واژهنامه اندازهشناسی – مفاهیم پایه و عمومی و اصطلاحات مربوط
1- هدف و دامنه کاربرد
در این واژهنامه اندازهشناسی، مجموعهای از تعاریف و اصطلاحات مربوط به سیستم مفاهیم پایه و عمومی اندازهشناسی به همراه نمودارهای مفاهیم برای نمایش ارتباط آنها، ارایه میگردد. در آخر بسیاری از تعاریف، اطلاعات اضافی به صورت مثال و یادآوری داده شده است.
این واژهنامه همچنین یک مرجع مشترک برای دانشمندان و مهندسان (شامل فیزیکدانان، شیمیدانان و دانشمندان علوم پزشکی) و همچنین معلمان و کارورزانی که طراحی یا انجام اندازهگیریها را صرفنظر از سطح اندازهگیری اندازهگیری و دامنه کاربرد آنها برعهده دارند، است. این واژگان همچنین مرجعی برای سازمانهای دولتی و بینالمللی، شرکتهای تجاری، سازمانهای تأیید صلاحیت، قانونگذاران و انجمنهای حرفهای است.
در این واژهنامه برای توصیف اندازهگیری از مفاهیم با رویکردهای مختلف استفاده شده است. سازمانهای عضو JCGM با توجه به واژهشناسی مربوط به خود میتوانند مفاهیم و تعاریف را انتخاب کنند. با این وجود، این واژهنامه قصد ترویج و هماهنگی جهانی واژههای مورد استفاده در اندازهشناسی را دارد.
٢- کمیتها و یکاها
٢-١- کمیت (Quantity)
خصیصه یک پدیده، یک جسم یا یک ماده که بتوان اندازه آن را به شکل یک عدد و یک مرجع بیان کرد.
یادآوری ١: مفهوم عام کمیت را میتوان به سطوح مختلفی از مفاهیم خاص همانگونـه کـه در جـدول زیـر نشـان داده شـده اسـت، تقسیم کرد. سمت چپ جدول، مفاهیم خاص کمیت و سمت راست آن، مفاهیم عام مربوط به هر کمیت را نشان میدهد.
یادآوری 2: یک مرجع میتواند یکای اندازهگیری، روش اجرایی اندازهگیری، مادهی مرجع یا ترکیبی از آنها باشد.
یادآوری 3: نمادهای مربوط به کمیتها در استانداردهای سری ISO 80000 و IEC 80000 تحت عنوان کمیـتها و یکاهـا آمـده است. این نمادها به صورت مورب نوشته میشود. یک نماد خاص میتواند کمیتهای مختلفی را نشان دهد.
یادآوری 4: قالب ترجیحی IUPAC-IFCC برای شناسه گذاری کمیتهای مربوط به آزمایشگاه تشخیص طبی عبارت از “سیسـتم -مؤلفه; نوع کمیت” است.
مثال : “پلاسما (خون) – یون سدیم; غلظت مقدار ماده برابر است با 143mmol/l در یک فرد خاص و در یک زمان معلوم”.
یادآوری 5: کمیتهایی که در این استاندارد تعریف میشوند نردهای هستند، اما بردار یا تانسوری که مؤلفههای آن، کمیت اسـت، کمیت در نظر گرفته میشوند.
یادآوری 6: مفهوم کمیت را میتوان به طور مثال به کمیت فیزیکی، کمیت شیمیایی و کمیت بیولوژیکی یا کمیت اصـلی و کمیـت فرعی تقسیم کرد.
٢-٢– نوع کمیت (Kind of quantity) یا نوع (Kind)
جنبه مشترک درکمیتهای قابل مقایسه با یکدیگر.
یادآوری ١: تفکیک مفهوم “کمیت” براساس “نوع کمیت” در برخی موارد اختیاری است.
مثال ١: کمیتهای قطر، محیط و طول موّ معمولاً از یک نوع در نظر گرفته شده و طول نامیده میشود.
مثال ٢ کمیتهای گرما، انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل معمولا” از یک نوع در نظر گرفته شده و انرژی نامیده میشود.
یادآوری 2: کمیتهای هم نوع در یک دستگاه کمیتهای مشخص دارای ابعاد یکسان هستند، اماکمیتهای بـا ابعـاد یکسـان لزوماً هم نوع نیستند. مثال: کمیتهای گشتاور نیرو و انرژی، بنا به قرارداد، از یک نوع در نظر گرفته نمی شوند هرچند ابعاد یکسانی دارند. این امر در مورد ظرفیت گرمایی و آنتروپی و همچنین تعداد موجودات (Number of entities)، نفوذپذیری نسبی و کسر جرمی نیز صادق است.
٢-٣– دستگاه کمیتها (System of quantities)
مجموعهای از کمیتها به همراه مجموعهای از معادلات نامتناقض (Non-contradictory) که این کمیتها را به هم ارتباط میدهد.
یادآوری: کمیتهای ترتیبی مانند ”سختی راکول C” معمولاً بخشی از یک دستگاه کمیتها در نظر گرفته نمیشـود، زیـرا آنها با سایر کمیتها تنها از طریق روابط تجربی. مرتبط میشود.
٢-٤- کمیت اصلی (Base quantity)
کمیتی در یک زیر مجموعه منتخب قراردادی از یک دستگاه کمیتهای مورد نظر که هیچ یـک از کمیـتهای زیرمجموعه را نتوان برحسب سایر کمیتها بیان کرد.
یادآوری ١: زیرمجموعه مورد اشاره در تعریف را “مجموعه کمیتهای اصلی” مینامند.
مثال: مجموعه کمیتهای اصلی در دستگاه بینالمللی کمیتها (ISQ) در بند ٢-٦ آمده است.
یادآوری 2: کمیتهای پایه مستقل از هم هستند زیرا از آن جایی که یک کمیت اصلی را نمیتوان بصـورت ضـرب تـوانی از سـایر کمیتهای اصلی بیان کرد،کمیتهای اصلی بصورت دو به دو مستقل از هم هستند.
یادآوری ٣: تعداد موجودات را میتوان به عنوان کمیت اصلی در هر یک از دستگاه کمیتها در نظر گرفت.
2-5- کمیت فرعی (Derived quantity)
کمیتی که در یک دستگاه کمیتها با تابعی از کمیتهای پایه آن دستگاه تعریف میشود.
مثال : در یک دستگاه کمیتها که دارای کمیتهای پایه جرم و طول است، چگالی جرمی کمیت فرعی است که به صورت نسـبت جرم به حجم (طول به توان سه) تعریف میشود.
٢-٦- دستگاه بینالمللی کمیتها (International System of Quantities)
دستگاه کمیتهایی که اساس آن هفت کمیت پایه طول، جرم، زمان، جریان الکتریکـی، دمـای ترمودینـامیکی، مقدار ماده و شدت روشنایی است.
یادآوری ١: این دستگاه کمیتها در استانداردهای مجموعه ISO 80000 و IEC 80000 تحت عنـوان کمیـتها و یکاهـا منتشـر شده است.
2-٧- بعد کمیت (Quantity dimension)
عبارتی که وابستگی یک کمیت را به کمیتهای اصلی یک دستگاه کمیتها به صورت ضرب توانی عوامل متناظر با کمیتهای اصلی آن دستگاه (با حذف عامل عددی) بیان میکند.
یادآوری ١: توان یک عامل نمای آن عامل است. هر عامل بعد کمیت اصلی است.
یادآوری 2: نمادهای قراردادی مورد استفاده برای نمایش ابعاد کمیتهای اصلی،از نوع حروف بزرگ لاتـین نـوع sans-serif است. نمادهای قراردادی برای نمایش کمیتهای فرعی به صورت ضرب توانی ابعاد کمیتهای اصلی و براسـاس تعریـف کمیـتهای اصلی است. بعد کمیت Qبه صورت dim Qنشان داده میشود.
یادآوری ٣: برای به دست آوردن بعد یک کمیت، ویژگی عددی ، برداری و یا تانسوری آن در نظر گرفته نمیشود.
یادآوری ٤: در یک دستگاه کمیتهای مشخص
- کمیتهای هم نوع، ابعاد یکسان دارند.
- کمیتها با ابعاد مختلف همیشه از انواع مختلف هستند، و
- کمیتها با ابعاد یکسان لزوما هم نوع نیستند.
یادآوری ٥: نمادهای مورد استفاده در ISQ برای نمایش ابعاد کمیتهای اصلی به صورت زیر است:
٢-٨- کمیت با بعد یک (Quantity of dimension one) یا کمیت بدون بعد (Dimensionless quantity)
کمیتی که تمام نماهای عوامل متناظر با کمیتهای اصلی در بعد آن صفر است.
یادآوری ١: استفاده از عبارت “کمیت بدون بعد” معمول است و به دلایل تاریخی در این استاندارد حفظ شده است و ریشه در این حقیقت دارد که نماهای مربوط به ابعاد چنین کمیتهایی صفر هستند. عبارت “کمیت با بعد یک ”بیانگر این قرارداد است که برای نمایش نمادین ابعاد چنین کمیتهایی از نماد یک استفاده میشود. (به استاندارد ISO 31-0:1992,2.2.6 مراجعه شود)
یادآوری 2: مقادیر و یکاهای اندازهگیری کمیتها با بعد یک، عدد هستند اما چنین کمیتهایی اطلاعاتی بیش از یک عدد را با خود دارند.
یادآوری 3: بعضی ازکمیتها با بعد یک به صورت نسبت دو کمیت هم نوع تعریف میشود. مثالها: زاویه سطحی، زاویه فضایی، ضریب شکست، نفوذ پذیری نسبی مغناطیسی، کسرجرمی، ضریب اصطکاک، عدد ماخ
یادآوری 4: تعداد موجودات، کمیتهای با بعد یک هستند. مثالها: تعداد دور در یک سیم پیچ، تعداد مولکولهای یک نمونه مشخص، عدد تفکیک همترازی سطوح انرژی در یک سیستم کوانتومی
٢-٩- یکای اندازهگیری (Measurement unit)
یکای کمیت عددی حقیقی که براساس قرارداد تعریف و پذیرفته شده است که میتوان آن را با سایر کمیتهای هم نوع مقایسه کرد تا نسبت دوکمیت به شکل عدد.بیان شود.
یادآوری ١: یکاهای اندازهگیری با نامها و نمادهای قراردادی خاص خود نشان داده میشود.
یادآوری 2: یکاهای اندازهگیری کمیتهایی با بعد مشابه ممکن است با نام و نماد مشابه حتی وقتی کمیتها هم نوع نباشند نشان داده شوند. به عنوان مثال، ژول برکلوین نام و J/K نماد یکای اندازهگیری ظرفیت گرمایی و آنتروپی است که کمیتهایی غیر هم نوع هستند. هرچند در بعضی از موارد اسامی یکای اندازهگیری ویژهای منحصراً برای کمیتهای ویژه بکار میروند. به عنوان مثال یکای اندازهگیری ثانیه به توان منفی یک (/s١) وقتی برای فرکانسها به کار میرود هرتز (HZ) و وقتی برای فعالیت رادیونوکلیدها به کار میرود بکرل (Bq) نامیده میشود.
یادآوری ٣: یکاهای اندازهگیری کمیتها با بعد یک عدد هستند. در مواردی این یکاهای اندازهگیری اسامی ویژه ای دارند از قبیل رادیان، استرادیان و دسی بل یا به صورت خاصی بیان میشوند مانند میلیمول بر مول که برابر است با 3-10و میکروگرم بر کیلوگرم که برابر است با 9-10
یادآوری ٤: برای یک کمیت مشخص واژه ی کوتاه “یکا” اغلب با نام کمیت، ترکیب میشود مانند “یکای جرم“
٢-١٠- یکای اصلی (Base unit)
یکای اندازهگیری که بنابر قرارداد برای یک کمیت پایه پذیرفته میشود.
یادآوری ١: برای هر کمیت پایه در هر سیستم یکای هماهنگ فقط یک یکای پایه وجود دارد.
مثال: درسیستم SIمتر یکای پایه طول و در سیستم CGSسانتی متر یکای پایه طول است.
یادآوری 2: یکای پایه را میتوان برای یکای فرعی کمیتی با بعدیکسان نیز بکار برد.
مثال: وقتی مقدار بارش باران به صورت حجم برسطح تعریف میشود در سیستم SIبرای مقیاس مورد نظر یکای فرعی هماهنگ وجود دارد.
یادآوری 3: برای تعداد موجودات،عدد یک (با نماد ١) را میتوان به عنوان یکای اصلی در هر دستگاه یکاها در نظر گرفت.
٢-١١– یکای فرعی (Derived unit)
یکای اندازهگیری برای یک کمیت فرعی
مثالها: متر بر ثانیه با نماد m/s و سانتی متر بر ثانیه با نماد cm/s یکاهای فرعی سرعت در SI هستند. کیلومتر بر ساعت با نماد km/h یکای اندازهگیری سرعت درخارّ از SIاست اما پذیرفته شده که در SI استفاده شود. یک گره برابر است با یک مایل دریایی بر ساعت که یکای اندازهگیری سرعت در خارّ از SIاست.
٢-١٢- یکای فرعی هماهنگ (Coherent derived unit)
یکای فرعی که، برای دستگاه کمیتهای معین و مجموعهای از یکاهای اصلی منتخب، حاصل توانهای یکاهای اصلی، که با ضریب تناسب به غیر از یک نباشد.
یادآوری ١: توان هر یکای پایه برابر با یکای پایه به توان نما است.
یادآوری 2: ویژگی هماهنگ را فقط با توجه به سیستم کمیتهای موردنظر و مجموعه ی یکای پایه داده شده آن میتوان تعیین کرد. مثالها: اگر متر، ثانیه و مول یکاهای اصلی باشند؛ متر بر ثانیه یکای فرعی هماهنگ برای سرعت است که سرعت با معادله ی کمیت v = dr/dtتعریف شود و مول بر متر مکعب یکای فرعی هماهنگی برای غلظت مقدار ماده است در صورتی که غلظت مقدار ماده با معادله ی کمیت c = n/V تعریف شود. کیلوگرم بر ساعت و گره که در مثالهای بند ٢-١١ به آنها اشاره شد در چنین سیستم کمیتها یکاهای فرعی هماهنگ نیستند.
یادآوری ٣: هر یکای فرعی ممکن است نسبت به یک سیستم کمیتها، هماهنگ باشد اما نسبت به سیستم دیگری هماهنگ نباشد.
