Dimension technique– une mesure réalisée à l'aide d'un instrument de mesure fonctionnel dans le but de suivre et de gérer des expériences scientifiques, de surveiller les paramètres d'un produit, etc. (mesure de la température dans un four de fumage, détermination de la fraction massique de graisse dans le poisson).
Mesure métrologique– une mesure effectuée à l'aide d'un étalon et d'instruments de mesure étalons dans le but d'introduire une nouvelle unité de grandeur physique ou de transférer sa taille à des instruments de mesure fonctionnels.
3.1.7 En exprimant le résultat de la mesure en absolu et relatif;
Mesure absolue– une mesure basée sur des mesures directes d'une ou plusieurs grandeurs de base et sur l'utilisation de constantes physiques. Par exemple, la mesure de la gravité repose sur la mesure de la grandeur de base - la masse (m) et l'utilisation de la constante physique g : F = mg.
Dimension relative– une mesure effectuée dans le but d'obtenir le rapport d'une grandeur à une grandeur du même nom, qui joue le rôle d'unité, ou la mesure d'une grandeur par rapport à une grandeur du même nom, prise comme initiale. Par exemple, mesurer l’humidité relative de l’air.
3.1.8. Basé sur des ensembles de valeurs mesurées existants sur électrique ( courant, tension, puissance) , mécanique ( masse, nombre de produits, effort) ; , Energie thermique(température, pression) ; , physique(densité, viscosité, turbidité) ; chimique(composition, propriétés chimiques, concentration) , ingénierie radio etc.
L'analyse de l'état des mesures dans l'industrie agroalimentaire a permis d'établir la composition qualitative et quantitative du parc d'appareils de mesure, qui se caractérise par le ratio (%) suivant :
– mesures thermiques – 50,7 ;
– mesures mécaniques – 30,4 ;
– énergie électrique – 12,1 ;
– mesures physiques et chimiques – 6.2 ;
– mesures de temps et de fréquence – 0,6.
Principes et méthodes de mesure
Principe de mesure– un phénomène ou un effet physique sous-jacent aux mesures. Par exemple, la mesure de la température avec un thermomètre à liquide repose sur l’augmentation du volume du liquide à mesure que la température augmente.
Méthode de mesureème- une technique ou un ensemble de techniques permettant de comparer une grandeur physique mesurée avec son unité conformément aux principes de mesure mis en œuvre.
La classification des méthodes de mesure est présentée sur la Fig. 3.1.
Graphique 3.1. Classification des méthodes de mesure
Méthode d'évaluation directe– une méthode de mesure dans laquelle la valeur de la grandeur mesurée est déterminée directement à partir de l'appareil de lecture d'un appareil de mesure à action directe (avec lecture sur une échelle ou sur une échelle à vernier - une échelle auxiliaire sur laquelle les fractions de division de l'échelle principale sont comptés). Par exemple, compter avec une horloge ou une règle.
Méthode de comparaison avec mesure– une méthode de mesure dans laquelle la valeur mesurée est comparée à la valeur reproduite par la mesure.
Mesure– SI conçu pour reproduire des PV d’une taille donnée
La méthode de comparaison se produit zéro, différentiel, substitution.
Méthode nulle– un type de méthode différentielle dans laquelle l'effet résultant de l'influence des grandeurs sur un appareil de comparaison est ramené à zéro (balances à tasses). Dans ce cas, la valeur de la grandeur mesurée est égale à la valeur que reproduit la mesure.
À méthode différentielle la valeur mesurée x est comparée directement ou indirectement à la valeur x et à une mesure reproductible. La valeur de x est jugée par la différence Δx = x – x m mesurée par l'appareil dans les valeurs mesurées simultanément x et xm et par la valeur connue xm reproduite par la mesure. Alors
x = x m + Δx
Méthode de substitution- une méthode dans laquelle la quantité souhaitée est remplacée par une mesure de valeur connue.
