Măsurare

În științele matematice, fizice și naturale, măsurarea este atribuirea unui interval de valori (măsură) unei anumite proprietăți fizice sau proprietăți chimice numite măsurand , definită printr-o cantitate fizică sau chimică. Prin urmare, măsurarea este procesul desfășurat pentru a atribui o măsură , chiar dacă în limbajul obișnuit este obișnuit să se utilizeze termenul măsură în locul măsurării și presupune existența unui sistem de măsurare . Termenul măsurand nu se referă la obiectul sau fenomenul pe care se efectuează o măsurare, ci la o cantitate specifică care îl caracterizează pe acesta din urmă: de exemplu, atunci când detectăm temperatura unui lichid, măsurandul nu este lichidul, ci temperatura aceluiași.

Definibilitatea măsurandilor

( RO ) „Când poți măsura despre ce vorbești și o poți exprima în cifre, știi ceva despre asta; dar când nu o poți exprima în număr, cunoștințele tale sunt de un tip slab și nesatisfăcător. "	( IT ) „Putem ști ceva despre obiectul despre care vorbim numai dacă putem lua măsurători pe el, pentru a-l descrie prin numere; altfel cunoștințele noastre sunt rare și nesatisfăcătoare. "
( Lordul Kelvin 1883 )

Din motive experimentale și teoretice (de exemplu , principiul incertitudinii lui Heisenberg ), măsurandul nu poate fi de fapt descris printr-o singură valoare numerică, chiar presupunând o precizie infinită de măsurare.

Fiecare măsură este astfel definită ca un interval de valori în care este probabil inclusă. Lățimea acestui interval definește precizia acestuia: cu cât intervalul este mai mare, cu atât este mai mică precizia asociată măsurii.

Dezvoltarea metrologiei a condus la definiții statistice ale definiției măsurandilor și la introducerea conceptului de incertitudine de măsurare . Aceasta din urmă, ca primă aproximare, poate fi definită ca lățimea intervalului de valori: cu cât intervalul este mai mare, cu atât este mai mare incertitudinea de măsurare.

În cel mai frecvent caz, incertitudinea este definită ca distribuția statistică a unui eșantion (practic) infinit de măsurători efectuate pe măsurand. O valoare numerică identificată cu media este asociată cu intervalul $\mu$ ${\ displaystyle \ mu}$ $\ mu$ a măsurilor.

Prin urmare, în câmpul metrologic, o măsură este întotdeauna definită cu trei componente:

valoare numerică;
unitatea de măsură a mărimii sau scara proprietății;
incertitudine asociată cu măsurarea.

Exemple:

2 m (± 0,01 m), este o măsură care indică lungimea a doi metri cu o incertitudine de 1 centimetru;
2 m (± 0,01%), este o măsură care indică lungimea a doi metri cu o incertitudine de 0,2 milimetri;
2 m (± 1e-2), este o măsură care indică lungimea a doi metri cu o incertitudine de 2 centimetri (o sutime din măsurătoare).

Calitatea măsurii

Același subiect în detaliu: Acuratețe , Precizie și Incertitudine de măsurare .

După ce s-a constatat imposibilitatea de a efectua măsurători absolut precise, este necesar să se stabilească parametri care să permită definirea calității măsurării.

Chiar și astăzi, în cele mai comune zone, precizia este parametrul care definește calitatea măsurătorii. Cu toate acestea, odată cu evoluția metrologiei, sa realizat că acest parametru singur nu era suficient pentru a descrie toate caracteristicile unei măsuri; într-adevăr, a constituit adesea o simplificare excesivă din care s-ar putea trage concluzii eronate.

În câmpul metrologic, termenul de precizie tinde să fie înlocuit cu un set de parametri metrologici care definesc mai bine diferitele caracteristici ale măsurătorii ( incertitudine , repetabilitate , precizie etc ...).

De exemplu, puteți vedea imaginile atașate. Acestea fac parte dintr-un exemplu binecunoscut care ne permite să înțelegem unele complexități pe care definiția preciziei le aproxima. În acest caz specific, este un exemplu de fotografii făcute pe o țintă. Cât de precise au fost fotografiile?