مثال: در سیستم یکاهای CGS سانتیمتر بر ثانیه یکای فرعی هماهنگ برای سرعت است اما در SI چنین نیست.
یادآوری ٤: یکای فرعی هماهنگ در هر کمیتی با بعد یک برای سیستم یکاهای معین عدد یک با نماد ١ است. عمولاً نام و نماد یکای اندازهگیری، یک نشان داده نمیشود.
٢-١٣- دستگاه یکاها (System of units)
مجموعهای از یکاهای اصلی و یکاهای فرعی به همراه مضربها و کسرهای آنها که بر اساس قواعد موجود برای یک دستگاه کمیتهای معین تعریف میشود.
٢-١٤- دستگاه یکاهای هماهنگ (Coherent system of units)
دستگاه یکاها بر اساس یک دستگاه کمیتهای معین که در آن یکای اندازهگیری هر کمیت فرعی، یک یکای فرعی هماهنگ است.
مثال: مجموعه یکاهای هماهنگ SI و روابط بین آنها.
یادآوری ١: دستگاه یکاها با توجه به سیستم کمیتها و یکاهای اصلی پذیرفته شده میتواند هماهنگ باشد.
یادآوری 2: برای دستگاه یکاهای هماهنگ، معادلات مقدار عددی شامل عوامل عددی،بصورت معادلات کمیتی متناظر، شکل یکسانی دارند.
٢-١٥- یکای اندازهگیری برون سیستمی (Off system measurement unit)
یکای اندازهگیری که به سیستم یکاهای معینی تعلق نداشته باشد .
مثال ١: الکترون ولت (برابر با 3-10*1.6218 ژول) یکای اندازهگیری انرژی نسبت به SI برون سیستمی است.
مثال ٢: روز، ساعت و دقیقه یکای اندازهگیری زمان نسبت به SI برون سیستمی است.
٢-١٦- سیستم بینالمللی یکاها (International System of Units)
دستگاه یکاهای مبتنی بر دستگاه بینالمللی کمیتها، نامها و نمادهای آنها ،شامل یکسری از پیشوندها، اسامی و نمادهایشان همراه با قواعدی برای استفاده از آنها توسط کنفراس عمومی اوزان و مقیاسها (CGPM) پذیرفته شده است.
یادآوری ١: دستگاه SI بر اساس هفت کمیت پایه ISQ پایه گذاری شده است. اسامی و نمادهای متناظر با یکاهای پایه مطابق جدول زیر است.
یادآوری 2: یکاهای اصلی و یکاهای فرعی هماهنگ دستگاه SI که یک مجموعه هماهنگ را تشکیل میدهند مجموعه یکاهای هماهنگ SI نامیده میشوند.
یادآوری ٣: به منظور توصیف و تبیین کامل دستگاه بینالمللی یکاها به آخرین ویرایش جزوه SI که توسط دفتر بینالمللی اوزان و مقیاسها (BIPM) منتشر میشود و در وبگاه آن قابل دسترس است مراجعه کنید.
یادآوری 4: کمیت موجودیتها در حساب کمیتها، اغلب بعنوان کمیت اصلی با یکای پایه یک و نماد ١ در نظر گرفته میشود.
یادآوری 5: ضرایب و اجزاء یکاها به صورت زیر هستند.
٢–١٧– مضرب یکا (Multiple of a unit)
یکای اندازهگیری که با ضرب یک یکای اندازهگیری معین در یک عدد صحیح بزرگتر از یک به دست میآید.
مثال ١: کیلومتر یک مضرب دهدهی از متر است.
مثال ٢: ساعت یک مضرب غیر دهدهی از ثانیه است.
یادآوری ١: پیشوندهای دستگاه SI برای مضربهای دهدهی یکاهای اصلی و یکاهای فرعی SIدر یادآوری ٥ بند ٢-١٦ آمده است.
یادآوری ٢: پیشوندهای دستگاه SI مستقیماً به توانهای ١٠ مربوط میشوند و نباید برای توانهای ٢ به کار روند. به عنوان مثال یک کیلو بیت را نباید برای نمایش ١٠٢٤ بیت (210bits)که یک کیبی بیت است، استفاده کرد. پیشوندهای مضربهای دودویی عبارت است از:
٢-١٨- کسر یکا (Submultiple of a unit)
یکای اندازهگیری که از تقسیم یک یکای اندازهگیری معین بر یک عدد صحیح بزرگتر از یک به دست میآید.
مثال ١: میلی متر یک کسر دهدهی از متر است.
مثال ٢: برای یک زاویه ی تخت، ثانیه یک کسر غیر دهدهی از دقیقه است.
یادآوری: پیشوندهای SI برای مضربهای دهدهی یکاهای اصلی و یکاهای فرعی SI در یادآوری ٥ بند ٢- ١٦ آورده شده است.
٢-١٩- مقدار کمیت (Quantity value)
مقدار یک کمیت Value of a quantity مقدار Value عدد و مرجعی که با هم بزرگی یک کمیت را بیان میکنند.
٢-٢٠- مقدار عددی کمیت (Numerical quantity value)
مقدار عددی یک کمیت Numerical value of a quantity مقدار عددی Numerical value عددی که برای بیان مقدار یک کمیت استفاده میشود به غیر از عددی که بعنوان یک مرجع به کار میرود.
یادآوری ١: برای کمیتهای با بعد یک، مقدار مرجع، یکای اندازهگیری است که یک عدداست و به عنوان بخشی از مقدار عددی کمیت در نظر گرفته نمیشود.
یادآوری ٢: کمیتهایی که یکای اندازهگیری دارند (به عبارت دیگر به غیر از کمیتهای ترتیبی)، مقدار عددی {Q} یک کمیت Q اغلب به صورت {Q} = Q/[Q] نشان داده میشود که [Q] نشانگر یکای اندازهگیری است.
٢-٢١– حساب کمیت (Quantity calculus)
مجموعه قواعد و عملیات ریاضی که بر کمیتهای غیر از کمیتهای ترتیبی اعمال میشود.
یادآوری: در حساب کمیت، معادلات کمیت به معادلات مقدار عددی ترجیح داده میشود زیرا معادلات کمیت مستقل از یکاهای اندازهگیری است.
٢-٢٢- معادلهی کمیت (Quantity equation)
رابطهی ریاضی بین کمیتها در یک دستگاه کمیتهای معین که مستقل از یکاهای اندازهگیری است.
٢-٢٣- معادلهی یکا (Unit equation)
رابطه ریاضی بین یکاهای اصلی، یکاهای فرعی هماهنگ یا سایر یکاهای اندازهگیری است.
٢-٢٤- عامل تبدیل یکاها (Conversion factor between units)
نسبت دو یکای اندازهگیری برای کمیتهای هم نوع
٢-٢٥- معادله مقدارعددی (Numerical value equation)
رابطهی ریاضی بین مقادیر عددی کمیت بر اساس یک معادله کمیت معین و یکاهای اندازهگیری مشخص.
٢-٢٦- کمیت ترتیبی (Ordinal quantity)
کمیتی که به وسیله یک روش اجرایی اندازهگیری قراردادی تعریف میشود و برای آن یک رابطهای ترتیبی کلی مطابق با بزرگی سایر کمیتهای هم نوع تعریف میگردد، اما در مورد کمیتهای موجود در آن هیچ عملیات جبری در میان آن کمیتها تعریف نمیشود.
مثال ١: سختی راکول c؛
مثال ٢: عدد اکتان بنزین؛
مثال ٣: قدرت زمین لرزه در مقیاس ریشتر؛ و
مثال ٤: سطح موضوعی دردهای شکمی در مقیاسی از صفر تا پنج؛
یادآوری ١: روابط کمیتهای ترتیبی را تنها میتوان به صورت تجربی برقرار کرد که نه یکاهای اندازهگیری دارند نه ابعاد کمیتی دارند اختلافها و نسبتهای کمیتهای ترتیبی معنای فیزیکی ندارند.
یادآوری ٢: کمیتهای ترتیبی براساس مقیاسهای مقدار کمیت ترتیبی مرتب میشوند.
٢-٢٧- مقیاس مقدار کمیت (Quantity-value scale)
مجموعهی مرتبی از مقادیرکمیتهایی از یک نوع کمیت معین که بر اساس بزرگی کمیتهایی از آن نوع در رتبه بندی استفاده میشود.
مثال ١: مقیاس دمای سلسیوس؛
مثال ٢: مقیاس زمان؛
مثال ٣: مقیاس سختی راکول c؛
٢-٢٨- مقیاس مقدار کمیت ترتیبی (Ordinal quantity-value scale)
مقیاس مقدار کمیت برای کمیتهای ترتیبی
مثال ١ مقیاس سختی راکول c
مثال ٢ مقیاس اعداد اکتان مواد سوختی
یادآوری: هر مقیاس مقدار کمیت ترتیبی را میتوان از طریق اندازهگیریهایی مطابق با روش اجرایی اندازهگیری برقرار نمود.
٢-٢٩- مقیاس مرجع قراردادی (Conventional reference scale)
مقیاس مقدار کمیت که با توافق نامهی رسمی تعریف میشود.
2-٣٠- خصیصهی نامی (Nominal property)
خصیصهی یک پدیده، جسم یا ماده که بزرگی ندارد.
مثال ١: جنسیت انسان؛
مثال ٢: رنگ یک نمونه رنگ؛
مثال ٣: رنگ یک آزمایش فوری در شیمی؛
مثال ٤: کد دو رقمی کشوری در ISO؛
مثال ٥: رشتهی اسیدهای آمینه در پلی پتید؛
یادآوری ١: خصیصه ی نامی ارزشی داردکه آن را میتوان با واژهها ، کدهای الفبایی یا روشهای دیگر بیان نمود.
یادآوری 2: ارزش خصیصه ی نامی را نباید با مقدار نامی کمیت اشتباه کرد.
٣- اندازهگیری
٣-١- اندازهگیری (Measurement)
فرآیند تعیین یک یا چند مقدار کمیت که به طور تجربی و مستدل بتوان آن را به کمیت نسبت داد.
یادآوری ١: اندازهگیری برای خصیصههای نامی کاربرد ندارد.
یادآوری 2: اندازهگیری، مقایسهی کمیتها یا شمارش موجودیتها را نیز شامل میشود.
یادآوری ٣: پیش فرض اندازهگیری، توصیف کمیت مورد اندازهگیری است. این کمیت باید به گونهای توصیف شود که متناسـب بـا استفاده مورد نظر از نتیجه اندازهگیری، روش اجرایی اندازهگیری و سیستم اندازهگیری کالیبره شده باشد که طبق یـک روش اجرایی اندازهگیری مشخص (شامل شرایط اندازهگیری) بهرهبرداری میشود.
٣-٢- اندازهشناسی (Metrology)
علم اندازهگیری و کاربرد آن.
یادآوری: اندازهشناسی تمام جنبههای نظری و عملی اندازهگیری را با هـر اندازهگیری اندازهگیری و هـر دامنه کاربردی شامل میشود.
٣-٣- اندازهده (Measurand)
کمیت مورد نظر برای اندازهگیری
یادآوری ١: تعیین مشخصات یک اندازهده مستلزم آگاهی داشتن از نوع کمیت، توصیف وضعیت پدیده، جسم یا ماده حامل کمیـت، هر یک از مؤلفههای مربوط و موجودات شیمیایی دخیل است.
یادآوری 2: در استانداردهای IEC 60050-300:2001و ویرایش دوم VIM، اندازهده بصورت “کمیت ویژهای که اندازهگیری میشود” تعریف شده است.
یادآوری 3: اندازهگیری شامل سیستم اندازهگیری و شرایطی است که تحت آن اندازهگیری انجـام میشـود، و ممکـن اسـت پدیده، جسم یا ماده را به گونهای تغییر دهد که کمیت مورد اندازهگیری با اندازه ده تعریف شده، اختلاف پیدا کند. در چنین مواردی، اعمال تصحیح ضروری است.
مثال ١: اختلاف پتانسیل بین ترمینالهای یک باتری ممکن است هنگام استفاده از ولت متری با هدایت داخلی بالا در اندازهگیری، کاهش یابد. اختلاف پتانسیل مدار باز را میتوان از طریق مقاومتهای داخلی باتری و ولت متر بدست آورد.
مثال ٢: طول یک میله فولادی در تعادل با محیطی با دمای ٢٣ درجه سلسیوس با طول آن در دمـای مشـخص ٢٠ درجـه سلسـیوس (که اندازهده است)، اختلاف دارد. در چنین مواردی، اعمال تصحیح ضروری است.
یادآوری ٤: در شیمی، آنالیت یا نام یک ماده یا ترکیب، واژههایی است که گاهی اوقات برای “اندازه ده” استفاده میشود. اسـتفاده از این واژهها اشتباه است زیرا به کمیتها اشاره نمیکند.
٣-٤– اصل اندازهگیری (Measurement principle)
پدیدهای که به عنوان اساس اندازهگیری به کار گرفته میشود.
مثال ١: اثر ترموالکتریک که برای اندازهگیری دما به کار میرود.
مثال ٢: جذب انرژی که برای اندازهگیری غلظت مقدار ماده به کار میرود.
مثال ٣: کاهش غلظت قند خون یک خرگوش ناشتا که برای اندازهگیری غلظت انسولین در نمونه به کار میرود.
یادآوری: این پدیده میتواند ماهیت فیزیکی، شیمیایی یا بیولوژیکی داشته باشد.
٣-٥- روش اندازهگیری (Measurement method)
توصیف عام یک سازمان منطقی از عملیات که در اندازهگیری بکار میرود.
یادآوری: روشهای اندازهگیری را میتوان به شیوههای مختلف انتخاب کرد، مانند:
- روش اندازهگیری جایگزینی؛
- روش اندازهگیری تفاضلی؛
- روش اندازهگیری صفر؛
- روش اندازهگیری مستقیم و
- روش اندازهگیری غیرمستقیم
٣-6- روش اجرایی اندازهگیری (Measurement procedure)
شرح تفصیلی یک اندازهگیری که طبق یک یا چند اصل اندازهگیری، یک روش اندازهگیری معـین و نیـز براساس یک مدل اندازهگیری تهیه شده است و هرگونه محاسبات را برای دستیابی به نتیجه اندازهگیری شامل میشود.
یادآوری ١: روش اجرایی اندازهگیری معمولا” به صورت مستند و با جزئیات کافی تهیه میشود تا کـاربر بتوانـد براسـاس آن اندازهگیری را انجام دهد.
