Виды шкал
Основным элементом отсчетного устройства является шкала, с которой снимается отсчет.
Шкала – это упорядоченный ряд отметок (точек, штрихов, расположенных в определенной последовательности) и проставленных над ними чисел отсчета, соответствующих последовательному ряду значений измеряемой величины.
Различают 3 вида шкал:
Шкала порядка
Шкала интервалов
Шкала отношений
Шкалу порядка образуют расположенные в порядке возрастания или убывания размеры измеряемых величин.
Расстановка размеров в порядке их возрастания или убывания с целью получения измерительной информации по шкале порядка называется ранжированием.
Шкала порядка бывает обычная (меньше, больше, лучше, хуже) и реперная.
На реперной шкале для облегчения измерений некоторые точки зафиксированы в качестве опорных (реперных). Например: знания оценивают по реперной шкале; также в гуманитарных науках, спорте, искусстве и др. областях, где измерения не достигли ещё высокого совершенства.
Точкам реперной шкалы могут быть поставлены в соответствие цифры, называемые баллами. Например: интенсивность землетрясения измеряется по 12-бальной сейсмической шкале Рихтера, сила ветра – по 12-бальной шкале Ботфорта.
Шкала порядка – одна из самых простейших; ее недостатком является неопределенность интервалов между реперными точками. Поэтому баллы нельзя складывать, вычитать, перемножать, делить и т.д.
Шкала интервалов – это шкала, составленная из строго определенных интервалов. Например, измерение времени по шкале разбитой на интервалы, равные периоду обращения Земли вокруг Солнца (летоисчисление). В свою очередь эти интервалы (годы) делятся на сутки, сутки на часы, часы на минуты, минуты на секунды.
По шкале интервалов можно уже судить не только о том, что один размер больше другого, но и том, насколько больше, т. е. на этой шкале определены математические действия сложение и вычитание.
На шкале интервалов известен масштаб, а начало отсчета может быть выбрано произвольно. Поэтому определить, чему равен тот или иной размер, невозможно. Шкалу времени нельзя путать со шкалой продолжительности, у которой единственное начало отсчёта и которая является шкалой отношений.
Шкала отношений – это шкала, в которой можно определять не только, насколько один размер больше или меньше другого, но и во сколько раз он больше или меньше.
Например, температурная шкала Кельвина. В ней за начало отсчета принят абсолютный нуль температуры, при котором прекращается тепловое движение молекул. Более низкой температуры быть не может. Следующей реперной точкой служит тройная точка воды. Интервал между этими реперами равен 273,16°. На шкале Кельвина его делят на равные части, составляющие 1/273,16 этого интервала. Каждая такая часть называется Кельвином и равна градусу Цельсия, что значительно облегчает переход от одной шкалы к другой.
Шкала отношений является наиболее совершенной из всех рассмотренных шкал. На ней определено наибольшее число математических операций: сложение, вычитание, умножение, деление. Однако, построение шкалы отношений возможно не всегда. Время, например, может измеряться только по шкале интервалов, но продолжительность чего-либо – по шкале отношений.
Цена деления шкалы – разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.
Начальное и конечное деление шкалы – соответственно наименьшее и наибольшее значения измеряемой величины, указанные на шкале, характеризуют возможности измерительного средства и определяющие диапазон показаний.
Диапазон показаний – область значения шкалы, ограниченная конечными и начальными значениями шкалы.