Мерење

Из Википедије, слободне енциклопедије
Различити мерни инструменти

Мерење представља одређивање величине неке појаве или објекта. Та величина се исказује нумерички (бројем) и јединицом одређене величине.[1][2] Опсег и примена мерења зависе од контекста и дисциплине. У природним наукама и инжењерству, мерења се не односе на номинална својства објеката или догађаја, што је у складу с смерницама Међународног речника метрологије који је објавио Међународни биро за тегове и мере.[2] Међутим, у другим областима као што су статистика, као и друштвене и бихејвиоралне науке, мерења могу имати вишеструке нивое, чиме могу да буду обухваћени номиналне, редне, интервалске и размерне скале.[1][3]

Мерење је камен темељац трговине, науке, технологије и квантитативних истраживања у многим дисциплинама. Историјски, многи мерини системи су кориштени у разним пољима људског постојања ради омогућавања поређења у тим пољима. То је често остваривано локалним договорима између трговачких партнера или сарадника. Од 18. века, постоји тенденција ка унификацији широко прихваћених стандарда, што је довело до формирања Међународног система јединица (SI). Тај систем редукује сва физичка мерења на математичку комбинацику седам основних јединица. Наука о мерењу се спроводи на пољу метрологије.

Типична мерна трака метричким метричким и империјалним јединицама и два америчка пенија ради поређења

Могу се мерити само основне величине по међународном систему јединица. То су:

За мерење наведених величина су потребни мерни инструменти помоћу којих се одређује њихова вредност. Маса је једина основна величина која се не мери, већ се упоређује.

Циљ мерења је добијање поузданог исказа о непознатим подацима објекта. Активности мерења су углавном практичне (експерименталне) природе, а могу укључити и теоријска разматрања и прорачуне.

Рачунање са величинама[уреди]

За све остале величине тзв. изведене, одређивање њихових вредности се не врши израчунавањем него рачунањем основних величина. Код рачунања се мора обратити пажња на следеће:

  • Само се вредности истих величина могу сабирати и одузмати
  • Ако се код сабирања и одузимања истих величина деси да су им јединице различите, онда се јединице претварају све док се не дође до исте јединице и тек се онда вредности могу сабрати и одузети
  • Код сабирања и одузимања, само се вредности саберу или одузму, а једница се препише
  • Код множења и дељења величина и вредности и њихове јединице се множе и деле
  • Код квадрирања и кореновања величина и вредности и њихове јединице се квадрирају и коренују

Методологија[уреди]

Мерење својства се може категорисити према следећим критеријумима: тип, магнитуда, јединица, и неизвесност. Ови критеријуми омогућавају недвосмислено упоређивање мерења.

  • Тип или ниво мерења је таксономија за методолошки карактер поређења. На пример, два стања својства се могу поредити путем односа, разлике, или редне преференције. Тип се обично не изражава ескплицитно, него је имплицитно дефинисан мерном процедуром.
  • Магнитуда је нумеричка вредност карактеризације, обично се добија помоћу подесно изабраног мергног инструметна.
  • Јединица даје математички тежински фактор магнитуде која је изведена као однос својства артефакта који се користи као стандард или природна физичка количина.
  • Неисзвеснот представља рандомне и системске грешке мерне процедуре; она указује на ниво поузданости у мерењу. Грешке се процењују методичким понављањем мерења и узимајући у обзир тачност и прецизност мерног инструмента.

Стандардизација мерних јединица[уреди]

Мерења најчешће користе Међународни систем јединица (СИ) као оквир за упоређивање. Систем дефинише седам основних јединица: килограм, метар, Кандела, секунда, ампер, келвин, и мол. Шест од ових јединица је дефинисано без упућивања на одређени физички објекат који служи као стандард (без артефаката), док је килограм још увек оличен у артефакту који се налази у седишту Међународног бироа тегова и мера у Севру близу Париза. Дефиниције без артефакта утврђују мерења на тачној вредности која се односи на физичку константу или друге непроменљиве феномене у природи, за разлику од стандардних артифаката који су потенцијално подложни оштећењу или уништењу. Мерна јединица се једино може промиенити кроз повећану тачност у одређивању вредности константе за коју је везана.