یادآوری 2: روش اجرایی اندازهگیری میتواند حاوی بیانی مربوط به اندازهگیری اندازهگیری هدف باشد.
یادآوری 3: گاهی اوقات روش اجرایی اندازهگیری را روش اجرایی عملیات استاندارد (Standard Operating Procedure) با اختصار SOP مینامند.
٣-٧– روش اجرایی اندازهگیری مرجع (Reference measurement procedure)
روش اجرایی اندازهگیری که به عنوان فراهم آورندهی نتایج اندازهگیری پذیرفته شده اسـت، ایـن نتـایج اندازهگیری برای مصارف منظورشان یعنی ارزیابی صحت اندازهگیری »مقادیر کمیتهای اندازهگیری شده« مناسب اند، قابل ذکر است که مقادیر با روشهای اجرایی اندازهگیری دیگر برای کمیتهـای هم نوع در کالیبراسیون یا تعیین ویژگیهای مواد مرجع به دست آمدهاند.
٣-٨- روش اجرایی اندازهگیری مرجع اولیه (Primary reference measurement procedure)
روش اجرایی اندازهگیری مرجع که برای بدست آوردن نتیجه اندازهگیری به کار میرود، بـدون آن کـه بـا استاندارد اندازهگیری مربوط به کمیت هم نوع رابطه برقرار کرده باشد.
مثال: اندازهگیری حجم آب خروجی از یک پیپت 50ml در دمای 20 درجه از طریق توزین بشر حـاوی آب خروجـی از پیپـت منهـای جرم بشر خالی، انجام شده و اختلاف جرم دمای واقعی آب با استفاده از جرم حجمی (چگالی جرم) تصحیح میشود.
یادآوری ١: کمیتـه مشـورتی مقـدار مـاده – اندازهشناسی در شـیمی ( (CCQMبـرای ایـن مفهـوم از واژه ”روش اندازهگیری اولیه” استفاده میکند.
یادآوری ٢: تعاریف دو مفهوم فرعی ”روش اجرایی اندازهگیری مرجع اولیه مسـتقیم” و ”روش اجرایـی اندازهگیری مرجـع اولیـه نسبی” توسط CCQM ارایه شده است (پنجمین نشست در سال ١٩٩٧)
٣-9- نتیجه اندازهگیری (Measurement result Result of Measurement)
مجموعه مقادیرکمیتی که به اندازه ده نسبت داده میشود و هر اطلاعات مرتبط قابل دسترس دیگر را به همراه دارد.
یادآوری ١: نتیجه اندازهگیری معمولاً حاوی “اطلاعات مرتبط” درباره مجموعه مقادیر است، به طوریکه بعضـی از آنهـا میتوانـد نسبت به سایر مقادیر، بیشتر نماینده اندازه ده باشد. این امر میتواند به شکل تابع چگالی احتمال (PDF) بیان شود.
یادآوری 2: نتیجه اندازهگیری معمولاً برحسب یک مقدار اندازهگیری شده همراه با اندازهگیری اندازهگیری بیان میشود. اگر اندازهگیری برای برخی مقاصد ناچیز باشد، نتیجه اندازهگیری را میتوان به صورت یک مقدار بیان کرد. در بسـیاری از زمینهها، بیان نتیجه اندازهگیری به این شکل، معمول است.
یادآوری 3: در ویرایش قبلی این استاندارد، نتیجه اندازهگیری به صورت مقدار نسبت داده شده به اندازه ده تعریف شده بـود و معنـی نشاندهی، نتیجه تصحیح نشده یا نتیجه تصحیح شده را توضیح داده بود.
٣-10- مقدار کمیت اندازهگیری شده (Measured quantity value)
مقدار یک کمیت که نشاندهنده نتیجه اندازهگیری است.
یادآوری ١: در اندازهگیری با چندین نشاندهی، هر یک از نشاندهیها را میتوان بـرای ارائـه مقـدار اندازهگیری شـده مربـوط استفاده کرد. این سری مقادیر اندازهگیری شده را میتوان برای محاسبه نتیجه اندازهگیری مانند میانگین یا میانه که معمولا” با یـک اندازهگیری اندازهگیری کوچکتری همراه است، بکار برد.
یادآوری 2:درمواردی که گستره مقادیر واقعی که نشاندهنده اندازه ده است در مقایسه با اندازهگیری اندازهگیری کوچـک باشد، مقدار اندازهگیری شده را میتوان برآورد یک مقدار واقعی تک درنظر گرفت و اغلب برابر میانگین یا میانه مقـادیر اندازهگیری است که از طریق تکرار اندازهگیریها بدست میآید.
یادآوری 3: درمواردی که گستره مقادیر واقعی که نشاندهنده اندازه ده است در مقایسه با اندازهگیری اندازهگیری کوچـک نباشـد، مقدار اندازهگیری شده اغلب برآورد میانگین یا میانه مجموعه مقادیر است. یادآوری 4: در GUM، واژههای ”نتیجه اندازهگیری ”و ”برآورد مقدار اندازه ده ”یا به طور ساده ”برآورد انـدازه ده ”بـرای ”مقـدار اندازهگیری شده ”استفاده میشود.
٣-١١- مقدار واقعی کمیت (True quantity value)
مقدار کمیت مطابق با تعریف آن کمیت
یادآوری ١: در رویکرد خطا برای توصیف اندازهگیری، مقدار واقعی، یک تک مقدار و در عمل، غیرقابل شناخت در نظـر گرفتـه میشود. در رویکرد اندازهگیری به علت اینکه جزئیات مربوط به تعریف کمیت بطور ذاتی ناکافی بـوده و کامـل نیسـت، یـک تـک مقـدار واقعی وجود ندارد بلکه یک سری مقادیر واقعی سازگار با تعریف وجود دارد. با این وجـود، در اصـل و درعمـل، ایـن سـری مقـادیر نیـز
3-١٢- مقدار قراردادی کمیت Conventional quantity value
مقداری که طبق توافق برای یک هدف خاص به یک کمیت نسبت داده میشود.
مثال ١ : شتاب استاندارد سقوط آزاد (قبلا” شتاب استاندارد ثقل نامیده میشد)، g n = 9.80665m.s –2
مثال ٢ :مقدار قراردادی ثابت جوزفسون، = 483597.9GHZ.V –1
مثال ٣ : مقدار قراردادی یک استاندارد جرم مشخص، m = 100.00347 g
یادآوری ١: گاهی اوقات واژه “مقدار واقعی قراردادی” برای این مفهوم بکار میرود، ولی استفاده از منع شده است.
یادآوری 2: مقدار قراردادی گاهی اوقات برآوردی از مقدارکمیت واقعی است.
یادآوری 3: مقدار قراردادی معمولا” همراه با یک عدمقطعیت اندازهگیری کوچک و مناسب (که میتوانـد صـفر باشـد ) درنظـر گرفته میشود.
٣-١٣- درستی اندازهگیری Measurement accuracy
نزدیکی توافق بین مقدار کمیت اندازهگیری شده و مقدار کمیت واقعی از یک اندازه ده.
یادآوری ١: مفهوم “درستی اندازهگیری” یک کمیت نیست و با مقدار عددی بیان نمیشود. هر چه خطای اندازهگیری کـوچکتر باشد، گفته میشود اندازهگیری درست تر است.
یادآوری 2: واژه “درستی اندازهگیری” نباید بـرای “صحت اندازهگیری” و واژه “دقت اندازهگیری” نبایـد بـرای “درسـتی اندازهگیری” بکار رود، هرچند به هر دوی این مفاهیم مربوط میشود.
یادآوری ٣: “درستی اندازهگیری” گاهی اوقات به صورت نزدیکی توافق بین مقادیر اندازهگیری شدهای کـه بـه انـدازهده نسـبت داده شدهاند، تفسیر میشود.
٣-١٤- صحت اندازهگیری (Measurement trueness)
نزدیکی توافق بین میانگین حاصل ازتعداد نامتناهی از مقادیر کمیت اندازهگیری شده تکراری و مقدار کمیـت مرجع.
یادآوری ١: مفهوم “صحت اندازهگیری” یک کمیت نیست و بنابراین نمیتوان آن را به صورت عددی بیـان کـرد، امـا در اسـتاندارد ملی شماره ٧٤٤٢ معیارهای مربوط به نزدیکی توافق داده شده است.
یادآوری 2: صحت اندازهگیری به طور معکوس به خطای اندازهگیری سیستماتیک ارتباط پیدا میکند، اما ارتباطی با خطـای اندازهگیری تصادفی ندارد.
یادآوری 3: واژه ”درستی اندازهگیری ”نباید برای ”صحت اندازهگیری ”یا برعکس استفاده شود.
٣-١٥- دقت اندازهگیری (Measurement precision)
نزدیکی توافق بین نشاندهیها یا مقادیر کمیت اندازهگیری شده حاصل تکرار اندازهگیریها روی همان نمونه یا مشابه آن تحت شرایط مشخص.
یادآوری ١: دقت اندازهگیری معمولا” به صورت عددی و برحسب عدم دقت تحت شرایط اندازهگیری خاص بیان میشـود، ماننـد انحراف معیار، واریانس، یا ضریب واریانس
یادآوری ٢: “شرایط مشخص” به عنوان مثال میتواند شرایط تکرارپذیری اندازهگیری، شرایط دقت میانی اندازهگیری یـا شرایط تجدیدپذیری اندازهگیری باشد (استاندارد ملی ایران شماره ٣-٧٤٤٢ را ببینید).
یادآوری 3: دقت اندازهگیری برای تعریـف تکرارپذیری اندازهگیری، دقت میانی اندازهگیری و تجدیدپذیری اندازهگیری بکار میرود.
یادآوری 4: گاهی اوقات به اشتباه واژه ”دقت اندازهگیری ”به مفهوم درستی اندازهگیری بکار میرود.
٣-١٦- خطای اندازهگیری (Measurement error)
مقدار کمیت اندازهگیری شده منهای مقدار کمیت مرجع.
یادآوری ١: مفهوم “خطای اندازهگیری” را میتوان برای دو حالت زیر بکار برد:
الف) وقتی یک تک مقدار مرجع تک وجود دارد و هنگامی به آن ارجاع میشود که کالیبراسیون توسط استاندارد اندازهگیری که مقدارکمیت اندازهگیری شده آن دارای اندازهگیری اندازهگیری ناچیز است، انجام شده یا اگر یک مقدارکمیت قراردادی داده شده است که در این حالت خطای اندازهگیری معلوم است، و
ب) اگر فرض شود اندازه ده از طریق یک تک مقدارکمیت واقعی یا یک مجموعه مقادیر واقعی با گستره ناچیز نشان داده میشـود که در این حالت خطای اندازهگیری نامعلوم است. یادآوری 2: خطای اندازهگیری نباید با خطای تولید یا خطای انسانی اشتباه گرفته شود.
٣-١٧- خطای اندازهگیری سیستماتیک (Systematic measurement error)
مؤلفه خطای اندازهگیری که در تکرار اندازهگیریها ثابت میماند یا با یک روند قابل پـیش بینـی تغییـر میکند.
یادآوری ١: مقدار کمیت مرجع برای خطای اندازهگیری سیستماتیک برابر با یک مقدار کمیت واقعی،یا مقدار کمیـت اندازهگیری شده یک استاندارد اندازهگیری با اندازهگیری اندازهگیری قابل صرفنظرکردن یا مقدارکمیت قراردادی است.
یادآوری 2: خطای اندازهگیری سیستماتیک و علل آن میتواند معلوم یا نـام علوم باشـد. بـرای جبـران یـک خطـای اندازهگیری سیستماتیک معلوم میتوان تصحیح اعمال کرد. یادآوری ٣: خطای اندازهگیری سیستماتیک برابر است با خطای اندازهگیری منهای خطای اندازهگیری تصادفی.
٣-١٨- اریبی اندازهگیری (Measurement bias)
برآورد خطای اندازهگیری سیستماتیک
٣-١٩- خطای اندازهگیری تصادفی (Random measurement error)
مؤلفه خطای اندازهگیری که در تکرار اندازهگیریها با یک روند غیرقابل پیش بینی تغییر میکند.
یادآوری ١: مقدار کمیت مرجع برای خطای اندازهگیری تصادفی، میانگین حاصل از تعداد زیادی اندازهگیری تکـراری روی یـک اندازهده همسان است. یادآوری 2: خطاهای اندازهگیری تصادفی یک مجموعه از اندازهگیریهای تکراری، تابع توزیعی را تشکیل میدهد که میتواند به امید ریاضی (که معمولا” صفر فرض میشود) و واریانس آن خلاصه شود.
یادآوری 3: خطای اندازهگیری تصادفی برابر است با خطای اندازهگیری منهای خطای اندازهگیری سیستماتیک
٣-٢٠- شرط تکرارپذیری اندازهگیری (Repeatability condition of measurement)
شرط اندازهگیری از میان یک مجموعه شرایط که در آن روش اجرایی اندازهگیری، کاربران، سیستم اندازهگیری، شرایط کاری و محل، یکسان است و اندازهگیریهای تکراری روی همان نمونه یا نمونههای مشابه در فواصل زمانی کوتاه انجام میشود.
یادآوری ١: شرط اندازهگیری، شرط تکرارپذیری محسوب نمیشود، مگر در رابطه با مجموعهای مشخص از شرایط تکرارپذیری.
یادآوری 2: در شیمی، برای تشخیص این مفهوم گاهی اوقات از واژه “مترادف شرط اندازهگیری دقت ” استفاده میشود.
٣-٢١- تکرارپذیری اندازهگیری (Measurement repeatability)
دقت اندازهگیری تحت مجموعهای از شرایط تکرارپذیری اندازگیری
٣-٢٢- شرط دقت میانی اندازهگیری (Intermediate precision condition of measurement)
شرط اندازهگیری از میان مجموعهای از شرایط که در آن روش اجرایی اندازهگیری و مکان یکسان است ولـی سایر شرایط ممکن است تغییر کند و اندازهگیریهای تکراری روی همان نمونه یا نمونـههای مشـابه در فواصـل زمانی بلند مدت انجام میشود.
یادآوری ١ : تغییرات میتواند شامل کالیبراسیونها، کالیبراتورها، کاربران و سیستمهای اندازهگیری جدید شود.
یادآوری 2: مشخصات مربوط به شرایط باید تا حد امکان حاوی شرایط تغییر یافته و تغییر نیافته باشد.
