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Medição

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A medição é a estimativa da magnitude de algum atributo de um objecto, tal como o seu comprimento ou em peso, em relação a uma unidade de medida. Medição normalmente envolve o uso de um instrumento de medição, tal como uma régua ou escala, o qual é calibrado para comparar o objecto a um padrão, tal como um medidor ou um quilograma. Na ciência, contudo, onde uma medição precisa é crucial, uma medição é entendido como tendo três partes: primeiro, a medição propriamente dita, por outro, da margem de erro, e em terceiro lugar, o nível de confiança - isto é, a probabilidade de que a propriedade real do objecto físico está dentro da margem de erro. Por exemplo, podemos medir o comprimento de um objeto como 2,34 metro, mais ou menos 0,01 metros, com um nível de 95% de confiança.

Metrologia é o estudo científico de medição. Em teoria, uma medição de medição é uma observação que reduz uma incerteza expressa como uma quantidade. Como um verbo, a medição é tomada de tais observações. Ele inclui a estimativa de uma quantidade física, tais como a distância, da energia, temperatura, e tempo. Ele também poderia incluir coisas como avaliação de atitudes, valores e percepção em inquéritos ou o teste de aptidões dos indivíduos.

Nas ciências físicas, a medição é mais vulgarmente considerada como a proporção de alguma quantidade física a uma quantidade padrão do mesmo tipo, assim, uma medição de comprimento é a razão entre um comprimento físico de algum comprimento padrão, tal como um medidor padrão. As medições são geralmente dada em termos de tempos de um número real a unidade de medida, por exemplo, 2,53 metros, mas às vezes as medições usar números complexos, como nas medições de impedância elétrica.

Observações e erro

O acto de medição requer frequentemente um instrumento concebido e calibrado para esse efeito, tal como um termômetro, velocímetro, balança, ou voltímetro. Inquéritos e testes também são referidos como "instrumentos de medição" em testes acadêmicos, testes de aptidão, sondagens eleitorais, etc.

As medições sempre tem erros e, portanto, incertezas. De facto, a redução do efeito de não necessariamente a eliminação-de incerteza é central para o conceito de medição. Os erros de medição são frequentemente assumido a ser distribuído normalmente sobre o verdadeiro valor da quantidade medida. Partindo deste pressuposto, toda medida tem três componentes: a estimativa, o limite de erro, ea probabilidade de que a magnitude real encontra-se dentro do limite de erro da estimativa. Por exemplo, uma medição do comprimento de uma prancha pode resultar em uma medição de 2,53 metros, mais ou menos 0,01 metros, com uma probabilidade de 99%.

O estado inicial de incerteza, antes de quaisquer observações, é necessário avaliar quando se utiliza métodos estatísticos que dependem do conhecimento prévio ( métodos Bayesianos , Informações Economia Aplicada). Isto pode ser feito com A avaliação de probabilidade calibrado.

A medição é fundamental na ciência; é uma das coisas que distingue a ciência da pseudociência. É fácil chegar a uma teoria sobre a natureza, difícil de chegar a uma teoria científica que prevê medidas com grande precisão. A medição também é essencial na indústria, comércio, engenharia, construção, fabricação, produção farmacêutica e eletrônica.

Quando você pode medir o que você está falando, e expressá-lo em números, você sabe algo sobre isso; mas quando você não pode expressá-lo em números, o seu conhecimento é de um tipo frágil e insatisfatório; pode ser o princípio do conhecimento, mas você tem pouco em seus pensamentos avançados para o estado da ciência. -Senhor KELVIN

História de medição

A medição palavra vem do "metron" grego, que significa proporção limitada. Isso também tem uma raiz comum com a palavra "lua" e "mês" possivelmente desde a lua e outros objetos astronômicos estavam entre os primeiros métodos de medição de tempo.

A história das medições é um tema dentro do história da ciência e da tecnologia. O metros ( US : metro) foi padronizada como a unidade para o comprimento após a Revolução Francesa , e desde então tem sido adotado em quase todo o mundo.

Padrões de medição

Leis para regular medição foram originalmente desenvolvidos para prevenir fraude. No entanto, as unidades de medida são agora geralmente definidos numa base científica, e são estabelecidos por tratados internacionais. No Estados Unidos , as medidas comerciais são regulados pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia NIST, uma divisão da Departamento de Comércio dos Estados Unidos.