Седам основних јединица у SI систему. Стрелице иду од јединица до оних које зависе од њих.

Први предлог везивања СИ базне јединице за експериментални стандард независан од физичког предмета даоо је Чарлс Сандерс Перс (1839–1914),[4] који је предложио да се дефинише метар на бази таласне дужине спектралне линије.[5] То је имало директан утицај на Мајкелсон—Морлијев експеримент; Мајкелсон и Морли су побољшали Персов метод.[6]

Стандарди[уреди]

Са изузетком неколико фундаменталних квантних константи, мерне јединице су изведене из историјских договора. Ништа инхерентно у природи не захтева да инч буде одређене дужине, нити је миља боља мера удаљености од километра. У току људске историје, међутим, прво због погодности, а потом и због неопходности, стандарди мерења су се развили тако да заједнице имају одређене заједничке критеријуме. Закони који регулишу мерење су првобитно били развијени како би се спречила превара у трговини.

Јединице мерења генерално су дефинисане на научној основи, и надгледају их владиних или независне агенције, а успостављене су међународним уговорима, најистакнутији међу којима је Генерална конференција за тегове и мере (CGPM), која је упостављена 1875. године од стране Метарска конвенција, који надгледа Међународни систем јединица (СИ) и има старатељство над међународним прототипом килограма. Метар, на пример, је 1983. године CGPM редефинисао у смислу брзине светлости, док су 1960. године међународни јард дефинисале владе САД, Уједињеног Краљевства, Аустралије и Јужне Африке да буде тачно 0,9144 метра.

У Сједињеним Државама, Национални институт за стандарде и технологију (NIST), који је одсек Министарства трговине Сједињених Држава, регулише комерцијална мерења. У Уједињеном Краљевству, ту улогу обавља Национална лабораторија за мерење (NPL), у Аустралији Национални институт за мерење,[7] у Јужној Африци Савјет за научна и индустријска истраживања и у Индији Национална физичка лабораторија Индије.

Начини мерења[уреди]

Мерне методе или начини мерења могу бити непосредни и посредни.

У непосредном мерењу резултат се добија упоређивањем мерног предмета са познатом величином уз помоћ мерног инструмента. Резултат се само очита са инструмента. У посредном мерењу резултат се добија рачунањем две или више измерених величина.

Грешка при мерењу[уреди]

Грешка при мерењу представља одступање мерног резултата у односу на претпостављене непромењиве вредности мерне јединице, односно мере. Грешке које се јављају при мерењу деле се на:

  • грубе,
  • системске и
  • случајне грешке.

Најчешћи узроци грешака при мерењу су:

  • неправилно руковање мерним инструментима,
  • непознавање мерног инструмента, величине, објекта или појаве која се мери,
  • непрецизност,
  • неисправност мерног инструмента и
  • предрасуде или инстинкт код особа које мере одређену појаву или објекат.

Референце[уреди]

  1. 1,0 1,1 Pedhazur, Elazar J.; Schmelkin, Liora Pedhazur (1991). Measurement, Design, and Analysis: An Integrated Approach (1st изд.). Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates. стр. 15—29. ISBN 0-8058-1063-3. 
  2. 2,0 2,1 International Vocabulary of Metrology – Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM) (PDF) (3rd изд.). International Bureau of Weights and Measures. 2008. стр. 16. 
  3. Kirch, Wilhelm, ур. (2008). „Level of measurement”. Encyclopedia of Public Health. 2. Springer. стр. 81. ISBN 0-321-02106-1. 
  4. Crease (2011). стр. 182–4.
  5. C.S. Peirce (July 1879) "Note on the Progress of Experiments for Comparing a Wave-length with a Metre" American Journal of Science, as referenced by Crease (2011). стр. 203.
  6. Crease (2011). стр. 203.
  7. „About Us”. National Measurement Institute of Australia. 

Спољашње везе[уреди]