یادآوری 3: در شیمی، برای تشخیص این مفهوم گاهی اوقات از واژه “مترادف شرط اندازهگیری دقت ” استفاده میشود.
٣-٢٣- دقت اندازهگیری میانی (Intermediate measurement precision)
دقت اندازهگیری تحت مجموعهای از شرایط دقت میانی اندازهگیری
یادآوری: واژههای آماری مربوط در استاندارد ملی ایران شماره ٣-٧٤٤٢ داده شده است.
٣-٢٤- شرط تجدیدپذیری اندازهگیری (Reproducibility condition of measurement)
شرط اندازهگیری از میان یک مجموعه شرایط که در آن سیستمهای اندازهگیری، کاربران و مکانهای اندازهگیری متفاوت بوده و اندازهگیریهای تکراری روی همان نمونه یا نمونههای مشابه انجام میشود.
یادآوری ١: سیستمهای اندازهگیری متفاوت میتوانند روشهای اجرایی اندازهگیری متفاوتی را بکار گیرند.
یادآوری 2: مشخصات مربوط به شرایط باید تا حد امکان حاوی شرایط تغییر یافته و تغییر نیافته باشد.
٣-٢٥- تجدیدپذیری اندازهگیری (Measurement reproducibility)
دقت اندازهگیری تحت شرایط تجدیدپذیری اندازهگیری
یادآوری: واژههای آماری مربوط در استانداردهای ملی شماره ١-٧٤٤٢ و ٢-٧٤٤٢ داده شده است.
٣-٢٦- عدمقطعیت اندازهگیری (Measurement uncertainty)
پارامتری غیرمنفی که پراکندگی مقادیر کمیت را که بر اساس اطلاعات مورد استفاده، به انـدازه ده نسـبت داده شده است،مشخص میکند.
یادآوری ١: عدمقطعیت اندازهگیری شامل مولفههای ناشی از آثار سیستماتیک، مانند مؤلفههای مربوط به تصحیحها و مقـادیر کمیـت تخصـیص یافتـه ی اسـتانداردهای اندازهگیری و همچنـین اندازهگیری تعریفـی. گـاهی اثـرات سیسـتماتیک برآوردشده،تصحیح نمیشوند و به جای آن مولفههای عدمقطعیت اندازهگیری مربوط گنجانده میشود.
یادآوری 2: برای مثال، پارامتر میتواند انحراف معیار (یا مضرب مشخصی از آن) که عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد نامیـده میشود، یا نیم پهنای بازه ای باشد که احتمال پوشش اظهار شده ای دارد.
یادآوری 3: عدمقطعیت اندازهگیری عموما” از مؤلفههای زیادی تشکیل میشود. برخی از ایـن مؤلفـهها را میتـوان از طریـق ارزیابی نوع Aعدمقطعیت اندازهگیری از روی توزیع آماری مقادیر حاصل از یک سری اندازهگیریها ارزیابی کرده و با انحـراف معیارها مشخص نمود. مؤلفههای دیگر، که آنها را نیز میتوان با انحراف معیارها مشخص کرد، از طریق ارزیـابی نـوع Bعدمقطعیت اندازهگیری از روی توابع چگالی احتمال که بر پایه تجربه یا اطلاعات دیگر است، ارزیابی میشوند.
یادآوری 4: بطورکلی برای مجموعه اطلاعات داده شده، بدیهی است که عدمقطعیت اندازهگیری مرتبط با یـک مقـدار کمـی بیـان شده است که به اندازه ده نسبت داده میشود.هر تغییری در این مقدار، منجر به تغییر در اندازهگیری مربوط میشود.
٣-٢٧– اندازهگیری تعریفی (Definitional uncertainty)
مؤلفه عدمقطعیت اندازهگیری که از جزئیات تعریف تعداد متناهی از اندازهده بدست میآید.
یادآوری ١ : اندازهگیری تعریفی حداقل عدمقطعیت اندازهگیری عملی است که در هر اندازهگیری بدست میآید.
یادآوری 2: هرگونه تغییر در جزئیات توصیفی اندازه ده باعث رسیدن به اندازهگیری تعریفی دیگری میشود.
یادآوری 3: در استانداردهای ISO/IEC Guide 98-3:2008, D.3.4 و IEC 60359، به جـای “اندازهگیری تعریفـی “، واژه “اندازهگیری ذاتی” بکار رفته است.
٣-٢٨- ارزیابی نوع A عدمقطعیت اندازهگیری (Type A evaluation of measurement uncertainty)
ارزیابی مولفه عدمقطعیت اندازهگیری از طریق تحلیل آماری مقادیر کمیت اندازهگیری شـده کـه تحـت شرایط اندازهگیری تعریف شده بدست آمده است.
یادآوری ١: در مورد انواع مختلف شرایط اندازهگیری، تعاریف “شرط تکرارپذیری اندازهگیری”، “شرط دقت میـانی اندازهگیری” و “شرط تجدیدپذیری اندازهگیری” را ببینید.
یادآوری 2: اطلاعات مربوط به تحلیل آماری را بطور مثال در استاندارد ISO/IEC Guide 98-3 ببینید.
یادآوری ٣: اسـتانداردهای ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.2، ISO 13528، ISO/TS 21748، ISO 21749و استانداردهای ملی شماره ٧٤٤٢ را نیز ببینید.
٣-٢٩- ارزیابی نوع B عدمقطعیت اندازهگیری (Type B evaluation of measurement Uncertainty)
ارزیابی مؤلفه عدمقطعیت اندازهگیری که با روشی به جز ارزیابی نوع A عدمقطعیت اندازهگیری تعیـین میشود.
مثالها: ارزیابی بر پایه اطلاعات
- مربوط به مقادیر کمیت منتشر شدهی رسمی؛
- مربوط به مقدار ماده مرجع گواهی شده؛
- حاصل از گواهی نامه کالیبراسیون؛
- رانش؛
- حاصل از رده درستی دستگاه اندازهگیری تصدیق شده؛ و
- حاصل از حدود استنباط شده در تجربهی کارکنان؛
یادآوری: استاندارد. ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.3را نیز ببینید.
٣-30- عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد (Standard measurement uncertainty)
عدمقطعیت اندازهگیری که به صورت یک انحراف معیار بیان میشود.
٣-٣١- عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد مرکب (Combined standard measurement Uncertainty)
عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد که با استفاده از عدمقطعیتهای اندازهگیری اسـتاندارد جداگانـه مربوط به کمیتهای ورودی در یک مدل اندازهگیری بدست میآید.
یادآوری: در صورت همبستگی کمیتهای ورودی در مدل اندازهگیری، کوواریانسها نیز باید هنگام محاسـبه عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد مرکب به حساب آید. استاندارد. ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.4را نیز ببینید.
٣-٣٢- عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد نسبی (relative standard measurement Uncertainty)
عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد تقسیم بر مقدار مطلق مقدار کمیت اندازهگیری شده
٣-٣٣- بیلان عدمقطعیت (Uncertainty budget)
اظهار عدمقطعیت اندازهگیری، مولفههای این اندازهگیری، محاسبه و ترکیب آنها
یادآوری: بیلان عدمقطعیت باید شامل مدل اندازهگیری، برآوردها و عدمقطعیتهای اندازهگیری مربوط به کمیـتهای مـدل اندازهگیری، کوواریانسها، نوع توابع چگالی احتمال بکار رفته، درجات آزادی، نوع ارزیابی عدمقطعیت اندازهگیری و ضریب پوششها باشد.
٣-٣٤- عدمقطعیت اندازهگیری هدف (Target measurement uncertainty)
عدمقطعیت اندازهگیری که به عنوان حد بالایی مشخص شده و بر پایه استفاده مـورد نظـر از نتـایج اندازهگیری انتخاب شده است.
٣-٣٥- عدمقطعیت اندازهگیری گسترده (Expanded measurement uncertainty)
حاصل ضرب عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد مرکب در یک ضریب بزرگتر از یک.
یادآوری ١: این ضریب بستگی به نوع توزیع احتمال کمیت خروجی در مدل اندازهگیری و نیز احتمال پوشـش انتخـاب شـده دارد.
یادآوری 2: واژه “ضریب” در این تعریف به ضریب پوشش اشاره دارد.
٣-٣٦- بازه پوشش (Coverage interval)
بازهای حاوی یک سری مقادیر واقعی کمیت یک اندازه ده با احتمال اظهار شده، بر پایه اطلاعات موجود
یادآوری ١ : نیازی بر تمرکـز بـازه پوشـش روی مقـدار کمیت اندازهگیری شـده انتخـابی نیسـت. (-ISO/IEC Guide 98 3:2008/Suppl.1را ببینید.)
یادآوری 2: بازه پوشش نباید “بازه اطمینان” نامیده شود تا بـا مفهـوم آمـاری اشـتباه شـود. ( ISO/IEC Guide 98-3:2008, 6.2.2را ببینید.)
یادآوری ٣: بازه پوشش میتواند از عدمقطعیت اندازهگیری گسـترده مشـتق شـود. ( ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.5.را نیز ببینید.)
٣-٣٧- احتمال پوشش (Coverage probability)
احتمال اینکه یک مجموعه از مقادیر واقعی کمیت اندازهده در بازه پوشش مشخصی قرار گیرد.
یادآوری ١: این تعریف مربوط به “رویکرد اندازهگیری” آن طور که در GUM آمده است میباشد.
یادآوری 2: در GUM، احتمال پوشش “سطح اطمینان” نیز نامیده شده است.
٣-٣٨- عامل پوشش (Coverage factor)
عددی بزرگتر از یک که در عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد مرکب ضرب میشود تا عدمقطعیت اندازهگیری گسترده بدست آید.
یادآوری: عامل پوشش معمولاً با k نمایش داده میشود. (ISO/IEC Guide 98-3:2008, 2.3.6 را نیز ببینید.)
٣-٣٩- کالیبراسیون (Calibration)
عملیاتی است که، تحت شرایط مشخص انجام میشود. به طوری که در گام اول، بین مقادیر کمیت و عدمقطعیتهای اندازهگیری ارتباط برقرار میکند. این عدمقطعیتهای اندازهگیری توسط استانداردهای اندازهگیری و نشاندهیهای متناظر، به همراه عدمقطعیتهای اندازهگیری مربـوط فـراهم میشـود و در گـام دوم، از ایـن اطلاعات برای برقراری رابطهای جهت دستیابی به نتیجه اندازهگیری از نشاندهی استفاده میشود.
یادآوری ١: کالیبراسیون میتواند بـا اظهار یـه، تـابع کالیبراسـیون، نمـودار کالیبراسـیون، منحنـی کالیبراسـیون یـا جـدول کالیبراسیون بیان شود. در برخی حالات نیز مقدار تصحیح نشاندهی به صورت اضافه کردن یک مقدار یا ضرب در یک ضـریب، همـراه با عدمقطعیت اندازهگیری داده میشود.
یادآوری 2: کالیبراسیون نباید با تنظیم سیستم اندازهگیری که اغلب اشـتباهاً “خـود کالیبر اسـیون ” نامیـده میشـود و یـا بـا تصدیق کالیبراسیون اشتباه گرفته شود.
یادآوری 3: اغلب مرحله اول در تعریف بالابه تنهایی به عنوان کالیبراسیون شناخته میشود.
٣-٤٠- سلسله مراتب کالیبراسیون (Calibration hierarchy)
توالی کالیبراسیونها از مرجع به سیستم اندازهگیری نهایی که در آن، نتیجه هر کالیبراسیون بستگی به نتیجه کالیبراسیون قبلی دارد.
یادآوری ١: عدمقطعیت اندازهگیری الزاماً در طول ترتیب کالیبراسیونها افزایش مییابد.
یادآوری 2: عناصر سلسه مراتب کالیبراسیون عبارتند از یک یا چند استاندارد اندازهگیری و سیستمهای اندازهگیری کـه طبـق روشهای اجرایی اندازهگیری بهرهبرداری میشود.
یادآوری 3: واژه “مرجع” که در این تعریف آمده است، میتواند تعریف یکای اندازهگیری از طریق پدیدآوری عملـی آن یـا روش اجرایی اندازهگیری و یا استاندارد اندازهگیری باشد.
یادآوری 4: مقایسه بین دو استاندارد اندازهگیری را درصورتی میتوان کالیبراسیون در نظر گرفت که برای بررسی استفاده شـود و درصورت لزوم مقدار اندازهگیری شده و عدمقطعیت اندازهگیری نسبت داده شده به یکـی از اسـتانداردهای اندازهگیری تصـحیح گردد.
٣-٤١- قابلیت ردیابی اندازه شناختی (Metrological traceability)
خصیصه یک نتیجه اندازهگیری که توسط آن میتوان نتیجه را به یک مرجع از طریـق زنجیـره ی ناگسسـتهی مستند کالیبراسیونها ارتباط دارد که هر یک در عدمقطعیت اندازهگیری دخیل هستند.
یادآوری ١: واژه “مرجع” که در این تعریف آمده است، میتواند تعریف یکای اندازهگیری از طریق پدیدآوری عملـی آن یـا روش اجرایی اندازهگیری شامل یکای اندازهگیری برای یک کمیت غیر ترتیبی و یا استاندارد اندازهگیری باشد.
یادآوری 2: قابلیت ردیابی اندازه شناختی نیاز به برقراری سلسه مراتب کالیبراسیون برقرار دارد.
یادآوری ٣: مشخصات مرجع باید شامل تاریخی که در آن، این مرجع برای برقراری سلسله مراتب کالیبراسیون بکار رفتـه اسـت و نیـز هر اطلاعات اندازه شناختی دیگری درباره مرجع مانند اینکه چه موقع اولین کالیبراسیون در سلسـله مراتـب کالیبراسـیون انجـام شـده است، باشد.
یادآوری ٤: در اندازهگیریهایی با بیش از یک کمیت ورودی در مدل اندازهگیری، هـر یـک از مقـادیر ورودی بایـد خـود قابلیت ردیابی اندازه شناختی داشته باشد و توالی کالیبراسیون میتواند تشکیل یـک سـاختار انشـعابی یـا شـبکه را بدهـد. تـلاش در برقراری قابلیت ردیابی اندازه شناختی برای هر یک از کمیت ورودی باید متناسب با سهم مربوط به هر یک از آنها در نتیجـه اندازهگیری باشد.
یادآوری 5: قابلیت ردیابی اندازه شناختی یک نتیجه اندازهگیری این اطمینان را نمیدهد که عدمقطعیت اندازهگیری برای هدف مورد نظر مناسب است یا اینکه خطای انسانی وجود ندارد.