En fonction du contact avec la valeur mesurée, les méthodes sont divisées en contact et sans contact , auquel l'élément sensible du dispositif est mis en contact ou non avec l'objet de mesure. Un exemple de mesure par contact consiste à mesurer la température d'un produit avec un thermomètre, et une mesure sans contact consiste à mesurer la température dans un haut fourneau avec un pyromètre.
Selon le principe qui sous-tend la mesure, les méthodes sont divisées en physique, chimique, physicochimique, microbiologique, biologique .
Méthode physique– la méthode est basée sur l'enregistrement d'un signal analytique qui enregistre une certaine propriété à la suite d'un processus physique.
Grâce à la méthode physique, les propriétés physiques des hydrobiontes (masse, longueur, couleur) et de nombreux paramètres de contrôle des processus technologiques (température, pression, temps, etc.) sont déterminées. Lors de la recherche, divers instruments de mesure sont utilisés. Cette méthode est la plus objective et la plus progressive.
Avantages – rapidité de détermination, précision des résultats
Inconvénients - l'incapacité de déterminer de nombreux indicateurs, principalement analytiques
Méthode chimique– basé sur l'enregistrement d'un signal analytique résultant d'une réaction chimique, utilisé pour évaluer la composition et les propriétés d'un produit. Par exemple : titrométrie (détermination de la salinité, gravimétrie - détermination de la teneur en sulfate dans le sel de table).
Avantages : le plus précis et le plus objectif.
Inconvénients : durée de l'analyse, nécessite la préparation de réactifs, grande quantité de verrerie.
Méthode physico-chimique– est basé sur l’enregistrement d’un signal résultant d’une réaction chimique, mais qui est également enregistré sous la forme d’une mesure d’une propriété physique. Est actuellement le plus progressiste. Les méthodes physico-chimiques sont divisées en :
À PROPOS méthodes optiques– le lien entre les propriétés optiques du système et sa composition est utilisé.
- calorimétrique Si - basé sur la mesure de l'absorption de l'énergie électromagnétique dans une gamme étroite de longueurs d'onde lumineuses (détermination de la quantité de phénols, de la teneur en vitamines, etc.).
- réfractométrique – basé sur la mesure de l'indice de réfraction d'une solution (détermination de la matière sèche d'une tomate).
- potentométrique– est basé sur la détermination du potentiel d’équilibre (mesure de la CEM) et la recherche de la relation entre sa valeur et le composant déterminant le potentiel de la solution (Détermination du pH d’une solution)
- polarographique– basé sur la détermination de la dépendance du courant à l'augmentation de la tension sur l'électrode d'une cellule immergée dans une solution (détermination des métaux lourds)
- conductométrique– basé sur la détermination de la conductivité électrique des solutions électrolytiques (détermination des métaux lourds, concentration du sel superficiel dans la solution).
- méthodes combinées-sur la base de la séparation de mélanges complexes en composants individuels et de leur détermination quantitative, il existe : chromatographique (couche mince - détermination de la composition en acides gras ; gaz-liquide - détermination de la composition en acides aminés, pesticides, adsorption, échange d'ions).
Plan du cours :
1 Classification des mesures
2 Grandeurs physiques. Classification des grandeurs physiques
3 Équation de mesure de base. Conversion de mesures
4 Postulats de la théorie de la mesure
5 Essais et contrôles, limites de mesure
La classification des instruments de mesure peut être effectuée selon les critères suivants.
1. Caractéristiques de précision les mesures sont divisées en égales et inégales.
Mesures de précision égale une grandeur physique est une série de mesures d'une certaine grandeur effectuées à l'aide d'instruments de mesure (IM) avec la même précision dans des conditions initiales identiques.
Des mesures inégalement précises quantité physique sur est une série de mesures d'une certaine quantité effectuées à l'aide d'instruments de mesure avec une précision différente et (ou) dans des conditions initiales différentes.
