Задание № 2. Измерение

Измерение— это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Это определение содержит четыре признака данного понятия:

1.  Измерять можно только физические величины (т. е. свойства материальных объектов, явлений или процессов). Поэтому социологические, экономические, психологические, филологические и другие количественные оценки нефизических величин остаются за пределами метрологии.

2.  Измерение — это оценивание величины опытным путем, т. е. это всегда эксперимент. Следовательно, измерением нельзя называть расчетное определение величины по формуле и известным исходным данным, статистическую оценку показателей качества изделия на основании социологического исследования и другие подобные процедуры.

3.  Измерение осуществляется с помощью специальных технических средств — носителей размеров единиц или шкал, называемых средствами измерений. Следовательно, под это определение непопадают другие способы оценивания, не использующие технические средства (в частности, органолептические и экспертные способы оценивания).

Необходимо отметить, что широкое распространение аналитических измерений и повышение значимости этой области измерений привело к необходимости расширения трактовки этого признака. Многие аналитические измерения проводятся путем выполнения последовательности операций, среди которых операция применения средства измерений является, с точки зрения точности результата, далеко не определяющей. Например, лабораторные измерения показателей качества газа, находящегося в газопроводе, включают следующие обязательные операции:

• отбор пробы,

• доставка пробы в лабораторию,

• подготовка пробы,

• измерение.

Качество выполнения каждой из этих операций влияет на точность измерения, ошибка при выполнении любой из них может быть решающей.

Жесткие правила проведения этих операций излагаются в метрологическом документе, называемом методикой выполнения измерений (МВИ). По аналогии с медицинской терминологией можно сказать, что МВИ — это «пропись» процедур измерения, которая должна соблюдаться самым неукоснительным образом. Очевидно, что в таких измерениях не столько средство измерений, сколько МВИ в целом играет решающую роль в обеспечении необходимой точности измерений. Поэтому в таких случаях под «специальным техническим средством» логично понимать МВИ в целом (включая и применяемые в ней средства измерений).

4. Измерение — это определение значения величины. Следовательно, измерение — это сопоставление величины с ее единицей или шкалой. Такой подход выработан практикой измерений, исчисляемой сотнями лет. Он вполне соответствует содержанию понятия «измерение», определенному более 200 лет назад великим математиком Л. Эйлером: «Невозможно определить или измерить одну величину иначе, как приняв в качестве известной другую величину этого же рода и указав соотношение, в котором она находится к ней».

Типы шкал. Методы измерения ощущений.

Типы шкал по Фехнеру: неметрические и метрические.

Неметрические шкалы:

1) Самая слабая - Шкала наименований (имен) – номинальная шкала - это просто названия каждого из множества объектов, их перечисление. На этой шкале невозможно установить соответствия.

2) Шкала порядка, или шкала рангов - вводится какой-то показатель (например, рост), причем не уточняется, насколько по этому показателю различаются объекты - интересует только порядок; люди по росту нумеруются, но разница в росте не уточняется. Здесь испытуемый свои ощущения только ранжирует. Т.е. эта шкала указывает только на степень выраженности того или иного признака. Ех., коллекцию камней можно расположить по их величине, тяжести, твердости или ценности (что-то одно!): самый легкий (или мелкий) камень будет №1, более тяжелый (или более крупный) - №2 и т.д. Первоначально камни по твердости измерялись по шкале порядка (сейчас – по шкале интервалов): самый мягкий - тальк, самый твердый – алмаз. Но расстояние, отделяющее точки на этой шкале вычислить нельзя. Т.е. неизвестно, насколько алмаз тверже, ясно только, что тверже и все.

Метрические шкалы:

3) Шкала интервалов - на ней уже есть числа и операции с ними, единица измерений, но на ней нет абсолютного нуля (например, градусник). Здесь вводится нуль относительный, а также на этой шкале можно отмечать, насколько одно ощущение больше или меньше другого. Так, Фаренгейт принял за нуль температуру смеси снега и соли. В другой часто употребляемой шкале за нуль принята точка замерзания воды, за 100 градусов – точка кипения воды.

4) Шкала отношений - на ней есть и единицы, и абсолютный нуль: на ней можно не только складывать и вычитать, но также умножать и делить, т.е. сравнивать отношения. На ней можно измерять не только на сколько, но и во сколько раз одно ощущение больше или меньше другого. По этой шкале осуществляются общие измерения длины, веса, скорости, плотности и т.д. Всем понятны слова: нулевой вес (5 кг. ─ 5 кг.), нулевая длина, нулевая скорость. Это самая сильная шкала. ( Именно стремясь свести все к шкале отношений Фехнер вводит абсолютный порог чувствительности как абсолютный нуль на его шкалах ).

Методы прямого шкалирования ощущений.

Основатель сенсорной психофизики Фехнер исходил из невозможности самостоятельного измерения ощущений, поэтому он сравнивал стимулы. Человек может только сказать – есть ощущение или нет, так что это косвенный метод. В отличие от Фехнера, Стивенс допускал прямое измерение ощущения. Методы Стивенса – численные оценки (ех., шкалирование). Методики прямого измерения по Стивенсу:

1. Метод оценки отношений: испытуемому предъявляется 2 (или более) стимула и он должен оценить отношение стимулов по заданному параметру и выразить это в числовом порядке.

2. Метод установления отношений: обратен по процедуре методу оценки отношений. Необходимо подобрать стимул к эталону в определенном соотношении (ех., стимул должен быть в 2 или в 3 раза больше эталона).

3. Метод оценки величины: имеется эталон (он имеет численное значение, ех., это 1), потом в случайном порядке предъявляется стимул, который надо оценить в соответствии с эталоном. Испытуемый должен приписать числа последовательности стимулов (ех., оценка эмоций).

4. Метод установления величины: обратный по процедуре методу оценки величины. Здесь экспериментатор называет величины (числа), и просит испытуемого расположить ряд стимулов в соответствии с предъявленной численной осью - (1, 2, 3, 4, 5, 6)

Все 4 метода дают необходимые данные для построения шкалы отношений. Все они могут быть модифицированы и изменены. С их помощью позже были созданы следующие шкалы отношений:

Метод равных сенсорных состояний: выбор или согласование серии стимулов таким образом, чтобы они отмечали субъективно равные расстояния.

Парное сравнение: сравнение множества пар образцов для выбора предпочитаемого стимула. При этом исчисляется частота выбора предпочитаемого стимула.

Метод ранжирования или метод качественного упорядочивания: испытуемый упорядочивает предъявленное число образцов по предъявленному признаку.

Зона подлинных ощущение. Пороги ощущений.

На шкале ощущений субъекта существует субсенсорный диапазон. Он начинается в той точке, где в ответ на стимул возникает физиологическая реакция, которую можно объективно зафиксировать (КГР, пупиллометрия и т.д.), но психологической реакции еще нет! Следующая точка – есть и физиологическая и психологическая реакции, но последняя – бессознательна. Это две очень индивидуальные точки, образуют субсенсорную зону.

Только наличие сознательного отчета испытуемого свидетельствует о начале подлинных ощущений – это абсолютный порог чувствительности (Фехнер) - Нижний абсолютный порог чувствительности - это такая минимальная интенсивность раздражителя, которая начинает вызывать ощущение в 75% случаев.

Верхний абсолютный порог чувствительности - это такая максимальная интенсивность раздражителя, которая вызывает ощущение той же модальности в 75% случаев (когда увеличение стимула ведет не к увеличению, а к снижению ощущения, к замене его на болевое или к исчезновению вовсе).

Между этими порогами и находится зона подлинных ощущений, в которой дифференцируется модальность раздражителя.