Měření

Z Multimediaexpo.cz

Měření je kvantitativní (číselné) zkoumání vlastností předmětů (jevů, procesů), obvykle porovnáváním s obecně přijatou jednotkou. Výsledkem měření je tedy číslo, které vyjadřuje poměr zkoumané veličiny k jednotce. Význam měření je hlavně v tom, že:

  1. charakterizuje měřenou veličinu významně přesněji než kvalitativní údaje (např. dlouhý, vysoký, těžký);
  2. dovoluje měření opakovat a porovnávat;
  3. výsledek lze zpracovávat matematickými prostředky, zejména ve vědách.

V širším slova smyslu, ve společenských vědách, v ekonomii aj. se měřením rozumí jakékoli kvantitativní zkoumání, například dotazníkovým šetřením, jehož výsledky lze zpracovávat matematicky. Metaforicky se mluví o "měření sil", tj. přímém porovnání schopností například v zápase.

Tesařský metr

Obsah

Měření a jednotky

Nejjednodušší kvantitativní zkoumání je počítání kusů (angl. counting), které však obvykle nepovažujeme za měření. Měření určité veličiny jakožto porovnávání vyžaduje jednotku této veličiny. Pro měření délek (délkových rozměrů) se jako jednotky nejprve užívaly rozměry lidského těla: palec, stopa, loket, sáh. Délku tak bylo možno vyjádřit počtem těchto jednotek, případně i jejich zlomky. Pro jiné fyzikální veličiny – například hmotnost, teplotu – však takové přirozeně dané jednotky nejsou a bylo třeba je vytvořit. Jednotky měření však mají tím větší význam, čím více lidí s nimi pracuje, a vyžadují tedy nějakou dohodu. Určitou dohodu o společně užívaných a tedy srovnatelných jednotkách si patrně nejdříve vynutil obchod. Už od starověku obchodníci měřili délky, plochy, objemy a zejména váhy, a to pomocí konvenčních jednotek (karát, libra, pinta a pod.). Starověká věda měřila úhly, jenže úhlový stupeň, vzniklý rozdělením plného úhlu na 360 dílků, se jí nezdál být konvenční. Do vědeckého provozu se měření pomocí konvenčních jednotek dostalo teprve v novověku a první pokus o mezinárodní standardizaci jednotek udělala až Francouzská revoluce (mezinárodní metr). Tvůrci metru se však také ještě domnívali, že jednotka nemůže být pouze konvenční, a tak se ji pokusili odvodit z rozměrů Země. Brzy se však ukázalo, že jednotka musí být stanovena daleko přesněji, než tehdy dokázali Zemi změřit, takže i metr je fakticky jednotka konvenční.

Soustava jednotek

S rozvojem a globalizací vědy, hospodářství i techniky stále roste význam mezinárodně stanovených a všude srovnatelných jednotek. Roku 1874 vznikla soustava CGS, roku 1875 v Paříži Mezinárodní úmluva o metru a roku 1889 soustava MKS, roku 1939 rozšířená na MKSA. Roku 1960 byla přijata soustava SI, která ovšem z praktických důvodů připouští i užívání dalších, vedlejších a odvozených jednotek.

Měřicí přístroje

Lékařský rtuťový teploměr

Měřit je možné prostým přikládáním jednotky (krokováním vzdálenosti, odměřováním jednotky objemu atd.), měření se však dá výrazně zdokonalit měřicími nástroji (délkové měřítko, kalibrovaná nádoba), případně jednoduchými přístroji (váha). Ze základních veličin bylo nejobtížnější měření času, protože vyžaduje „jednotku“ časovou, a tedy pohyblivou. Měření (odměřování) času se zprvu převádělo na měření objemu vyteklé vody (klepsydra), případně písku, nakonec se však vyřešilo sestrojením hodin, které „jdou“ pravidelně a čas se tedy dá odečítat na ciferníku. Pro postupy nepřímých měření vznikly i další měřicí přístroje (teploměr, tlakoměr, elektrické měřicí přístroje atd.), které sice často „měří“ nějakou jinou, i když ovšem související veličinu (délku rtuťového sloupce, magnetický účinek proudu a pod.), výsledek však ukazují na stupnici nebo přímo čísly na displeji. Na rozdíl od přímých měření se však takové měřicí přístroje musejí kalibrovat, to jest zajistit správný odečet měřené veličiny na stupnici – stejně jako u hodin.

Citlivost, přesnost a správnost

I když se běžně hovoří o „přesnosti“ nebo správněji o nepřesnosti měření jako o rozdílu správné a naměřené hodnoty, ke „správné“ hodnotě nemáme obvykle jiný přístup než právě měřením. Ve skutečnosti bychom tedy měli rozlišovat mezi:

  • Citlivostí měřicí metody a použitého přístroje, to jest o nejmenší změně (odchylce) měřené veličiny, kterou měřicí metoda a přístroj dovoluje rozlišit. Ta je dána jednak citlivostí metody samé, jednak konstrukcí měřicího přístroje. Tak mostní váha na vážení vozidel je daleko méně citlivá než lékárnické váhy.
  • Přesností či spolehlivostí měřicí metody a přístroje, to jest rozptylu naměřených hodnot při měření téže (neměnné, totožné) veličiny. Přesnost je obvykle dána konstrukcí a provedením měřicího přístroje, zejména omezením nahodilých vlivů jako tření, změn tepoty, tlaku vzduchu a podobně. Tyto vlivy se dají obvykle výrazně omezit tím, že se měření opakuje a výsledky matematicky zpracují.
  • Správností odečtu při nepřímých měřicích metodách. Tak i ty nejpřesnější hodiny mohou „jít špatně“, to jest ukazovat sice pravidelně, ale jiný než očekávaný čas. Tomu lze odpomoci kalibrováním či nařízením měřicího přístroje podle nějakého normálu měřené věličiny. Tak závaží, metry nebo voltmetry se kalibrují podle normálů měřené veličiny, kdežto hodiny se nařizují podle světového času.

Normál

Normál je v jednodušším případě fyzická realizace jednotky (metru, kilogramu), od níž se pak odvozují druhotné normály pro běžné použití. Jako normál napětí se užíval Wheatstonův článek, jako normál času rotace Země, jako normál teploty teplota varu vody za určitých podmínek. Později se však ukázalo, že přesnější porovnávání s normálem umožňují normály nepřímé, odvozené. Tak je dnes normál délkové jednotky definován pomocí vlnové délky „vlastní frekvence“ atomu césia, normál času počtem kmitů této frekvence.

Související články

Literatura

  • M. Chvojka – J. Skála, Malý slovník jednotek měření. Praha: Mladá fronta, 1982.
  • V. Mádr et al., Fyzikální měření. Praha: SNTL 1991 - 304 s. : obr. ISBN 80-03-00266-4[
  • Ottův slovník naučný, heslo Měření. Sv. 17, str. 121.

Externí odkazy


Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/M%C4%9B%C5%99en%C3%AD“