2. Par nombre de mesures les mesures sont divisées en simples et multiples.
Mesure unique est une mesure d’une quantité effectuée une fois. En pratique, les mesures uniques comportent une erreur importante ; par conséquent, pour réduire l'erreur, il est recommandé d'effectuer des mesures de ce type au moins trois fois et de prendre leur moyenne arithmétique comme résultat.
Mesures multiples est une mesure d'une ou plusieurs quantités effectuée quatre fois ou plus. Une mesure multiple est une série de mesures uniques. Le nombre minimum de mesures pour lequel une mesure peut être considérée comme multiple est de quatre. Le résultat de plusieurs mesures est la moyenne arithmétique des résultats de toutes les mesures prises. Avec des mesures répétées, l'erreur est réduite.
3. Par type de changement de valeur les mesures sont divisées en statiques et dynamiques.
Mesures statiques- Ce sont des mesures d'une grandeur physique constante et immuable. Un exemple d’une telle grandeur physique constante dans le temps est la longueur d’un terrain.
Mesures dynamiques- Il s'agit de mesures d'une grandeur physique changeante et non constante.
4. Volontairement les mesures sont divisées en techniques et métrologiques.
Mesures techniques- il s'agit de mesures effectuées par des instruments de mesure techniques.
Mesures métrologiques sont des mesures effectuées à l’aide d’étalons.
5. Par mode de présentation les résultats de mesure sont divisés en absolus et relatifs.
Mesures absolues- il s'agit de mesures effectuées par mesure directe et directe d'une grandeur fondamentale et (ou) application d'une constante physique.
Relatif les mesures sont des mesures dans lesquelles le rapport de quantités homogènes est calculé, le numérateur étant la quantité comparée et le dénominateur étant la base de comparaison (unité). Le résultat de la mesure dépendra de la valeur prise comme base de comparaison.
6. Par méthodes recevoir les résultats de mesure sont divisés en directs, indirects, cumulatifs et conjoints.
Mesures directes- ce sont des mesures réalisées à l'aide de mesures, c'est-à-dire la grandeur mesurée est comparée directement à sa mesure. Un exemple de mesures directes est la mesure d'un angle (une mesure - un rapporteur).
Mesures indirectes- Il s'agit de mesures dans lesquelles la valeur du mesurande est calculée à l'aide de valeurs obtenues par des mesures directes et d'une relation connue entre ces valeurs et le mesurande.
Mesures globales- ce sont des mesures dont le résultat est la solution d'un système d'équations, qui Avec laissés par les équations obtenues à la suite de la mesure des combinaisons possibles de quantités mesurées.
Mesures conjointes- ce sont des mesures au cours desquelles au moins deux grandeurs physiques inhomogènes sont mesurées Avec le but d’établir la dépendance existante entre eux.
Tous les objets du monde environnant sont caractérisés par leurs propriétés. Une propriété est une catégorie philosophique qui exprime un tel aspect d'un objet (phénomène, processus) qui détermine sa différence ou son point commun avec d'autres objets (phénomènes, processus) et se révèle dans ses relations avec eux. Propriété – catégorie de qualité. Pour décrire quantitativement diverses propriétés des processus et des corps physiques, le concept de quantité est introduit. La grandeur est une propriété de quelque chose qui peut être distinguée des autres propriétés et évaluée d'une manière ou d'une autre, y compris quantitativement. Une quantité n'existe pas en soi ; elle n'existe que dans la mesure où il existe un objet dont les propriétés sont exprimées par une quantité donnée. Les quantités idéales concernent principalement les mathématiques et constituent une généralisation (modèle) de concepts réels spécifiques. Ils sont calculés d'une manière ou d'une autre.