Dintr-o primă observație, toate fotografiile sunt în interiorul țintei; dar se poate observa imediat că rozii diferă foarte mult:

distribuția fotografiilor în figurile A și C sunt mai centrate decât centrul țintei; când în medie rezultatul se apropie de obiectiv, se poate spune că procesul este corect .
distribuția fotografiilor în figurile A și B sunt mai grupate decât celelalte; când rezultatele individuale sunt foarte apropiate unele de altele, se poate spune că procesul este repetabil .

Este evident că fotografiile din figura A sunt mai precise decât fotografiile din figura D , deoarece sunt repetabile și exacte. Mai mult, în câmpul metrologic, fotografiile din figura B sunt considerate mai precise decât cele din figura C , deoarece, fiind mai repetabile (adică au o incertitudine mai mică) ar putea exista posibilitatea de a le corecta , până când rezultatele similare cu A sunt obținut.. Când se obțin rezultate împrăștiate, corecțiile nu dau rezultate semnificative.

Pentru a complica mai mult lucrurile, există problema incognoscibilității „ adevăratei valori ” a unui măsurand : exemplul arată ideea „clasică” a existenței unei valori măsurate absolut precise și perfect caracterizate (centrul țintei ) că ofițerul de măsurare încearcă (în limitele sale practice) să determine; cu toate acestea, evoluția mecanicii cuantice și, în special, a principiului incertitudinii lui Heisenberg sugerează o realitate fizică în care o cantitate (și, prin urmare, valoarea unui măsurand) nu poate fi niciodată perfect definită. Consecința este că, luând exemplul, „centrul” ar trebui înlocuit cu o zonă centrală mai mult sau mai puțin largă, în funcție de gradul de incertitudine pe care îl putem atribui „adevăratei valori” a măsurandului.

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikționarul conține dicționarul lema « măsurare »
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre măsurare

linkuri externe

( EN ) Measurement , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
„Universcale”, o aplicație care arată dimensiunile relative ale obiectelor , pe nikon.com .
Un dicționar de unități de măsură , pe unc.edu .
„Metrologie - pe scurt” ediția a treia, iulie 2008 ISBN 978-87-988154-5-7 , pe euramet.org (arhivat din original la 29 septembrie 2008) .
Conversii metrice , pe sciencemadesimple.com .
Euramet , pe euramet.org .
Screen-o-metru ^{[ link rupt ]} , pe som.showdown.hu .

Controlul autorității	Thesaurus BNCF 17094 · GND (DE) 4038852-9

Portal de metrologie

Portal de știință și tehnologie

V · D · M Concepte fundamentale de metrologie, statistici și metodologie de cercetare
Definiții de bază	Măsurarea Probabilitate Măsurarea fizică proprietate fizică Cantitatea Parametru statistice Populația adevărata valoare Exemplu de măsurare Precizie Precizia Repetabilitatea Reproductibilitatea Semnificația Toleranță Sensibilitate Rezoluție ( Lateral Rezoluție ) Homoskedasticity Heteroskedasticity statistice Ipoteză · Nul ipoteza · Apropierea · semnificativă figura · variabilă aleatoare · Normalizarea · Standardizare
Eroare de manipulare	Măsurarea incertitudinii de măsurare de eroare sistematică eroare statistică de eroare Sensibilitate eroare de rezultate fals negative fals pozitive absolută de eroare de eroare relativă Eroare de propagare Bias
Minimizarea erorilor	Analitică Calibrare Calibrare Calibrare Raport semnal / zgomot Comparație interlaboratorie Calitatea datelor anterioare
Prelevarea de probe	Spațiul de eșantionare Eșantionarea statistică Eșantionarea planului Eșantionarea motivată Eșantionarea la cota Eșantionarea aleatorie ( Eșantionarea sistematică Eșantionarea stratificată Eșantionarea în cluster Eșantionarea în mai multe etape ) Eșantionarea probabilistică
Parametrii de variație	Varianță · Covarianță · Deviație standard · Devianță · Interval dinamic · Coeficient de variație
Test	Testarea ipotezei ( Test parametric · Test non-parametric ) · Interval de încredere · valoarea p