测量定义

17 Mar 2025 | 4 分钟阅读

测量的定义是量化一个事件或事物的特征,以便与其他事件或事物进行比较。换句话说,测量是确定一个物理量相对于同类实际参考数值的大小。测量的范围和应用取决于具体情况和行业。根据“国际计量局”制定的国际计量学语言指南,“测量”在自然科学或工程学中不涉及物体或事件的名义属性。在其他一些领域,如统计学和行为科学,测量可以有多个层次,包括名义、序数、区间和比率量表。

Measurement Definition

测量对于贸易、科学、技术以及许多领域的定量研究至关重要。历史上曾存在多种测量系统,以便在人类生活的各个领域进行比较。这些系统通常是通过同事或商业伙伴之间的地区性协议实现的。自十八世纪以来取得的进步旨在统一、全球公认的标准,这促成了现代国际单位制(SI)的创立。该系统将所有物理测量简化为一个包含七个基本单位的数学结构。测量科学是在计量学领域中进行研究的。因此,测量是未知量与已知或标准化量之间的比较。

方法论

属性的测量可以分为四个类别——种类、量值、单位和不确定性。

它们以明确的方式实现了测量比较。

  • 比较的方法学性质根据其测量水平进行分类。一个例子是使用比率、差异以及序数偏好来比较一个属性的两种可能状态。测量程序的定义通常隐式地而非显式地包含了种类。
  • 量值是表征的数值,通常使用合适的测量工具获得。
  • 单位为一个量提供了一个数学参数,该量是与用作标准的人工制品的特征或物理量的比率。
  • 不确定性代表了测量的置信水平,由测量过程的随机误差和系统误差组成。测量会有意重复进行以分析误差,并考虑仪器的准确度和精密度。
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标准化测量系统

在测量和比较方面,通常采用“国际单位制”(SI)。该系统规定了千克、米、坎德拉、秒、安培、开尔文和摩尔作为其七个基本单位。这些单位中没有任何一个是用特定的物理对象来定义为标准的。标准实物可能会变质或被毁坏,而无实物的标准则将测量固定在一个与物理标准或其他不变的自然现象相关的特定值上。改变测量单位的唯一方法是提高计算其相关变量数值的精度。国际单位制的七个基本单位。箭头将依赖实体与依赖实体连接起来。查尔斯·桑德斯·皮尔士(1839-1914)首次尝试将一个SI基本单位与一个非人为设定的实验标准联系起来,他试图用光谱线的波长来定义米。这对迈克尔逊-莫雷实验产生了直接影响,因为迈克尔逊和莫雷以皮尔士为榜样并对其进行了改进。

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标准

除了一些基本量子常数外,测量单位是通过先前的协议获得的。自然界并没有要求一英寸的大小,也没有规定一英里比一公里作为测量单位更精确。然而,在人类历史的进程中,测量标准应运而生,以便群体能够拥有一些共同的标准,最初是为了方便,后来则是出于需要。测量法规最初是为了打击商业欺诈而制定的。

一般来说,测量单位是根据国际条约制定并以科学为基础定义的。“国际计量大会”(GCWM)是这方面的典范,它于1875年由《米制公约》创立,负责管理国际单位制。例如,C

GCWM在2019年根据普朗克常数重新定义了千克。1960年,美国、英国、澳大利亚和南非政府共同制定了国际码,使其精确等于0.9144米。

在美国,商业测量由商务部下属的“国家标准与技术研究院”(NIST)负责监督。相应地,这项工作在印度由印度国家物理实验室,在澳大利亚由澳大利亚国家计量研究院,在南非由“科学与工业研究委员会”,以及在英国由英国国家物理实验室负责。


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