De nombreuses propriétés, en plus de la relation d'équivalence, se manifestent également par rapport à la présence d'une ordonnée quantitative de la propriété - l'intensité. Lorsqu'un objet est divisé, ces propriétés ne changent généralement pas et sont appelées quantités intensives. En comparant les valeurs intensives, on peut déterminer leur rapport et les ordonner selon l'intensité d'une propriété donnée. Lors de la comparaison de quantités intensives, une relation d'ordre (supérieure, inférieure ou égale) est révélée, c'est-à-dire la relation entre les quantités est déterminée. Des exemples de quantités intensives sont la dureté d'un matériau, l'odeur, etc. Les quantités intensives peuvent être détectées, classées par intensité, soumises à un contrôle et quantifiées par des nombres croissants ou décroissants de manière monotone. Sur la base du concept de « quantité intensive », les concepts de quantité physique et de sa taille sont introduits. La taille d'une grandeur physique est le contenu quantitatif dans un objet donné d'une propriété correspondant au concept de grandeur physique.
Les quantités intensives sont affichées par une évaluation quantitative, principalement experte, dans laquelle les propriétés de plus grande taille sont affichées en nombre plus élevé que les propriétés de plus petite taille. Les quantités intensives sont évaluées à l’aide d’échelles d’ordre et d’intervalle, discutées ci-dessous.
Les objets caractérisés par des quantités intenses peuvent faire l'objet d'un contrôle. Le contrôle est une procédure permettant d'établir une correspondance entre l'état d'un objet et la norme. Pour mettre en œuvre la procédure de contrôle à paramètre unique la plus simple de la propriété X, des objets modèles sont nécessaires qui caractérisent les paramètres égaux respectivement au X inférieur et au X supérieur dans les limites normales, ainsi qu'un dispositif de comparaison. Le résultat du contrôle Q est déterminé par l'équation suivante : en dessous de la normale (X<Х н); норма (X>X n et X<Х в); выше нормы (X>Xc).
Si une grandeur physique se manifeste dans les relations d'équivalence, d'ordre et d'additivité, alors elle peut être : détectée, classée, contrôlée et mesurée. Ces quantités, appelées extensives, caractérisent généralement le matériau physique ou les propriétés énergétiques d'un objet, par exemple la masse corporelle, la résistance électrique d'un conducteur, etc. Lors de la mesure d'une quantité extensive, un ensemble indénombrable de ses dimensions est mappé sur un sous-ensemble dénombrable. sous la forme d'un ensemble de nombres Q, qui doivent également satisfaire les relations d'équivalence, d'ordre et d'additivité. Les nombres Q sont des résultats de mesure et peuvent être utilisés pour toute opération mathématique. L'ensemble de ces nombres Q doit avoir les propriétés suivantes :
Pour se manifester par rapport à l'équivalence, un ensemble de nombres Q représentant des quantités homogènes de tailles différentes doit être un ensemble de nombres portant le même nom. Ce nom est une unité de quantité physique ou sa fraction. Une unité de grandeur physique [Q] est une grandeur physique de taille fixe, à laquelle est classiquement attribuée une valeur numérique égale à un. Il est utilisé pour l’expression quantitative de grandeurs physiques homogènes.
Pour la manifestation dans les relations d'équivalence et d'ordre, le nombre q 1, reflétant la plus grande valeur Q 1 > Q 2, est choisi plus grand que le nombre q 2, représentant la plus petite valeur Q 2. Dans les deux cas, une unité de quantité physique est utilisée. Pour satisfaire cette condition, un ensemble ordonné de nombres réels avec une relation d'ordre naturel est choisi comme ensemble souhaité q 1 ,…, q n.
Pour se manifester dans les relations d'équivalence, d'ordre et d'additivité, un nombre abstrait égal à l'estimation de la quantité mesurable totale Q résultant de l'addition des composantes de quantités homogènes Q i doit être égal à la somme des estimations numériques qi de ces composants. La somme des nombres nommés Q i reflétant les composants doit être égale au nombre nommé Q reflétant la valeur totale :
Si la condition [Q] = est mise en œuvre, c'est-à-dire qu'il existe une égalité dans la taille des unités de tous les nombres nommés reflétant la valeur totale Q et ses composants Q i , alors dans ce cas les concepts suivants sont introduits :
La valeur d'une grandeur physique Q est une estimation de sa taille sous la forme d'un certain nombre d'unités acceptées pour elle ;
La valeur numérique d'une grandeur physique, q est un nombre abstrait exprimant le rapport de la valeur d'une grandeur à l'unité correspondante d'une grandeur physique donnée.