یادآوری ٦: مقایسه بین دو استاندارد اندازهگیری را درصورتی میتوان کالیبراسیون در نظر گرفت که برای بررسی اسـتفاده شـو د و درصورت لزوم مقدار اندازهگیری شده و عدمقطعیت اندازهگیری نسبت داده شده به یکی از استانداردهای اندازهگیری تصحیح گردد.
یادآوری ٧: طبق آنچه ILAC در نظر میگیرد عناصر مورد نیاز برای تایید قابلیتردیـابی انـدازه شـناختی عبارتنـد از یـک زنجیره قابل ردیابی اندازه شناختی ناگسسته به یک استاندارد اندازهگیری بینالمللی یا استاندارد اندازهگیری ملـی، عدمقطعیت اندازهگیری مدون، روش اجرایی اندازهگیری مدون، تاییدصلاحیت فنی، قابلیت ردیـابی انـدازه شـناختی بـه SIو بـازههای کالیبراسیون ( ILAC P-10:2002را ببینید).
یادآوری ٨: واژه اختصاری “قابلیتردیابی” گاهی اوقات با مفهوم “قابلیتردیابی اندازهشناختی” و نیـز جنبـههای دیگـر ماننـد “قابلیتردیابی نمونه” یا “قابلیتردیابی مدرک” یا “قابلیتردیابی دستگاه” یا “قابلیتردیـابی مـاده” بکـار میرود. بنـابراین بـرای اجتناب از سردرگمی بهتر است واژه “قابلیتردیابی اندازهشناختی” بطور کامل آورده شود.
٣-٤٢- زنجیره قابلیتردیابی اندازهشناختی (Metrological traceability chain)
توالی استاندارهای اندازهگیری و کالیبراسیونها که برای ارتباط دادن نتیجه اندازهگیری به مرجع استفاده میشود.
یادآوری ١: زنجیره قابلیتردیابی اندازه شناختی به وسیله سلسله مراتب کالیبراسیون تعریف میشود.
یادآوری ٢: زنجیره قابلیتردیابی اندازهشناختی برای برقراری قابلیتردیابی اندازهشناختی نتیجـه اندازهگیری اسـتفاده میشود.
یادآوری ٣: مقایسه بین دو استاندارد اندازهگیری را درصورتی میتوان کالیبراسیون در نظر گرفت که برای بررسـی اسـتفاده شـود و درصورت لزوم مقدار کمیت و عدمقطعیت اندازهگیری نسبت داده شده به یکی از استانداردهای اندازهگیری تصحیح گردد.
٣-٤٣- قابلیت ردیابی اندازه شناختی به یکای اندازهگیری (metrological traceability to a measurement unit)
قابلیت ردیابی اندازه شناختی که در آن، مرجع عبارت است از تعریف یکای اندازهگیری از طریـق پدیـدآوری عملی آن.
یادآوری – عبارت “قابلیت ردیابی به ” SIبه معنای ‘قابلیت ردیابی اندازه شناختی به یکای اندازهگیری دسـتگاه بـین المللـ ی یکاها‘ است.
٣-٤٤- تصدیق (Verification)
تدارک شواهد عینی در مورد اینکه یک قلم مشخص، الزامات تعیین شده را برآورده میکند.
مثال ١: تأیید اینکه یک ماده مرجع مشخص، همانگونه که ادعا شده است، برای مقدار کمیـت و روش اجرایـی اندازهگیری مربوط، تا جرم mg١٠، همگن است.
مثال ٢: تأیید اینکه خصیصههای عملکرد یا الزامات قانونی سیستم اندازهگیری بدست آمده است.
مثال ٣: تأیید اینکه به عدمقطعیت اندازهگیری هدف میتوان دست یافت.
یادآوری ١: درصورت کاربرد، عدمقطعیت اندازهگیری باید درنظر گرفته شود.
یادآوری 2: قلم مثلاً میتواند یک فرآیند، روش اجرایی اندازهگیری، ماده، ترکیب یا سیستم اندازهگیری باشد.
یادآوری 3: برآورده شدن مشخصات سازنده نیز میتواند جزئی از الزامات تعیین شده باشد.
یادآوری 4: تصدیق در اندازهشناسی قانونی، (همانگونه که در VIMLو بطور کلی در ارزیابی انطباق تعریف شده)، نیاز به آزمـایش و نشانه گذاری و /یا صدور گواهی تصدیق برای سیستم اندازهگیری دارد.
یادآوری 5: تصدیق نباید با کالیبراسیون اشتباه گرفته شود. هر تصدیقی، صحه گذاری نیست.
یادآوری 6: در شیمی، تصدیق ماهیت یک قلم یا یک فعالیت نیاز به توصیف ساختار یا خصیصههای آن قلم یا فعالیت دارد.
٣-٤٥- صحهگذاری (Validation)
تصدیق این که الزامات تعیین شده برای استفاده مورد نظر مناسب است.
مثال: روش اجرایی اندازهگیری که معمولا” برای اندازهگیری غلظت جرمی نیتروژن در آب بکار میرود را میتوان برای اندازهگیری در سرم انسان نیز صحه گذاری کرد.
٣-٤٦- قابلیت مقایسه اندازه شناختی نتایج اندازهگیری (Metrological comparability of measurement results)
قابلیت مقایسه نتایج اندازهگیری، برای کمیتهای از یک نوع مشخص، که از نظر اندازه شناختی قابل ردیابی به یک مرجع یکسان است.
مثال: نتایج اندازهگیری برای فواصل بین زمین و ماه و بین پاریس و لندن درصورتی از نظر اندازه شناختی قابل مقایسه است که هـر دوی آنها از نظر اندازه شناختی قابل ردیابی به یکای اندازهگیری یکسان مشابه، مثلاً متر، باشند.
یادآوری ١ : یادآوری ١ بند ٣-٤١ (قابلیت ردیابی اندازه شناختی) را ببینید.
یادآوری 2: قابلیت مقایسه اندازه شناختی نتایج اندازهگیری ایجاب نمیکند کـه مقادیر کمیت اندازهگیری شـده و عدمقطعیتهای اندازهگیری مربوط به آن از یک مرتبه بزرگی باشند.
٣-٤٧- قابلیت سازگاری اندازه شناختی نتایج اندازهگیری (Measurement Metrological compatibility of results)
خصیصهی یک مجموعه نتایج اندازهگیری مربوط به یک اندازه ده مشـخص بطوریکـه مقـدار مطلـق اخـتلاف مقادیر کمیت اندازهگیری شده برای هر جفت از نتایج انـد ازه گیـری، کـوچکتر از مضـرب انتخـاب شـده ای از عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد مربوط به آن اختلاف باشد.
یادآوری ١: قابلیت سازگاری اندازه شناختی نتایج اندازهگیری جایگزین مفهوم سنتی “مانـدن در محـدوده خطـا” شـده اسـت کـه نشاندهنده معیاری برای تصمیمگیری روی آن است که آیا دو نتیجه اندازهگیری به همان اندازهده یکسان دلالت میکند یا خیر. اگر یک نتیجه اندازهگیری در یک سری اندازهگیری اندازهده (با فرض ثابت بودن آن)، سازگار بـا سـایر نتـایج نباشـد، یـا اندازهگیری درست نبوده است (مثلاً ارزیابی شده است که عدمقطعیت اندازهگیری آن خیلی کوچک است) و یا کمیت اندازهگیری شده در بـین اندازهگیریها تغییر کرده است.
یادآوری 2: همبستگی بین اندازهگیریها بر قابلیت سازگاری اندازه شناختی نتایج اندازهگیری تأثیر میگذارد. اگر اندازهگیریها کاملا ناهمبسته باشند، عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد اختلاف آنها برابر با جمع ریشه دوم مربع میانگین عدمقطعیتهای اندازهگیری استاندارد آنها است، درصورتی که برای کوواریانس مثبت، کوچکتر یا برای کوواریانس منفی، بزرگتر باشد.
٣-٤٨- مدل اندازهگیری (Measurement model)
رابطه ریاضی بین تمام کمیتهایی که به طور معلوم در اندازهگیری دخالت دارند.
یادآوری ١: شکل کلی مدل اندازهگیری، معادله h(Y , X1 ,…, X n ) = 0 است که در آن Y ( کمیت خروجـی در مـدل اندازهگیری) اندازه ده است که مقدار آن از اطلاعات مربوط به کمیتهای ورودی در مدل اندازهگیری X1 ,…, X n بدست میآید. یادآوری 2: در حالتهای پیچیده تر که دو یا چند کمیت خروجی در مدل اندازهگیری وجود دارد، مدل اندازهگیری شامل بـیش از یک معادله است.
٣- ٤٩- تابع اندازهگیری (Measurement function)
تابع کمیتها، که مقدار آن وقتی با استفاده از مقادیر کمیت معلوم مربوط بـه کمیـتهای ورودی در مـدل اندازهگیری محاسبه میشود، مقدار کمیت اندازهگیری شده کمیت خروجی در مدل اندازهگیری است.
یادآوری ١ : اگر مدل اندازهگیری h(Y , X1 ,…, X n ) = 0 را بتـوان صـریحاً بـه صـورت ( Y = f ( X1 ,…, X n نوشـت کـه درآن Y کمیت خروجی در مدل اندازهگیری است، تابع f، تابع اندازهگیری خواهد بود. به صورتی کلی تـر، f میتوانـد نشـانه یـک الگوریتم باشد که برای مقادیر ورودی x1 ,…, xn، یک مقدار خروجی یکتا ( y = f (x1 ,…, xn را ارائه میدهد.
یادآوری 2: تابع اندازهگیری برای محاسبه عدمقطعیت اندازهگیری مربوط به کمیت اندازهگیری شده Y نیز استفاده میشود.
٣-٥٠- کمیت ورودی در مدل اندازهگیری (Input quantity in a measurement model)
کمیتی که باید اندازهگیری شود یا کمیتی که مقدار آن را میتوان از طریق دیگری برای محاسـبه مقدار کمیت اندازهگیری شده یک اندازه ده بدست آورد.
مثال: اگر اندازه ده، طول یک میله فولادی در دمای مشخص باشد، دمـای واقعـی، طـول میلـه در آن دمـای واقعـی و ضـریب انبسـاط گرمایی خطی میله، کمیتهای ورودی در مدل اندازهگیری هستند.
یادآوری ١: کمیت ورودی در مدل اندازهگیری اغلب کمیت خروجی سیستم اندازهگیری است.
یادآوری 2: نشاندهیها، تصحیحها و کمیتهای تأثیرگذار میتوانند کمیتهای ورودی در مدل اندازهگیری باشند.
٣-٥١- کمیت خروجی در مدل اندازهگیری (Output quantity in a measurement model)
کمیتی که مقدار اندازهگیری شده آن با استفاده از مقادیر کمیتهای ورودی در مدل اندازهگیری محاسبه میشود.
٣-٥٢- کمیت تأثیرگذار (Influence quantity)
کمیتی که در اندازهگیری مستقیم، روی کمیتی که فعلاً اندازهگیری میشود، تأثیری ندارد، امـا بـر رابطـه بـین نشاندهی و نتیجه اندازهگیری تأثیر میگذارد.
مثال ١– فرکانس در اندازهگیری مستقیم دامنه ثابت جریان متناوب، بوسیله آمپرمتر
مثال ٢– غلظت مقدار ماده بیلی روبین در اندازهگیری مستقیم غلظت مقدار ماده هموگلوبین موجود در پلاسمای خون انسان
مثال ٣– دمای میکرومتر در اندازهگیری طول یک میله (نه دمای میله که خود آن میتواند در تعریف اندازه ده دخیل شود).
مثال ٤– فشار محیط در منبع یونی یک اسپکترومتر جرمی هنگام اندازهگیری کسری از مقدار ماده
یادآوری ١ : یک اندازهگیری غیرمستقیم ترکیبی از اندازهگیریهای مستقیم است که هر یک از آنها میتواند تحـت تـأثیر کمیـتهای تأثیرگذار قرار گیرد. یادآوری 2: در GUMمفهوم”کمیت تاثیرگذار”که از ویرایش دوم VIMاخذ شده است،نه تنها براساس تعریـف بـالا کمیـتهای موثر بر سیستم اندازهگیری را شامل میشود بلکه آن کمیتهایی را هم شامل میشـود کـه در اندازهگیری واقعـی کمیـتها موثرند. همچنین این مفهوم در GUMبه اندازهگیری مستقیم محدود نمیشود.
٣-٥٣- تصحیح (Correction)
جبران اثر سیستماتیک برآورد شده
یادآوری ١: توضیح “اثر سیستماتیک” را در استاندارد. ISO/IEC Guide 98-3:2008, 3.2.3 ببینید.
یادآوری 2: جبران اثر سیستماتیک میتواند به شکلهای مختلفی انجام شود، مانند اضافه کردن یک مقدار یا ضرب کردن در یک ضریب، یا استخراج از جدول
٤- وسایل اندازهگیری (Devices for measurement)
٤-١- دستگاه اندازهگیری (Measuring instrument)
وسیلهای که به تنهایی یا با وسایل تکمیلی برای اندازهگیری به کار میرود.
یادآوری ١: دستگاه اندازهگیری را که بتوان به تنهایی بکار برد یک سیستم اندازهگیری است.
یادآوری 2: یک دستگاه اندازهگیری میتواند یک دستگاه اندازهگیری با نشان دهی یا یک سنجه مادی باشد.
٤-٢- سیستم اندازهگیری (Measuring system)
مجموعهای از یک یا چند دستگاه اندازهگیری و وسایل دیگر شامل هر معرف و تغذیهای که مونتاژ و تطبیق داده شده تا اطلاعاتی را جهت ایجاد مقادیر کمیت اندازهگیری شده در گستره مشخص برای نوع کمیتهای ویژه ارایه نماید.
یادآوری: یک سیستم اندازهگیری میتواند فقط شامل یک دستگاه اندازهگیری باشد.
٤-٣- دستگاه اندازهگیری با نشاندهی (Indicating measuring instrument)
دستگاه اندازهگیری که سیگنال خروجی فراهم میکند که حامل اطلاعاتی درباره مقدار کمیت تحت اندازهگیری است.
مثال: ولت سنج،میکرومتر،دماسنج،ترازوی الکترونیکی
یادآوری ١: یک دستگاه اندازهگیری با نشاندهی میتواند مقدار نشاندهی خود را ثبت کند.