Unidades e sistemas de medição

Uma garrafa de bebê que mede em todos os três sistemas de medição-imperial (UK), US consuetudinário, e métrica.

A definição ou especificação de normas precisas de medição envolve duas características-chave, que são evidentes na Sistema Internacional de Unidades (SI). Especificamente, neste sistema a definição de cada da base unidades faz referência a específica condições empíricas e, com excepção do quilograma, também a outros atributos quantitativos. Cada unidade SI derivada é definida exclusivamente em termos de uma relação que envolve a si mesmo e outras unidades; por exemplo, a unidade de velocidade é de 1 m / s. Devido ao facto de que as unidades derivadas fazer referência a unidades de base, a especificação de condições empíricas é um componente implícita da definição de todas as unidades.

Sistema imperial

Antes Unidades SI foram amplamente adotada em todo o mundo, os sistemas de britânicos Unidades inglesas e mais tarde Imperial foram usados na Grã-Bretanha, a Commonwealth e os Estados Unidos. O sistema veio a ser conhecido como Unidades EU habitual nos Estados Unidos e ainda está em uso lá e em alguns Países do Caribe. Estes vários sistemas de medição foram às vezes chamados de sistemas de pé-libra-segundo após as unidades imperiais para a distância, peso e tempo. Muitas unidades imperiais continuar a ser utilizado na Grã-Bretanha, apesar do facto de se ter transferido oficialmente para o sistema SI. Os sinais de trânsito estão ainda em milhas, jardas, milhas por hora, e assim por diante, as pessoas tendem a medir a sua própria altura em pés e polegadas e sódio é vendido em pintas, para dar alguns exemplos. Unidades imperiais são usadas em muitos outros lugares, por exemplo, em muitos países da Commonwealth que são considerados metricated, área de terra é medido em hectares e espaço de chão em pés quadrados, particularmente para as transacções comerciais (em vez de estatísticas do governo). Da mesma forma, o galão imperial é usado em muitos países que são considerados metricated em estações de gás / gasolina, sendo um exemplo os Emirados ?rabes Unidos .

Sistema métrico

O sistema métrico é um decimalised sistema de medição com base no medidor eo grama. Ela existe em diversas variações, com diferentes opções de unidades de base, embora estes não prejudiquem a sua utilização no dia-a-dia. Desde os anos 1960 o Sistema Internacional de Unidades (SI), explicado mais abaixo, é o sistema métrico norma reconhecida internacionalmente. Unidades métricas de massa, comprimento e eletricidade são amplamente utilizados em todo o mundo, tanto para fins científicos e cotidianos. A principal vantagem do sistema métrico é que ele tem uma única unidade de base, por cada quantidade física. Todas as outras unidades são potências de dez ou múltiplos de dez desta unidade base. Conversão de unidades são sempre simples porque será na proporção de dez, cem, mil, etc. Todos os comprimentos e as distâncias, por exemplo, são medidos em metros, ou milésimos de um metro (milímetros), ou milhares de metros ( km), e assim por diante. Não há profusão de unidades diferentes, com diferentes factores de conversão como feita no sistema (por exemplo, polegadas, pé, jardas, braças, varetas). Múltiplos e submúltiplos estão relacionadas com a unidade fundamental por fatores de potências de dez, para que se possa converter simplesmente movendo o lugar decimal: 1,234 metros é 1.234 milímetros ou 0,001234 km. O uso de frações , tais como 2/5 de um metro, não é proibida, mas incomum.

SI

O Sistema Internacional de Unidades (SI abreviado da língua francesa nome Système International d'Unités) é a forma moderna, revista do sistema métrico. É do mais utilizado do mundo sistema de unidades, tanto no diário comércio e na ciência . O SI foi desenvolvido em 1960 a partir da metre- kg - segundo sistema (MKS), em vez de a sistema centímetro-grama-segundo (CGS), que, por sua vez, tinha muitas variantes. No seu desenvolvimento, o SI também introduziu várias unidades recém-nomeados que anteriormente não eram uma parte do sistema métrico.

Existem dois tipos de unidades do SI, base e unidades derivadas. Unidades de base são as medidas simples para o tempo, comprimento, massa, temperatura, quantidade de substância, corrente elétrica, e intensidade da luz. Unidades derivadas são constituídos por unidades de base, por exemplo, é a densidade kg / m 3.