L'équation Q = q[Q] est appelée équation de mesure de base. L'essence de la mesure la plus simple est de comparer la taille de la grandeur physique Q avec la taille de la grandeur de sortie de la mesure multivaluée réglable q[Q]. Suite à la comparaison, il est établi que q[Q] La condition de mise en œuvre de la procédure élémentaire de mesure directe est d'effectuer les opérations suivantes : Reproduction d'une grandeur physique d'une taille donnée q[Q] ; Comparaison de la grandeur physique mesurée Q avec la grandeur de mesure reproductible q[Q]. Ainsi, sur la base de l'utilisation de postulats généraux d'équivalence, d'ordre et d'additivité, a été obtenu le concept de mesure directe, qui peut être formulé comme suit : la mesure est un processus cognitif consistant en la comparaison par une expérience physique d'une grandeur physique donnée avec une grandeur physique connue prise comme unité de mesure. Comme toute autre science, la théorie de la mesure repose sur un certain nombre de postulats fondamentaux qui décrivent ses axiomes initiaux. Un grand nombre d'études scientifiques sont consacrées à la construction et à l'étude de ces axiomes-postulats. Il convient de noter que toute tentative de formuler les dispositions initiales (postulats) de la théorie de la mesure se heurte à des difficultés fondamentales. Cela est dû au fait que, d'une part, les postulats doivent représenter des déclarations objectives et, d'autre part, le sujet de la métrologie est la mesure, c'est-à-dire le type d’activité que les gens entreprennent pour atteindre des objectifs subjectifs. Par conséquent, il est nécessaire de formuler des énoncés objectifs qui serviraient de fondement à une discipline scientifique comportant un élément subjectif important. Le premier postulat de la métrologie est le postulat a : dans le cadre du modèle accepté de l'objet d'étude, il existe une certaine grandeur physique mesurable et sa vraie valeur. Si, par exemple, on suppose que la pièce est un cylindre (le modèle est un cylindre), alors elle a un diamètre mesurable. Si la pièce ne peut pas être considérée comme cylindrique, par exemple si sa section est une ellipse, alors mesurer son diamètre est inutile, car la valeur mesurée ne contient aucune information utile sur la pièce. Et donc, dans le cadre du nouveau modèle, le diamètre n'existe pas. La grandeur mesurée n'existe que dans le cadre du modèle accepté, c'est-à-dire n’a de sens que tant que le modèle est considéré comme adéquat à l’objet. Puisque, à différentes fins de recherche, différents modèles peuvent être comparés à un objet donné, alors du postulat a découle le corollaire a 1 : pour une grandeur physique donnée de l'objet mesuré, il existe de nombreuses grandeurs mesurées et, par conséquent, leur véritable valeurs. Ainsi, du premier postulat de la métrologie, il résulte que la propriété mesurée d'un objet de mesure doit correspondre à un paramètre de son modèle. Ce modèle doit permettre de considérer ce paramètre inchangé pendant le temps nécessaire à la mesure. Sinon, les mesures ne peuvent pas être prises. Ce fait est décrit par le postulat b : la vraie valeur de la grandeur mesurée est constante. Après avoir identifié un paramètre constant du modèle, vous pouvez procéder à la mesure de la valeur correspondante. Pour une grandeur physique variable, il est nécessaire d'isoler ou de sélectionner un paramètre constant et de le mesurer. Dans le cas général, un tel paramètre constant est introduit à l'aide de certaines fonctionnelles. Un exemple de tels paramètres constants de signaux variant dans le temps introduits via des fonctionnelles sont les valeurs moyennes quadratiques rectifiées. Cet aspect se reflète dans le corollaire b1 : pour mesurer une grandeur physique variable, il faut déterminer son paramètre constant - la grandeur mesurée. Les mesures basées sur l'utilisation des sens humains (toucher, odorat, vision, ouïe et goût) sont dites organoleptiques. La mesure du temps par exemple ou de la gravité (par les astronautes) repose