Типы шкал

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ШКАЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ

 

Физическая величина – одно из свойств физического объекта, в качественном отношении общее для многих физических объектов, а в количественном – индивидуальное для каждого из них; например, все тела обладают массой и температурой, но для каждого из них эти параметры различны.

Измеряемые ФВ могут быть выражены количественно в виде определенного числа установленных единиц измерения. Величины, для которых по тем или иным причинам не может быть введена единица измерения, могут быть только оценены.

 

Типы шкал

 

1. шкала наименований (шкала классификации): используется для выявления различий между объектами или классификации объектов, свойства которых проявляются только в отношении эквивалентности (совпадения или несовпадения). Основана на приписывании качественным свойствам объектов чисел, играющих роль имен. Нумерация объектов по шкале наименований осуществляется по принципу: «не приписывай одну и ту же цифру разным объектам»; в них отсутствует понятие «0», «больше» или «меньше» и единицы измерения.

Пример – атласы цветов, предназначенные для идентификации цвета, шкала обозначения городских телефонных номеров.

2. шкала порядка (шкала рангов): содержит монотонно изменяющиеся размеры измеряемых величин и позволяет установить отношение больше/меньше между величинами, характеризующими указанное свойство.

Пример – 12-балльная шкала Рихтера, 12-балльная шкала Бофорта для измерения силы морского ветра, 4-х балльная шкала для оценивания знаний, 10-балльная шкала минералогической твердости (шкала Мооса).

3. шкала интервалов (шкала разностей): состоит из одинаковых интервалов, имеет единицу измерения и произвольно выбранное начало – нулевую точку. На шкале интервалов определены действия сложения и вычитания интервалов.

Пример – (шкала интервалов времени): летосчисление по различным календарям, в которых за начало отсчета принято либо сотворение мира (юлианский календарь), либо Рождество Христово (григорианский календарь); шкала Цельсия (за начало отсчета принята температура таяния льда), шкала Фаренгейта (за начало отсчета принята температура таяния смеси льда, поваренной соли и нашатыря).

4. шкала отношений (подобия): в этой шкале существует однозначный естественный ноль и единица измерения. С формальной точки зрения шкала отношений является шкалой интервалов с естественным началом отсчета. К значениям, полученным по этой шкале, применимы все арифметические действия.

Пример – шкала массы, шкала термодинамической температуры, связанная со шкалой Кельвина, шкала длины.

Переход от одной шкалы отношений к другой, эквивалентной ей шкале осуществляется с помощью преобразования подобия, поэтому шкалы отношений отражают, во сколько раз свойство одного объекта превосходит это же свойство другого объекта.

5. абсолютная шкала: обладает всеми признаками шкалы отношений, но дополнительно имеет естественное однозначное определение единицы измерения.

Абсолютные шкалы используют для измерения относительных величин, например, коэффициента усиления, отражения, амплитудной модуляции.