Convertendo prefixos

O SI permite fácil multiplicação ao alternar entre as unidades que têm a mesma base, mas diferentes prefixos. Para converter de metros para centímetros só é necessário multiplicar o número de metros por 100, uma vez que existem 100 centímetros de um metro. Inversamente, para alternar entre centímetros a um metro multiplica o número de centímetros por 0,01.

Comprimento

A regra de carpinteiro de 2 metros

A régua ou regra é uma ferramenta usada em, por exemplo, da geometria , desenho técnico, engenharia e carpintaria, para medir distâncias ou para desenhar linhas retas. Estritamente falando, o governante é o instrumento utilizado para governar linhas retas eo instrumento calibrado utilizado para determinar o comprimento é chamado de uma medida, no entanto uso comum chama de ambos os instrumentos governantes eo nome régua especial é usado para uma regra de não marcado. A utilização da palavra medida, no sentido de um instrumento de medição, apenas sobrevive na fita métrica frase, um instrumento que pode ser usado para medir, mas não pode ser utilizado para desenhar linhas rectas. Como pode ser visto nas fotografias nesta página, regra um carpinteiro dois metros podem ser dobradas para baixo para um comprimento de apenas 20 centímetros, para caber facilmente num bolso, e uma medida de cinco metros de fita longa facilmente retrai para caber dentro de um pequeno alojamento .

Tempo

Os dispositivos mais comuns para medir o tempo é o relógio ou relógio . A cronometro é um instrumento de cronometragem precisa o suficiente para ser usado como um padrão de tempo portátil. Historicamente, a invenção de cronómetros foi um avanço importante na determinação longitude e uma ajuda na navegação astronómica. O dispositivo mais precisas para a medição do tempo é a relógio atômico.

Antes da invenção do relógio, as pessoas tempo medido utilizando o ampulheta, o relógio de sol, ea relógio de água.

Massa

Massa refere-se à propriedade intrínseca de todos os objectos de material para resistir às mudanças na sua dinâmica. Peso, por outro lado, refere-se à força descendente produzido quando uma massa está num campo gravitacional. Em queda livre, os objetos não têm peso, mas mantêm a sua massa. As unidades imperiais de massa incluem o onça, libra, e tonelada. As unidades métricas gramas e quilogramas são unidades de massa.

Uma unidade para medir o peso ou a massa é chamado uma escala de pesagem, ou, frequentemente, simplesmente uma escala. Uma mola escala mede força, mas não de massa, um equilíbrio compara massas, mas requer um campo gravitacional de operar. O instrumento mais preciso para medir peso ou massa é a balança digital, mas também requer um campo gravitacional, e não iria funcionar em queda livre.

Medição em economia

As medidas utilizadas na economia são medidas físicas, medidas de valor nominal de preços e medidas fixas valor do preço. Estas medidas diferem uma da outra pelas variáveis que medem e pelas variáveis excluídos a partir de medições. As variáveis mensuráveis na economia são quantidade, qualidade e distribuição. Ao excluir as variáveis de medição torna possível para melhor concentrar a medição em uma determinada variável, contudo, isso significa uma abordagem mais estreita.

Dificuldades na medição

Desde medida exata é essencial em muitos campos, e uma vez que todas as medidas são necessariamente aproximações, uma grande quantidade de esforço deve ser tomado para fazer medições mais precisas possível. Por exemplo, considerar o problema de medir o tempo que leva para que um objeto cair de uma altura de um metro. Usando física, pode-se mostrar que, no campo gravitacional da Terra, deve levar qualquer objeto sobre 0,45 segundo para cair um metro. No entanto, a seguir, são apenas algumas das fontes de erro que surgir. Em primeiro lugar, este cálculo utilizado para a aceleração da gravidade 9,8 metros por segundo por segundo. Mas esta medida não é exata, mas apenas com uma precisão de dois dígitos significativos. Além disso, o campo gravitacional da Terra varia ligeiramente dependendo da altura acima do nível do mar e outros fatores. A seguir, o cálculo de 0,45 segundo envolvido extrair uma raiz quadrada de uma operação matemática que necessário arredondar para um número de dígitos significativos, neste caso dois algarismos significativos.