یادآوری 2:یک سیگنال خروجی میتواند به صورت قابل مشاهده یا آکوستیکی باشد. آن همچنین قابل انتقال به یک یا جند وسیله دیگر است.
٤-٤- دستگاه اندازهگیری با نمایشگر (Displaying measuring instrument)
دستگاه اندازهگیری با نشان دهی که سیگنال خروجی آن به صورت دیداری ارایه میشود.
٤-٥- مقیاس زینه دستگاه اندازهگیری با نمایشگر (Scale of a displaying measuring instrument)
بخشی از یک دستگاه اندازهگیری با نمایشگر که شامل مجموعهی مرتب از علایم همراه با همهی مقادیر کمیت مربوط است.
٤-٦- سنجه مادی (Material measure)
دستگاه اندازهگیریی که همواره در زمان به کار گیری آن، یک یا چند مقدار معلوم از کمیتی معین را ایجاد یا ارایه میکند.
مثال: وزنه استاندارد، سنجهی حجم (که یک یا چند مقدار کمیت با مقیاس یا بدون آن عرضه میکند)، مقاومت الکتریکی استاندارد، مقیاس خطی (خطکش)، بلوک سنجه، مولد سیگنال ژنراتور، ماده مرجع تایید شده.
یادآوری ١: مقدار کمیت نسبت داده شده به هر سنجه مادی مقدار نشان دهی آن محسوب میشود.
یادآوری 2:یک سنجه مادی میتواند یک استاندارد اندازهگیری باشد.
٤-٧- ترانسدیوسر اندازهگیری (Measuring transducer)
وسیلهای که در اندازهگیری مورد استفاده قرار میگیرد و کمیت خروجی را که رابطه مشخصی با کمیت ورودی دارد ایجاد میکند.
مثال: ترموکوپل، ترانسفورماتور جریان الکتریکی کرنش سنج، الکترود PH، لوله بوردن، نوار دو فلزی.
٤-٨- حسگر (Sensor)
عنصری از سیستم اندازهگیری که به طور مستقیم تحت تاثیر پدیده، جسم یا مادهی حامل کمیت تحت اندازهگیری قرار میگیرد.
مثال:سیم پیچ حس کننده دماسنج مقاومتی پلاتینی، روتور فلومتر توربینی، لوله بوردن فشارسنج، شناور دستگاه اندازهگیری سطح مایع، چشم الکترونیکی طیف سنج نوری، صفحه کریستال مایع گرمایی که رنگ آن تابع دما است.
یادآوری در مواردی واژه آشکارساز برای این مفهوم به کار برده میشود.
٤-٩- آشکارساز (Detector)
وسیله یا مادهای که وجود پدیده، جسم یا مادهای را وقتی کمیت مربوط به آن از مقدار آستانه بیشتر شود، نشان میدهد.
مثال: آشکار ساز نشت هالوژن،کاغذ لیتموس
یادآوری ١: در مواردی واژه آشکارساز برای مفهوم حسگر به کار برده میشود.
یادآوری 2: در شیمی واژه نشاندهی معمولاً به همین معنا به کار میرود.
٤-١٠- زنجیره اندازهگیری (Measuring chain)
سریهایی از عناصر سیستم اندازهگیری که مسیر منفرد سیگنال از حسگر تا عنصر خروجی را تشکیل میدهد.
مثال ١: زنجیره اندازهگیری الکترو اکوستیک شامل میکروفن، تضعیف کننده، فیلتر، تقویت کننده و ولت سنج است.
مثال ٢:زنجیره اندازهگیری مکانیکی شامل لوله بوردن، سیستم اهرمها، دو چرخ دنده و قاب مکانیکی (Mechanical dial) است.
٤-١١- تنظیم یک سیستم اندازهگیری (Adjustment of a measuring system)
مجموعه عملیاتی که بر روی یک سیستم اندازهگیری انجام میشود تا نشاندهیهای از پیش تعیین شده متناظر با مقادیر کمیت معینی اندازهگیری شود.
یادآوری ١: انواع تنظیم یک سیستم اندازهگیری شامل تنظیم صفر یک سیستم اندازهگیری، تنظیم آف ست (offset) و تنظیم پهنه (گاهی تنظیم بهره نیز گفته میشود) است.
یادآوری 2:تنظیم یک سیستم اندازهگیری که پیش شرط کالیبراسیون است با کالیبراسیون نباید اشتباه کرد.
یادآوری ٣: معمولاً پس از هر بار تنظیم یک سیستم اندازهگیری آن را مجددا کالیبره میکنند.
٤-١٢- تنظیم صفر یک سیستم اندازهگیری (Zero adjustment of a measuring system)
تنظیم یک سیستم اندازهگیری به طوری که وقتی مقدار صفر کمیتی را اندازهگیری میکند، عدد صفر را نشان دهد.
٥- خواص وسایل اندازهگیری Properties of measuring
٥-١- نشاندهی (Indication)
مقدار کمیت که یک دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری فراهم میکند.
یادآوری ١: نشاندهی میتواند به صورت دیداری یا شینداری باشد یا میتوان آن را به وسایل دیگری منتقل کرد. معمولاً یک نشاندهی به صورت موقعیت عقربه یک نشاندهی با خروجی آنالوگ، یک مقدار نشان داده شده یا چاپ شده برای خروجیهای دیجیتالی، یک کد برای خروجیهایی که به صورت کد هستند یا مقدار یک کمیت نسبت داده شده، برای سنجههای مادی میباشد.
یادآوری 2: نشاندهی و مقدار کمیت تحت اندازهگیری متناظر با آن لزوماً کمیتهای هم نوع نیستند.
٥-٢- نشاندهی خالی (Blank indication)
نشاندهی به دست آمده از یک پدیده، جسم یا ماده که شبیه پدیده، جسم یا ماده مورد بررسی است ولی فرض میشود که کمیت مورد توجه وجود ندارد یا تاثیری بر نشاندهی ندارد.
٥-٣- بازهی نشاندهی (Indication interval)
مجموعه مقادیر کمیتی که با نشاندهیهای کرانهای ممکن محدود شده است.
یادآوری ١: معمولاً بازه نشاندهی برحسب کوچکترین و بزرگترین مقادیر کمیت بیان میشود. به عنوان مثال ٩٩٧ تا ٢٠١ ولت
یادآوری 2: در بعضی از حوزهها از واژه گستره نشاندهی استفاده میشود.
٥-٤- بازهی نشاندهی نامی (Nominal indication interval)
مجموعه مقادیر کمیتی که با نشاندهیهای تقریبی یا گرد شده کرانهای محدود شده باشند و از طریق تنظیمات ویژهی کنترلهای دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری جهت استفاده از تنظیم مورد نظر به دست میآید.
یادآوری ١: معمولاً بازه نشاندهی نامی برحسب کوچکترین و بزرگ ترین مقادیر کمیت بیان میشود. به عنوان مثال V١٠٠ تا V٢٠٠.
یادآوری 2: در بعضی از حوزهها از واژه گستره نامی استفاده میشود.
٥-٥- گستره بازه نشاندهی نامی (Range of a nominal indication intervall)
مقدار مطلق اختلاف بین مقادیر کرانهای کمیت از یک بازه نشاندهی نامی است.
مثال: برای بازه نشاندهی نامی V١٠- تا V١٠ +،گستره بازه نشاندهی نامی V٢٠ است.
یادآوری: گاهی از واژه پهنه بازه نامی به جای گستره بازه نشاندهی نامی استفاده میشود.
٥-٦- مقدار نامی کمیت (Nominal quantity value)
مقدار گرد شده یا تقریبی تعیین کنندهی ویژگی یک دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری که راهنمایی برای استفادهی مناسب از آن به دست میدهد.
مثال ١: عدد Ω١٠٠ که به عنوان مقدار نامی کمیت بر روی مقاومت استاندارد علامت گذاری شده است.
مثال ٢ : عدد ml١٠٠ که به عنوان مقدار نامی کمیت بر روی یک فلاسک حجم سنجی به صورت تک نشانه علامت گذاری شده است.
مثال ٣: عدد 0.1 mol/lکه به عنوان مقدار نامی غلظت ماده محلول در کلرید هیدروژن HCl است.
مثال ٤: دمای °C٢٠- به عنوان بیشینه دمای انبارش.
یادآوری: مقدار نامی کمیت و مقدارنامی را نباید با مقدار خصیصه نامی اشتباه کرد(به یادآوری ٢ بند ٢- ٣٠ مراجعه شود).
٥-٧- بازهی اندازهگیری (Measuring interval)
مجموعه مقادیر کمیتهای هم نوع که به وسیله دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری ویژه ای با اندازهگیری دستگاهی مشخصی تحت شرایط تعریف شده قابل اندازهگیری هستند.
یادآوری ١: در بعضی حوزهها از واژه گستره اندازهگیری استفاده میشود.
یادآوری 2: حد پایین بازه اندازهگیری را نباید با حد آشکارسازی (Detection limit) اشتباه کرد.
٥-٨- شرایط بهرهبرداری حالت پایدار (Steady-state operating condition)
شرایط بهرهبرداری یک دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری که با نسبت برقرار شده در کالیبراسیون آن معتبر میماند حتی برای اندازهدهی که با زمان تغییر میکند.
٥-٩- شرایط بهرهبرداری اسمی (Rated operating condition)
شرایط بهرهبرداری که باید طی اندازهگیری برآورده شود تا دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری مطابق طراحی عمل کند.
یادآوری: شرایط بهرهبرداری اسمی معمولاً بازه مقادیری را برای کمیتی که باید اندازهگیری شود و هر کمیت تاثیر گذار مشخص میکند.
٥-١٠- شرایط بهرهبرداری حدی (Limiting operating condition)
شرایط بهرهبرداری کرانهای دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری که لازم است بدون صدمه و بدون تنزل خواص اندازه شناختی معین آنها که بعدا تحت شرایط بهرهبرداری اسمی کار میکند، تحمل کند.
یادآوری ١: ممکن است شرایط حدی برای انبارش، حمل و نقل یا بهرهبرداری مختلف باشد.
یادآوری 2: شرایط حدی میتواند شامل مقادیر حدی کمیت اندازهگیری شده و هر کمیت تاثیرگذار باشد.
٥-١١- شرایط بهرهبرداری مرجع (Reference operating condition)
شرایط بهرهبرداری که برای ارزیابی عملکرد دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری یا مقایسه نتایج اندازهگیری تعیین شده است.
یادآوری ١ :شرایط بهرهبرداری مرجع بازهای را برای مقادیر اندازه ده و کمیتهای تاثیرگذار مشخص میکند.
یادآوری 2:در بند ٣١١- ٠٦٠-٠٢ استاندارد IEC 60050-300 واژه ”شرایط مرجع ”به شرایط بهرهبرداری اشاره میکند که در آن عدمقطعیت اندازهگیری دستگاهی کمترین مقدار ممکن را داراست.
٥-١٢- حساسیت سیستم اندازهگیری (Sensitivity of a measuring system)
نسبت تغییرات در نشاندهی یک سیستم اندازهگیری به تغییرات متناظر در مقدار کمیتی که اندازهگیری میشود.
یادآوری ١: حساسیت یک سیستم اندازهگیری میتواند به مقدار کمیت اندازهگیری شده بستگی داشته باشد.
یادآوری 2: تغییر مورد نظر در کمیت اندازهگیری شده باید در مقایسه با تفکیکپذیری بزرگ باشد.
٥-١٣- قابلیت انتخاب سیستم اندازهگیری Selectivity of a measuring system
خصیصه یک سیستم اندازهگیری که با استفاده از یک روش اجرایی اندازهگیری مشخص شدهای، مقادیر کمیت اندازهگیری شدهای را برای یک یا چند اندازهده ایجاد میکند به طوری که مقادیر هر اندازهده مستقل از سایر اندازهدهها یا سایر کمیتها در پدیده، ماده یا جسم تحت بررسی باشد.
مثال ١: توانمندی یک سیستم اندازهگیری شامل اسپکترومتر جرمی جهت اندازهگیری نسبت جریان یونی که بوسیله دو ترکیب مشخص شده ای ایجاد میشود بدون آن که توسط جریان الکتریکی سایر منابع مشخص اغتشاشی به وجود آید.
مثال ٢: توانمندی یک سیستم اندازهگیری جهت اندازهگیری مولفه توان سیگنال با فرکانس مشخصی بدون آن که مولفههای سیگنال یا سایر سیگنالها یا فرکانسهای دیگری اغتشاشی به وجود آورند.
مثال ٣: توانمندی یک دریافت کننده در تشخیص سیگنال خواسته از سایر سیگنالهای ناخواسته که اغلب دارای فرکانسهایی هستند که از فرکانس سیگال مورد نظر اختلاف کمی دارند.
مثال ٤: توانمندی یک سیستم اندازهگیری برای اندازهگیری تابش یونی برای پاسخ به یک تابش ارایه شده ی تحت اندازهگیری با حضور همزمان تابشهای توامان.
مثال ٥ : توانمندی یک سیستم اندازهگیری در اندازهگیری غلظت مقدار ماده کریتنیوم (creatinium) در پلاسمای خون توسط روش جفی (jaffe) بدون تاثیرپذیری از غلظتهای گلوکز، اوره، کتون (Keton) و پروتئین.
مثال ٦: توانمندی یک اسپکترومتر جرمی در اندازهگیری غفلت فراوانی ایزوتوپهای و در سیلیکون ناشی از رسوبات زمین شناختی بدون تاثیر آن دو یا ایزوتوپ.
یادآوری ١: در فیزیک فقط یک اندازهده وجود دارد. سایر کمیتها با اندازهده هم نوع هستند و به عنوان کمیتهای ورودی در سیستم اندازهگیری محسوب میشوند.
یادآوری 2: در شیمی، اغلب کمیتهای اندازهگیری شده اجزای مختلفی را در سیستم تحت اندازهگیری شامل میشوند. این کمیتها لزوماً هم نوع نیستند.
یادآوری ٣: در شیمی قابلیت انتخاب یک سیستم اندازهگیری معمولاً برای کمیتهایی با اجزای انتخاب شده در غلظتهایی در بازههای بیان شده به دست میآید.
یادآوری 4: قابلیت انتخاب در فیزیک (به یادآوری ١ مراجعه شود) گاهی اوقات مفهومی است که به ویژگی مورد استفاده در شیمی نزدیک است.