sur des sensations. Les mesures encore moins parfaites sur l'échelle de commande sont basées sur des impressions. Les mesures basées sur l'intuition sont appelées heuristiques. Les mesures réalisées à l'aide de moyens techniques particuliers sont dites instrumentales. Ceux-ci peuvent inclure des systèmes automatisés et automatisés. Dans les mesures automatisées, le rôle d'une personne n'est pas totalement exclu (réception des données du dispositif de reporting d'un appareil de mesure ou d'un affichage numérique). Les mesures automatiques sont effectuées sans intervention humaine. Leur résultat est présenté sous forme de document et est totalement objectif. Les indicateurs sont des dispositifs techniques conçus pour détecter des propriétés physiques. Les instruments de mesure sont tous les moyens techniques utilisés dans les mesures et présentant des caractéristiques métrologiques normalisées. Les mesures réelles sont conçues pour reproduire une grandeur physique d'une taille donnée, caractérisée par ce que l'on appelle la taille nominale. Les transducteurs de mesure sont des instruments de mesure qui produisent des signaux d'informations de mesure sous une forme pratique pour une conversion, une transmission, un stockage et un traitement ultérieurs, mais, en règle générale, inaccessibles à la perception directe par un observateur. L'unité des mesures s'entend comme un état dans lequel les résultats sont exprimés en unités légales et l'exactitude des mesures est documentée. Les caractéristiques métrologiques des instruments de mesure sont les caractéristiques techniques qui affectent les résultats et la précision des mesures. L'échelle de mesure d'une propriété quantitative est une échelle d'une grandeur physique. Une échelle de grandeur physique est une séquence ordonnée de valeurs d'une grandeur physique, adoptée d'un commun accord sur la base des résultats de mesures précises. Conformément à la structure logique de la manifestation des propriétés, on distingue cinq principaux types d'échelles de mesure. Échelle de dénomination (échelle de classification). De telles échelles sont utilisées pour classer des objets empiriques dont les propriétés n'apparaissent que par rapport à l'équivalence. Ces propriétés ne peuvent pas être considérées comme des grandeurs physiques, donc les échelles de ce type ne sont pas des échelles de grandeurs physiques. Il s'agit du type d'échelle le plus simple, basé sur l'attribution de numéros aux propriétés qualitatives des objets, jouant le rôle de noms. Un exemple d'échelles de dénomination sont les atlas de couleurs largement utilisés conçus pour l'identification des couleurs. Échelle de commande (échelle de classement). Si la propriété d'un objet empirique donné se manifeste par rapport à l'équivalence et à l'ordre dans une manifestation quantitative croissante ou décroissante de la propriété, alors une échelle d'ordre peut être construite pour cela. Il augmente ou diminue de manière monotone et permet d'établir un rapport supérieur/inférieur entre les quantités caractérisant la propriété spécifiée. Dans les échelles de commande, zéro existe ou n'existe pas, mais en principe il est impossible d'introduire des unités de mesure, puisqu'une relation de proportionnalité n'a pas été établie pour elles et, par conséquent, il n'y a aucun moyen de juger combien de fois plus ou moins spécifique les manifestations d’une propriété sont. Les échelles de commande sur lesquelles sont marqués des points de référence se sont généralisées. De telles échelles, par exemple, incluent l'échelle de Mohs pour déterminer la dureté des minéraux, qui contient 10 minéraux de référence (référence) avec différents indices de dureté : talc - 1 ; gypse - 2; Calcium - 3 ; fluorine - 4; apatite - 5; orthose - 6; quartz-7; topaze - 8; corindon - 9; diamant - 10. L'attribution d'un minéral à une gradation particulière de dureté est effectuée sur la base d'une expérience qui consiste à gratter le matériau d'essai avec un matériau de support. Si après avoir gratté