Até agora, nós consideramos apenas fontes científicas de erro. Na prática, deixando cair um objeto a partir de uma altura de um metro vara e usando um cronômetro para cronometrar sua queda, temos outras fontes de erro. Primeiro, e mais comum, é simples descuido. Depois, há o problema de determinar o momento exato em que o objeto é liberado e o tempo exato de atingir o solo. Há também o problema de que a medição da altura e da medição do tempo de ambos envolvem algum erro. Finalmente, existe o problema de resistência ao ar.

Medições científicas devem ser realizadas com muito cuidado para eliminar o máximo erro possível, e manter estimativas de erro realista.

Definições e teorias de medição

A definição clássica de medição

Na definição clássica, que é padrão em todas as ciências físicas, a medição é a determinação ou estimativa das taxas de quantidades. Quantidade e medição são mutuamente definida: atributos quantitativos são aqueles que é possível medir, pelo menos em princípio. O conceito clássico de quantidade pode ser rastreada até John Wallis e Isaac Newton , e foi prenunciado no Elementos de Euclides (Michell, 1993).

A teoria de representação de medição

Na teoria de representação, a medição é definido como "a correlação dos números com entidades que não são números" (Nagel, 1932). A forma mais forte de teoria de representação também é conhecido como aditivo medição conjunta. Nesta forma de teoria de representação, os números são atribuídos com base em correspondências ou semelhanças entre a estrutura dos sistemas de número ea estrutura dos sistemas qualitativos. A propriedade é quantitativa se for possível estabelecer tais semelhanças estruturais. Nas formas mais fracos da teoria de representação, como que implícita no trabalho de Stanley Smith Stevens, números só devem ser atribuídos de acordo com uma regra.

O conceito de medição é muitas vezes incompreendido como meramente a atribuição de um valor, mas é possível atribuir um valor de uma forma que não é uma medida em termos dos requisitos de aditivo medição conjunta. Pode-se atribuir um valor à altura de uma pessoa, mas a menos que possa ser demonstrado que há uma correlação entre as medidas de altura e relações empíricas, não é uma medida de acordo com a teoria aditiva medição conjunta. Da mesma forma, a computação e atribuir valores arbitrários, como o "valor patrimonial" de um ativo em contabilidade, não é uma medida porque não preenche os critérios necessários.

Tipos de medição propostos por Stevens

A definição de medição foi ampliado por supostamente Stanely S. Stevens. Ele definiu os tipos de medidas a incluir nominal, ordinal, intervalo e razão. Na prática, este esquema é utilizado principalmente nas ciências sociais, mas mesmo aí o seu uso é polêmico porque inclui definições que não cumpram os requisitos mais estritos da teoria clássica e aditivo medição conjunta. No entanto, as classificações de medição do nível de intervalo e razão não são controversos.

  • Nominal: dados discretos que representam membros de grupo a uma categoria que não tem um valor numérico subjacente. Exemplos incluem etnia, cor, padrão, tipo de solo, tipo de mídia, números de matrícula, números do jérsei de futebol, etc. Também pode ser dicotômica, como presente / ausente, masculino / feminino, ao vivo / morto
  • Ordinal: inclui variáveis que podem ser encomendados, mas para os quais não há nenhum ponto zero e nenhum valor numérico exato. Exemplos: fileiras preferenciais (Thurstone escala de avaliação), Mohs escala de dureza, avaliações do filme, camisa tamanhos (S, M, L, XL), e rankings universitários. Também inclui a escala de Likert usado em pesquisas - concordo totalmente, concordo, indeciso, discordo, discordo totalmente. As distâncias entre cada categoria solicitados não são necessariamente os mesmos (um filme de quatro estrelas não é necessariamente apenas "duas vezes" tão bom quanto um filme de duas estrelas).
  • Intervalo: Descreve a distância entre dois valores, mas uma proporção não é relevante. A escala numérica com um ponto zero arbitrário. Exemplos mais comuns graus Celsius e Fahrenheit. Alguns consideram índices como IQ ser medições do intervalo, enquanto outros os consideram só conta. Intervalo de medições de nível pode ser obtido através da aplicação da Modelo de Rasch.
  • Ratio: Isto é o que é mais comumente associado com medidas nas ciências físicas. O valor zero não é arbitrária e unidades são uniformes. Este é o único tipo de medição, onde comparações de relação são significativos. Exemplos incluem o peso, a velocidade, o volume, etc.

O conceito de medição é muitas vezes confundida com a contagem, o que implica um mapeamento exato de números inteiros, de forma clara objetos separados.

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