٥-١٤- تفکیکپذیری (Resolution)
کوچکترین تغییر در کمیت تحت اندازهگیری که باعث تغییر محسوسی در نشاندهی متناظر شود.
یادآوری: تفکیک پذیری میتواند به عنوان مثال به نوفه (داخلی یا خارجی) یا اصطلاک وابسته باشد. تفکیکپذیری همچنین میتواند به مقدار کمیت اندازهگیری شده وابسته باشد.
٥-١٥- تفکیکپذیری وسیله نمایشگر (Resolution of a displaying device)
کوچکترین اختلاف میان نمایش نشاندهیهایی که بتوان به طور معنا دار از هم تمیز داد.
٥-١٦- آستانهی تشخیص (Discrimination threshold)
بزرگ ترین تغییر در مقدار یک کمیت اندازهگیری شده که تغییر قابل تشخیصی در نشاندهی متناظر ایجاد نکند.
یادآوری: آستانهی تشخیص میتواند به عنوان مثال به نوفه (داخلی و خارجی) یا اصطکاک وابسته باشد. آستانهی تشخیص همچنین میتواند به مقدار کمیت اندازهگیری شده و چگونگی اعمال تغییرات وابسته باشد.
٥-١٧- باند سکوت (Dead band)
بیشینه بازهای که مقدار یک کمیت اندازهگیری شده در دو جهت میتواند تغییر کند بدون آن که منجر به تغییر قابل تشخیصی در نشاندهی متناظر شود.
یادآوری: باند سکوت میتواند به آهنگ تغییر بستگی داشته باشد.
٥-١٨- حد آشکارسازی (limit of detection)
مقدار کمیت اندازهگیری شدهای که با یک روش اجرایی اندازهگیری معین به دست میآید و در آن اگر احتمال ادعای نادرست در مورد عدم وجود یک جزء از ماده، β باشد، احتمال ادعای نادرست وجود آن جزء α باشد.
یادآوری ١: سازمان IUPAC مقدار پیش فرض برای α و β را 0.05 پیشنهاد میکند.
یادآوری 2: گاهی اوقات از اختصار LOD استفاده میشود.
یادآوری ٣: استفاده از واژه حساسیت برای این مفهوم منع شده است.
٥-١٩- پایداری دستگاه اندازهگیری (Stability of a measuring instrument)
خصیصه پایداری یک دستگاه اندازهگیری که به موجب آن خصیصههای اندازه شناختی آن در طول زمان ثابت میماند.
یادآوری: پایداری ممکن است به چندین روش تعیین مقدار شود.
مثال ١: برحسب بازهی زمانی که خصیصه اندازه شناختی به اندازه معینی تغییر کند.
مثال ٢: بر حسب تغییر خصیصه در بازه زمانی مشخص.
٥-٢٠- اریبی دستگاهی (Instrumental bias)
میانگین نشاندهیهای تکراری منهای مقدار کمیت مرجع.
٥-٢١- رانش دستگاهی (Instrumental drift)
تغییر پیوسته یا گسسته نشاندهی نسبت به زمان که ناشی از تغییرات خصیصههای اندازه شناختی دستگاه اندازهگیری است.
یادآوری: رانش دستگاهی نه به تغییرات کمیتی که اندازهگیری میشود و نه تغییرات کمیت تاثیر گذار مشخص مربوط میشود.
٥-٢٢- تغییرات ناشی از کمیت تاثیر گذار (Variation due to an influence quantity)
اختلاف نشاندهی برای مقدار کمیت اندازهگیری شدهی معلوم یا مقادیر کمیتی که سنجه مادی عرضه میکند وقتی که کمیت تاثیر گذار دو مقدار متوالی مختلفی اختیار کند.
٥-٢٣- پلهی زمان پاسخ (Step response time)
فاصله زمانی بین لحظهای که مقدار کمیت ورودی یک دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری به طور ناگهانی بین دو مقدار کمیت ثابت دست خوش تغییر میشود و لحظهای که نشاندهی متناظر در بین دو حد مشخص شده حول مقدار پایدار نهاییاش قرار میگیرد.
٥-٢٤- عدمقطعیت اندازهگیری دستگاهی (Instrumental measurement uncertainty)
مولفهای از عدمقطعیت اندازهگیری که از دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری مورد استفاده ناشی میشود.
یادآوری ١: عدمقطعیت اندازهگیری دستگاهی از طریق کالیبراسیون دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری به دست میآید به استثنای استاندارد اندازهگیری اولیه که به روشهای دیگری مورد استفاده قرار میگیرد.
یادآوری 2: اندازهگیری دستگاهی در ارزیابی نوع B عدمقطعیت اندازهگیری بکار میرود.
یادآوری 3: اطلاعات مربوط به عدمقطعیت اندازهگیری دستگاهی ممکن است در مشخصات دستگاه اندازهگیری ارایه شده باشد.
٥-٢٥- رده ی درستی (Accuracy class)
ردهی دستگاههای اندازهگیری یا سیستمهای اندازهگیری که الزامات اندازه شناختی اظهار شدهی معینی را برآورده میکند و براساس آنها خطاهای اندازهگیری یا اندازهگیریهای دستگاهی تحت شرایط کارکرد مشخصی در محدودهی معینی قرار میگیرند.
یادآوری ١: هر ردهی درستی معمولاً با عدد یا نماد قرار دادی مشخص میشود.
یادآوری 2: ردهی درستی برای سنجههای مادی نیز بکار میرود.
٥-٢٦- بیشینه خطای مجاز اندازهگیری (Maximum permissible measurement error)
مقدار کرانهای خطای اندازهگیری، نسبت به مقدار کمیت مرجع معلوم، که توسط مشخصات یا قوانین برای اندازهگیری، دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری مجاز شمرده میشود. معمولاً به آنها بیشینه خطای مجاز یا حد خطا
یادآوری ١: معمولاً از عبارات “بیشینه خطاهای مجاز(Maximum permissible error)” یا “حدود خطا (limit of error)” وقتی استفاده میشود که دو مقدار کرانهای وجود داشته باشد.
یادآوری 2: از عبارت “رواداری” نباید به جای “بیشینه خطای مجاز” مشخصی استفاده کرد.
٥-٢٧- خطای اندازهگیری مبنا (Datum measurement error)
خطای اندازهگیری یک دستگاه اندازهگیری یا سیستم اندازهگیری در یک مقدار کمیت اندازهگیری شده مشخص است.
٥-٢٨- خطای صفر (Zero error)
خطای اندازهگیری مبنا است وقتی که مقدار کمیت اندازهگیری شده مشخص صفر باشد.
یادآوری: خطای صفر را با نبود خطای اندازهگیری نباید اشتباه کرد.
٥-٢٩- عدمقطعیت اندازهگیری صفر (Null measurement uncertainty)
عدمقطعیت اندازهگیری وقتی که مقدار کمیت اندازهگیری شده صفر باشد.
یادآوری ١: عدمقطعیت اندازهگیری صفر به نشاندهی صفر یا نزدیک به صفر مربوط میشود و بازهای را پوشش میدهد که کسی نمیداند که آیا اندازهده برای آشکارسازی بسیار کوچک است یا نشاندهی دستگاه اندازهگیری ناشی از نوفه است.
یادآوری 2: زمانی که اختلافی بین اندازهگیری نمونه و اندازهگیری خالی به دست میآید از مفهوم “عدمقطعیت اندازهگیری صفر” استفاده میشود.
٥-٣٠- نمودارکالیبراسیون (Calibration diagram)
بیان گرافیکی رابطهی بین نشاندهی و نتیجه اندازهگیری متناظر با آن است.
یادآوری ١: یک نمودار کالیبراسیون به صورت نواری از یک صفحه است که توسط محورهای نشاندهی و نتیجه اندازهگیری تعریف میشود و بیانگر رابطهای بین یک نشاندهی و یکسری مقادیر کمیت اندازهگیری شده است. یک رابطه یک به چند ارایه شده است و عرض نوار مربوط به نشاندهی، بیانگر عدمقطعیت اندازهگیری دستگاهی است.
یادآوری 2: بیانهای دیگر برای این رابطه، شامل منحنی کالیبراسیون و عدمقطعیت اندازهگیری آن، جدول کالیبراسیون و یا مجموعهای از توابع است.
یادآوری ٣: زمانی این مفهوم به کالیبراسیون مربوط میشود که عدمقطعیت اندازهگیری دستگاهی در مقایسه با اندازهگیریهای مربوط به مقادیر کمیت استانداردهای اندازهگیری بزرگ باشد.
٥-٣١- منحنی کالیبراسیون (Calibration curve)
بیان رابطه ی بین نشاندهی و مقدار کمیت اندازهگیری شده متناظر با آن است.
یادآوری: منحنی کالیبراسیون بیان یک رابطهی یک به یک است به طوری که نتیجه اندازهگیری هیچ اطلاعاتی درباره عدمقطعیت اندازهگیری ندارد.
٦- استانداردهای اندازهگیری (اتالونها) Measurement standards (etalons)
٦-١- استاندارد اندازهگیری (Measurement standard)
پدید آوری تعریف یک کمیت معلوم، با مقدار کمیت بیان شده و عدمقطعیت اندازهگیری مربوط، برای استفاده به عنوان مرجع.
مثال ١: استاندارد اندازهگیری جرم kg١و عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد ٣ میکروگرمی آن.
مثال ٢: مقاومت استاندارد اندازهگیری ١٠٠ اهمی و عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد ١ میکرواهمی آن.
مثال ٣: استاندارد فرکانس سزیوم و عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد نسبی آن.
مثال ٤: الکترود مرجع هیدروژن با مقدار 7.072 و عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد 0.006 آن.
مثال ٥: مجموعهای از محلولهای مرجع کورتیزول در سرم انسانی با مقدار تائید شده و عدمقطعیت اندازهگیری هر محلول.
مثال ٦: مواد مرجع که برای غلظت جرمی هر ده نوع پروتئین مختلف مقادیری با عدمقطعیت اندازهگیری ایجاد میکند.
یادآوری ١: “پدید آوری تعریف یک کمیت معلوم” را میتوان بوسیله یک سیستم اندازهگیری یک سنجه مادی یا یک ماده مرجع انجام داد.
یادآوری 2: از یک استاندارد اندازهگیری به عنوان یک مرجع اغلب برای تعیین مقادیر کمیت اندازهگیری شده و عدمقطعیتهای اندازهگیری مربوط برای کمیتهای هم نوع استفاده میشود که به موجب آن قابلیتردیابی اندازهشناختی از طریق کالیبراسیون سایر استانداردهای اندازهگیری، دستگاههای اندازهگیری یا سیستمهای اندازهگیری برقرار گردد.
یادآوری 3: واژه “پدیدآوری” در اینجا به صورت کلیترین شکل به کار رفته است. این واژه به سه روش پدیدآوری اشاره دارد. اولین روش شامل پدیدآوری فیزیکی مقادیر کمیت اندازهگیری شده بر اساس تعریف آن است که یک پدیدآوری صرفاً حسی (Senso strico) است. در روش دوم که “تجدیدپذیری” گفته میشود از طریق پدیدآوری یکای اندازهگیری با توجه به تعریف آن صورت نمیپذیرد بلکه این عمل بوسیله یک استاندارد اندازهگیری کاملاً تجدیدپذیر و بر اساس یک پدیده فیزیکی اتفاق میافتد. به عنوان نمونه استفاده از لیزر با فرکانس بالا جهت ایجاد استاندارد اندازهگیری متر، اثر جوزفسون برای ولت یا اثر کوانتومیهال برای اهم مثالهایی برای این مورد است. روش سوم شامل پذیرش یک سنجه مادی به عنوان استاندارد اندازهگیری است در این حالت میتوان به استاندارد اندازهگیری kg١ اشاره نمود.
یادآوری ٤: عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد مربوط به یک استاندارد اندازهگیری همیشه مولفهای از عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد مرکب (به بند ٢-٣- ٤ استاندارد ISO/IEC Guide 98-3) در یک نتیجه اندازهگیری حاصل از استاندارد اندازهگیری است. این مولفه در مقایسه با سایر مولفههای عدمقطعیت اندازهگیری استاندارد کوچک است.
یادآوری 5: مقدار کمیت و عدمقطعیت اندازهگیری باید هنگام استفاده از استاندارد اندازهگیری تعیین شوند.
یادآوری ٦: ممکن است کمیتهای هم نوع یا مختلف زیادی با یک وسیله پدید آیند که عموماً به آن نیز استاندارد اندازهگیری گفته میشود.
یادآوری ٧: گاهی اوقات در زبان انگلیسی از واژه مجسمسازی (embodiment) به جای “پدیدآوری” استفاده میشود.
یادآوری ٨: در علم و فنآوری از واژه انگلیسی “استاندارد” حداقل با دو معنای متفاوت استفاده میشود. به عنوان یک مشخصه، پیشنهاد فنی و یا مدرک قانونی (در فرانسه نرم گفته میشود) و به عنوان استاندارد اندازهگیری (در فرانسه اتالون گفته میشود). در این واژهنامه تنها معنای دوم مورد نظر است.
یادآوری ٩: واژه “استاندارد اندازهگیری” گاهی اوقات به معنای سایر ابزارهای اندازه شناختی مانند “نرم افزار استاندارد اندازهگیری” بکار میرود. به استاندارد ISO 5436-2مراجعه کنید.
٦-٢- استاندارد اندازهگیری بینالمللی (International measurement standard)
استاندارد اندازهگیریکه امضاء کنندگان یک توافق نامه بینالمللی به رسمیت شناخته و برای بکارگیری در سطح جهانی منظور شده است.
مثال ١: نمونه بینالمللی کیلوگرم
مثال ٢: choronic gonadotrophin سازمان بهداشت جهانی (WHO)،چهارمین استاندارد بینالمللی ١٩٩٩،یکای بینالمللی در هر آمپول
مثال ٣: نمونه Vinna standard mean Ocean water (vsmow) که توسط آژانس بینالمللی انرژی اتمی برای اندازهگیریهای نسبی ایزوتوپها ی پایدار مختلف توزیع میشود.
٦-٣- استاندارد اندازهگیری ملی (National measurement standard)
استاندارد ملی National standard
استاندارد اندازهگیری که توسط یک مرجع ملی به رسمیت شناخته میشود تا در یک کشور یا اقتصاد به عنوان مبنا برای مشخص کردن مقادیر کمیت سایر استانداردهای اندازهگیری با کمیت هم نوع مورد نظر به کار گرفته شود.