le minéral à tester avec du quartz (7), une trace reste dessus, mais après l'orthose (6) il n'y a aucune trace, alors la dureté du matériau à tester est supérieure à 6, mais inférieure à 7. L'évaluation sur les échelles de commande est ambigu et très conditionnel, comme en témoigne l'exemple considéré. Échelle d'intervalle (échelle de différence). Ces échelles sont un développement ultérieur des échelles d'ordre et sont utilisées pour les objets dont les propriétés satisfont aux relations d'équivalence, d'ordre et d'additivité. L'échelle d'intervalles se compose d'intervalles identiques, a une unité de mesure et un début arbitrairement choisi - le point zéro. Ces échelles incluent une chronologie selon divers calendriers, dans lesquels soit la création du monde, soit la Nativité du Christ, etc. Les échelles de température Celsius, Fahrenheit et Réaumur sont également des échelles d'intervalles. Il existe pratiquement deux manières de définir l'échelle. Dans le premier d'entre eux, deux valeurs Q 0 et Q 1 sont sélectionnées, qui sont relativement simples à mettre en œuvre physiquement. Ces valeurs sont appelées points de référence, ou points de référence principaux, et l'intervalle est appelé intervalle principal (Q 1 -Q 0). Échelle relationnelle. Ces échelles décrivent les propriétés d'objets empiriques qui satisfont aux relations d'équivalence, d'ordre et d'additivité (les échelles du deuxième type sont additives) et dans certains cas de proportionnalité (les échelles du premier type sont proportionnelles). Leurs exemples sont l'échelle de masse (deuxième type), la température thermodynamique (premier type). Dans les échelles de ratio, il existe un critère naturel sans ambiguïté pour la manifestation quantitative nulle d'une propriété et une unité de mesure établie par accord. D'un point de vue formel, l'échelle de ratio est une échelle d'intervalle d'origine naturelle. Toutes les opérations arithmétiques sont applicables aux valeurs obtenues sur cette échelle, ce qui est important lors de la mesure d'une grandeur physique. Les échelles relationnelles sont les plus avancées. Échelles absolues. Certains auteurs utilisent le concept d'échelles absolues, par lesquelles ils désignent des échelles qui ont toutes les caractéristiques des échelles de ratio, mais qui ont en plus une définition naturelle et sans ambiguïté de l'unité de mesure et ne dépendent pas du système d'unités de mesure adopté. De telles échelles correspondent à des valeurs relatives : gain, atténuation, etc. Pour former de nombreuses unités dérivées dans le système SI, des unités sans dimension et de comptage d'échelles absolues sont utilisées. Notez que les échelles de noms et d'ordre sont appelées non métriques (coceptuelles), et les échelles d'intervalles et de rapports sont appelées métriques (matérielles). Les échelles absolues et métriques appartiennent à la catégorie des échelles linéaires. La mise en œuvre pratique des échelles de mesure s'effectue en normalisant à la fois les échelles et les unités de mesure elles-mêmes et, si nécessaire, les méthodes et conditions de leur reproduction sans ambiguïté. Questions de contrôle : 1 Définir une grandeur physique. Donnez des exemples de quantités appartenant à différents groupes de processus physiques. 2 Que sont les grandeurs physiques extensives et intensives ? Quelles sont leurs similitudes et leurs différences ? Donnez des exemples de grandeurs physiques de chaque type. 3 Qu'est-ce qu'une échelle de grandeur physique ? Donnez des exemples de différentes échelles de grandeurs physiques. 4 Nommez les principales opérations de la procédure de mesure. Dites-nous comment ils sont mis en œuvre lors de la mesure de la taille d'une pièce avec un pied à coulisse. 5 Donnez des exemples de transducteurs de mesure, de mesures multivaluées et d'appareils de comparaison utilisés dans des instruments de mesure que vous connaissez. 6 Qu'est-ce qu'un instrument de mesure ? Donnez des exemples d'instruments de mesure pour diverses grandeurs physiques.
