КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Г л а в а 4

СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Сравнение неизвестного размера с известным и выражение первого через второй в кратном или дольном отношении чело­веку приходится делать в жизни бесчисленное количество раз. Сравнивая в уме высоту людей с представлением о единице длины в Международной системе, мы измеряем их рост на глаз с точностью до нескольких сантиметров. Легко можем определить, с какой примерно скоростью движется автомо­биль. Результаты подобных измерений в значительной мере зависят от квалификации тех, кто их выполняет. Штангист, например, довольно точно устанавливает массу поднимае­мой штанги, врач наощупь измеряет температуру больного с точностью до десятых долей кельвина. Во всех этих случаях информация о размерах тех или иных физических величин, доставляемая с помощью органов чувств, сравнивается с представлением о соответствующих единицах, и неизвестные размеры выражаются через эти единицы в кратном или доль­ном отношении, т. е. выполняется измерение по шкале отно­шений.

Измерения, основанные на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса), назы­ваются органолептическими. Они широко применяются не только в обиходе, но и в некоторых областях науки и техни­ки (например, при визуальной топографической съемке мест­ности) .

Природа в разной степени наделила людей способностями к органолептическим измерениям по шкале отношений. Час­тоту звуковых колебаний, например, могут определить лишь те немногие, кто обладает абсолютным слухом. Большинство же воспринимаетразность звуковых частот в тонах и полуто­нах, т. е. способно к измерению частоты звука только по шка­ле интервалов. Измерения по шкале интервалов, будучи ме­нее совершенными, чем по шкале отношений, могут выпол­няться и без участия органов чувств. Измерение времени, на­пример, или гравитации (космонавтами) основываются на ощущениях. Еще менее совершенные измерения по шкале порядка строятся на впечатлениях. К ним относятся конкурсы мастеров искусств (скульпторов, художников, поэтов, ком­позиторов) , соревнования спортсменов по фигурному кататанию на коньках и т. п. Измерения, основанные на интуиции, называются эвристическими. При всех таких измерениях кро­ме ранжирования (расстановки измеряемых величин в поряд­ке убывания или возрастания их размеров) широко приме­няется способ попарного сопоставления, когда измеряемые величины сначала сравниваются между собой попарно, и для каждой пары результат сравнения выражается в форме „боль­ше—меньше" или „лучше—хуже". Затем ранжирование произ­водится на основании результатов попарного сопоставления.

Пример 21. Результат дегустации пищевых продуктов, обозначенных номерами от 1 до 6, представлен табл. 17, где предпочтению i-го продук­та над j-м соответствует 1, а противоположному отношению — 0. Расста­вить продукты по качеству на шкале порядка.

Таблица 17 .

Решение. Ранжированный ряд имеет вид: № 4; № 5; № 6; № 2; № 1;№3.

Иногда попарное сопоставление проводят более тщатель­но, учитывая равноценность.

Пример 22. В табл. 18 представлены результаты попарного сопос­тавления певцов, выступавших на конкурсе вокалистов. Преимущество i-го солиста над j-м обозначено 1, j-го над i-м, соответственно, -1, рав­ноценное выступление — 0. Определить итоги конкурса.

Таблица 18

Решение. Победителем конкурса стал певец, выступавший третьим, второе место занял солист, выступавший первым. Третье, четвертое и пятое места поделили между собой вокалисты, выступавшие вторым, четвертым и шестым. Последнее место досталось певцу, выступавшему пятым.

Психологам доказано, что попарное сопоставление лежит в основе любого выбора. Сравнить между собой два размера по шкале порядка всегда легче, чем сразу устанавливать значения измеряемых величин по шкале отношений. Поэтому настрой­щики музыкальных инструментов пользуются сначала камер­тоном, а потом ведут настройку, измеряя высоту тона (часто­ту звука) по шкале интервалов.

Особое место в измерениях по шкале порядка занимает сравнение с размером, равным нулю. Такое измерение назы­вается обнаружением, а результатом измерения является решение о том, отлично от нуля значение измеряемой величи­ны (выраженное в любых единицах измерений) или нет.

Результат измерения, выполненного человеком, зависит от множества обстоятельств, не поддающихся строгому учету. Это и его настроение в данный момент, и степень сосредото­ченности, и наличие или отсутствие раздражающих факторов, и многое другое. Вследствие этого, как показывает опыт, результат измерения является случайным. Повторное изме­рение той же самой величины дает несколько иной результат, последующие — также. Подробно этот вопрос рассматривал­ся в разд. 2.1.

Существуют, однако, факторы, которые являются пос­тоянно действующими для каждого человека. Это его требо­вательность (на конкурсах), личные вкусы, симпатии, склон­ности и т. п. Вследствие своих индивидуальных особенностей, одни люди дают постоянно завышенные результаты измере­ний, а другие — постоянно заниженные. Чтобы избежать оши­бок, вызванных этой причиной, прибегают к услугам несколь­ких специалистов — экспертов. Усреднение результатов, полу­чаемых независимо каждым из них при измерении одной и той же величины, позволяет повысить объективность результата такого многократного измерения. Экспертный метод широко применяется в квалиметрии, спорте, искусстве, медицине, гуманитарных науках — всюду, где применение более совер­шенных методов невозможно, либо трудно, дорого и нецеле­сообразно.

Человек является высокосовершенным „средством изме­рений". Однако вполне объективными могут считаться только измерения, выполняемые без участия человека.

Измерения, выполняемые с помощью специальных техни­ческих средств, называются инструментальными. Среди них могут быть автоматизированные и автоматические. При авто­матизированных измерениях роль человека полностью не исключена. Он может, например, проводить съем данных с отсчетного устройства измерительного прибора (шкалы со стрелкой или цифрового табло), вести их регистрацию в жур­нале, обрабатывать в уме или с помощью вычислительных средств. На качество всех этих операций влияет настроение человека, степень его сосредоточенности, серьезности, мера ответственности за порученное дело, уровень профессиональ­ной подготовки. Таким образом, элемент субъективизма при автоматизированных измерениях остается.

Автоматические измерения выполняются без участия человека. Результат их представляется в форме документа и является совершенно объективным. Однако стоимость такого результата обычно велика, и целесообразность авто­матизации измерений всегда должна быть технико-экономически обоснована.