٦-٤- استاندارد اندازهگیری اولیه (Primary measurement standard)
استاندارد اولیه Primary standard
استاندارد اندازهگیری که توسط روش اجرایی اندازهگیری مرجع اولیه ایجاد یا به صورت مصنوع (artifact) ساخته شده و با توافق انتخاب شده است.
مثال ١: استاندارد اولیه اندازهگیری برای غلظت مقدار ماده ای که با حل کردن مقدار معلومی از مواد شیمیائی در حلالی با حجم مشخص به دست میآید.
مثال ٢ : استاندارد اندازهگیری اولیهی برای کمیت فشار براساس اندازهگیریهای جداگانه نیرو و سطح
مثال ٣: استاندارد اندازهگیری اولیه برای اندازهگیریهای نسبی ایزوتوپ مقدار ماده که با مخلوط کردن ایزوتوپهای معلوم مقدار ماده به دست میآید.
مثال ٤: سلول نقطه سه گانه آب به عنوان استاندارد اولیه اندازهگیری دمای ترمودینامیکی.
مثال ٥: نمونه بینالمللی یک کیلوگرمی که براساس قرار داد انتخاب شده است.
٦-٥- استاندارد اندازهگیری ثانویه (Secondary measurement standard)
استاندارد ثانویه Secondary standard
استاندارد اندازهگیری که از طریق کالیبراسیون با استاندارد اندازهگیری اولیه همان کمیت و هم نوع با آن ایجاد میشود.
یادآوری ١: کالیبراسیون میتواند هم به صورت مستقیم بین استاندارد اندازهگیری اولیه و استاندارد اندازهگیری ثانویه انجام شود و هم از طریق یک سیستم اندازهگیری واسط با استاندارد اندازهگیری اولیه و اختصاص نتیجه اندازهگیری به استاندارد اندازهگیری ثانویه انجام شود.
یادآوری ٢: استاندارد اندازهگیریی که مقدار کمیت آن با نسبت روش اجرایی اندازهگیری مرجع تخصیص یافته باشد، یک استاندارد اندازهگیری ثانویه است.
٦-٦- استاندارد اندازهگیری مرجع (Reference measurement standard)
استاندارد مرجع Reference standard
استاندارد اندازهگیری که برای کالیبراسیون سایر استانداردهای اندازهگیری کمیتهایی با نوع معلوم در سازمان یا مکان معلومی انتخاب میشود.
٦-٧- استاندارد اندازهگیری کاری (Working measurement standard)
استاندارد اندازهگیری Working standard
استاندارد اندازهگیری که روزمره برای کالیبراسیون یا تصدیق دستگاههای اندازهگیری یا سیستمهای اندازهگیری به کار میرود.
یادآوری ١: کالیبراسیون یک استاندارد اندازهگیری کاری معمولاً با یک استاندارد اندازهگیری مرجع انجام میشود.
یادآوری ٢: در رابطه با تصدیق، گاهی اوقات عبارات “استاندارد بررسی ”یا ”استاندارد کنترل ”استفاده میشود.
٦-٨- استاندارد اندازهگیری سیار (Travelling measurement standard)
استاندارد سیار Travelling standard
استاندارد اندازهگیری که گاهی با توجه به ساختار ویژه آن به منظور جابجایی میان مکانهای مختلف به کار میرود.
مثال: استاندارد اندازهگیری بسامد سزیم ١٣٣ قابل حمل که با باتری کار میکند.
٦-٩- وسیله اندازهگیری انتقالی (Transfer measurement device)
وسیله انتقالی Transfer device
وسیلهای که به عنوان واسطه برای مقایسهی استانداردهای اندازهگیری به کار میرود.
یادآوری : گاهی از استانداردهای اندازهگیری به عنوان وسیلههای انتقالی استفاده میشود.
٦-١٠- استاندارد اندازهگیری ذاتی (Intrinsic measurement standard)
استاندارد ذاتی Intrinsic standard
استاندارد اندازهگیری که اساس آن بر یک خصوصیت ذاتی و تجدید پذیر یک ماده یا پدیده است.
مثال ١: سلول نقطه سه گانه آب به عنوان استاندارد اندازهگیری ذاتی دمای ترمودینامیکی
مثال ٢: استاندارد اندازهگیری ذاتی اختلاف پتانسیل الکتریکی براساس اثر جوزفسون.
مثال ٣: استاندارد اندازهگیری ذاتی مقاومت الکتریکی براساس اثر کوانتومیهال.
مثال ٤: نمونه مس به عنوان استاندارد اندازهگیری قابلیت هدایت الکتریکی
یادآوری ١: مقدار کمیت هر استاندارد اندازهگیری ذاتی از طریق اجماع حاصل میشود و نیازی به برقراری ارتباط با استاندارد اندازهگیری دیگر از همان نوع نیست. عدمقطعیت اندازهگیری آن با توجه به دو جز تعیین میشود : اولین جزء به اجماع مقدار کمیت و دومین جزء به ساختار، پیاده سازی و نگهداری آن مربوط میشود.
یادآوری 2: معمولاً استاندارد اندازهگیری ذاتی متشکل از یک استاندارد اندازهگیری تولیدشده با یک سیستم است که مطابق با الزامات روش اجرایی اجماع است و به صورت دوره ای مورد تصدیق قرارمی گیرد. روش اجرایی اجماع میتواند شامل شرایط اعمال تصحیحهای ضروری مربوط به مرحله پیاده سازی باشد.
یادآوری ٣: استانداردهای اندازهگیری ذاتی که براساس پدیدههای کوانتومی میباشند معمولاً از پایداری بسیار خوبی برخوردارند.
یادآوری 4: صفت ”ذاتی ”به این معنا نیست که چنین استاندارد اندازهگیری میتواند بدون اعمال مواظبتهای ویژه،پیاده سازی ومورد استفاده قرار گیرد یا از اثرات خارجی یا داخلی مصون باشد.
٦-١١- بقای استاندارد اندازهگیری (Conservation of a measurement standard)
بقای استاندارد اندازهگیری Conservation of a measurement standard
مجموعه عملیات لازم برای حفظ خواص اندازه شناختی استاندارد اندازهگیری در محدوده مشخصی است.
یادآوری: این عملیات معمولاً شامل تصدیق یا کالیبراسیون دوره ای خواص اندازه شناختی از پیش تعریف شده، نگهداری تحت شرایط مناسب و مراقبتهای ویژه در به کار گیری است.
٦-١٢- کالیبراتور (Calibrator)
استاندارد اندازهگیری که در کالیبراسیون به کار میرود.
یادآوری: واژه ”کالیبراتور ”فقط در حوزههای مشخصی به کار میرود.
٦-١٣- ماده مرجع (Reference material)
مادهای که در خصوص خصیصههای مشخص به کفایت همگن و پایدار که برای استفاده مورد نظر در اندازهگیری یا امتحان خصیصههای نامی مشخص شده، مناسب است.
یادآوری ١: امتحان خصیصه نامی منجر به مقدار خصیصه نامی و اندازهگیری آن میشود. این اندازهگیری، عدمقطعیت اندازهگیری نیست.
یادآوری 2: مواد مرجع با مقادیر کمیت اختصاص داده شده یا بدون آن را میتوان در کنترل دقت اندازهگیری مورد استفاده قرار داد در حالی که فقط از مواد مرجع با مقادیر کمیت اختصاص داده شده برای کالیبراسیون یا کنترل صحت اندازهگیری میتوان استفاده کرد.
یادآوری ٣: مواد مرجع هم شامل کمیتهای مجسم کنندهی مواد و همچنین خصیصههای نامی میباشند.
مثال ١: مثالهایی از مواد مرجعی که کمیتها را در بردارند.
- آبی که خلوص آن بیان شده است، گرانروی دینامیکی مورد استفاده در کالیبراسیون ویسکومترها.
- سرم انسانی بدون مقدار کمیت اختصاص یافته برای غلظت مقدار ماده کلسترول ذاتی که فقط در کنترل دقت اندازهگیری ماده بکار میرود.
- بافت ماهی شامل جرم کسری دیوکسین که به عنوان کالیبراتور مورد استفاده قرار میگیرد.
مثال ٢: مثالهایی از مواد مرجعی که خصیصههای نامی را در بردارند.
- جدول نمودار رنگ مربوط به یک یا چند رنگ مشخص
- ترکیب DNAشامل رشته نوکلوتتید مشخص
- اوره شامل ١٩ androstenedione –
یادآوری 4: یک ماده مرجع گاهی برای یک وسیله اندازهگیری مشخص به کار میرود.
مثال ١: نقطه سه گانه مادهای در سلول نقطه سه گانه
مثال ٢: شیشه با چگالی اپتیکی مشخص در فیلتر عبوری
مثال ٣: کرههایی با اندازههای یکنواخت که در اسلاید میکروسکوپی نصب شده است.
یادآوری 5: بعضی از مواد مرجع دارای مقادیر اختصاص یافتهای هستند که قابلیت ردیابی اندازه شناختی به یکای اندازهگیری خارّ از یک دستگاه یکاها دارد، چنین موادی شامل محلولهایی هستند که یکاهای بینالمللی آنها توسط سازمان بهداشت جهانی (WHO) اختصاص مییابد.
یادآوری ٦: در یک اندازهگیری معلوم یک مادهی مرجع معلوم را میتوان فقط برای کالیبراسیون یا تضمین کیفیت بکار برد.
یادآوری ٧: مشخصات هر ماده مرجع باید شامل قابلیت ردیابی ماده آن که نشان دهنده مبداء و فرآوری آن است، باشد
٦-١٤- ماده مرجع گواهی شده (Certified reference material)
ماده مرجعی، همراه با مستنداتی که از سوی یک نهاد مرجع صادر شده باشد و با استفاده از روشهای اجرایی معتبر یک یا چند مقدار مربوط به خصیصه مشخصی را با اندازهگیریها و قابلیت ردیابیهای مربوط فراهم میکند.
مثال: سرم انسانی به همراه مقدار کمیت اختصاص یافته برای غلظت کلسترول و عدمقطعیت اندازهگیری آن که در یک گواهینامه بیان شده است و به عنوان یک کالیبراتور یا ماده کنترل صحت اندازهگیری به کار میرود.
یادآوری ١: مستندات به صورت یک “گواهینامه” ارایه میشود. (به استاندارد ISO GUIDE 31:2000مراجعه شود).
یادآوری 2: روشهای اجرایی تولید و گواهی مواد مرجع گواهی شده به عنوان مثال در ISO Guide 35 و ISO Guide 34 مشخص شده است.
یادآوری 3: در این تعریف “اندازهگیری” هم “عدمقطعیت اندازهگیری” و هم “اندازهگیری مربوط به مقدار خصیصه نامی” و “قابلیتردیابی” هم “قابلیتردیابی اندازه شناختی مقدار یک کمیت” و هم “قابلیتردیابی مقدار خاصیت اسمی” پوشش میدهد.
یادآوری ٤: برای مقادیر کمیت مشخص شده مواد مرجع گواهی شده، قابلیتردیابی اندازهشناختی با عدمقطعیت اندازهگیری مربوط لازم است.
یادآوری 5: کمیته فنی ISO/REMOتعریف مشابهی دارد اما در آن از واژههای تعدیل یافته “اندازهشناختی” و “از طریق اندازهشناختی” جهت ارجاع به کمیت و خاصیت اسمی استفاده میکند.
٦-١٥- تبدیل پذیری ماده مرجع (Commutability of a reference material)
خصیصه یک ماده مرجع که از طریق نزدیکی توافق بین رابطه میان نتایج اندازهگیری برای کمیتی از این ماده که از دو روش اجرایی اندازهگیری متناظر به دست میآید و رابطهای که از نتایج اندازهگیری سایر مواد مشخص به دست میآید، نشان داده میشود.
یادآوری ١: ماده مرجع مورد بحث معمولاً یک کالیبراتور و سایر مواد مورد نظر معمولاً نمونههای عادی هستند.
یادآوری 2: روشهای اجرایی اندازهگیری در سلسله مراتب کالیبراسیون در تعریف به یکی پیش از ماده مرجع و یکی پس از ماده مرجع (کالیبراتور) ارجاع میشود (به استاندارد ISO17511مراجعه شود ).
یادآوری 3: پایداری قابل تغییر مواد مرجع مرتباً پایش میشود.
٦-١٦- دادههای مرجع (Reference data)
دادههای مربوط به خاصیت یک پدیده، ماده یا جسم یا خاصیت مربوط به اجزای یک سیستم با ساختار یا ترکیب مشخص که از منبع شناخته شده و برای تایید درستی بکار میرود.
مثال: دادههای مرجع برای انحلال پذیری ترکیبات شیمیائی که توسط IUPAC منتشر میشود.
یادآوری ١: در این تعریف، درستی به عنوان مثال درستی اندازهگیری و درستی مقدار خاصیت اسمی را در بر میگیرد.
٦-١٧- دادههای مرجع استاندارد (Standard reference data)
دادههای مرجع reference data
دادههای مرجع که توسط مقامات رسمی صادر میشود.
مثال ١: مقادیر مربوط به ثابتهای بنیادی فیزیکی که مرتباً توسط ICSU CODATAبرآورد و منتشر میشود.
مثال ٢: مقادیر مربوط به جرم اتمی نسبی یا مقادیر وزن اتمی عناصر که هر دو سال توسط IUPAC-CIAAW مجمع عمومی IUPACبرآورد و در نشریه. Pure Appl chem یا j.phys.che.Ref.Data منتشر میشود.
٦-١٨- مقدار کمیت مرجع (Reference quantity value)
مقدار مرجع Reference value
مقدار کمیتی که به عنوان یک اساس برای مقایسه با مقادیر کمیتهای هم نوع بکار میرود.
یادآوری ١: مقدار یک کمیت مرجع میتواند مقدار کمیت واقعی یک اندازهده باشد که از این نظر، نامعلوم است و یا مقدار کمیت قرار دادی باشد که از این نظر مقداری است معلوم.
یادآوری ٢: معمولاً از مقدار کمیت مرجع با عدمقطعیت اندازهگیری مربوط برای موارد زیر استفاده میشود.
- یک ماده مانند یک ماده مرجع تایید شده
- یک وسیله مانند یک لیزر تثبیت شده
- یک روش اجرایی اندازهگیری مرجع
- مقایسه استانداردهای اندازهگیری
دیدگاهتان را بنویسید