Измерительные инструменты доклад: ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ | Энциклопедия Кругосвет

alexxlab | 26.10.2021 | 0 | Разное

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

• Микрометры, нутромеры и глубиномеры.
• Щупы.
• Индикаторные приборы.
• Уровни и отвесы.
• Линейки и угольники.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ, специальные устройства, применяемые для точного определения размеров и других геометрических характеристик предметов. К таким устройствам относятся кронциркули, нутромеры и глубиномеры (в том числе соответствующие микрометрические приборы и штангенприборы), щупы, индикаторные приборы, уровни и отвесы, линейки и угольники.

Микрометры, нутромеры и глубиномеры.

Некоторые часто встречающиеся размеры, например диаметр цилиндра, диаметр и глубину отверстия, невозможно точно измерить, прикладывая к детали обычную измерительную линейку. Но можно «взять» диаметр или глубину отверстия при помощи кронциркуля-нутромера или глубиномера, а затем измерить взятое расстояние по линейке или штриховой мере. Для повышения точности таких измерений применяются кронциркули прямого отсчета, снабженные шкалой, а также микрометры и штангенприборы того же назначения. В микрометрических приборах используется высокоточная винтовая резьба очень малого шага. Отсчет по микрометру сводится к определению числа полных оборотов и долей оборота барабана относительно его нулевого положения. Полные обороты отмечаются штрихами линейной шкалы на неподвижном стебле, а дробные доли оборота – штрихами круговой шкалы на торцевой кромке вращающегося барабана. В большинстве микрометров англоязычных стран используется резьба, имеющая 40 ниток на дюйм, и предусматривается 25 делений на барабане, так что каждому делению барабана соответствует перемещение измерительного стержня на одну тысячную дюйма. Аналогичные характеристики имеют метрические микрометры.

Штангенциркуль позволяет отсчитывать диаметр непосредственно и с высокой точностью. Неподвижная основная шкала британского штангенциркуля имеет 50 делений на дюйм, а подвижная шкала нониуса – всего 20 делений. Сумма этих 20 делений равна сумме 19 делений основной шкалы. Поэтому, когда нулевой штрих шкалы нониуса останавливается между двумя штрихами основной шкалы, только один штрих шкалы нониуса может лежать точно напротив какого-либо штриха основной шкалы. Число соответствующих ему делений шкалы нониуса равно числу двадцатых долей деления, на которое нулевой штрих шкалы нониуса смещен относительно одного штриха основной шкалы в сторону следующего штриха. Это и дает возможность отсчитывать измеряемый диаметр с точностью до тысячных долей (дюйма, сантиметра).

Щупы.

В тех случаях, когда требуется измерять очень малые расстояния, например, лишь в несколько раз превышающие толщину бумаги, применяются наборы пластинок-щупов – плоских и клиновых. Измерения проводятся по принципу «проходит – не проходит». В измеряемый зазор вводят одну за другой пластинки набора, пока не дойдут до такой ситуации, когда одна из пластинок едва входит в зазор, а следующая уже не входит. Клиновый щуп осторожно вдвигают в зазор до тех пор, пока он не остановится, после чего считывают указанную на лицевой поверхности щупа его толщину.

Индикаторные приборы.

Часто важное значение имеет степень эксцентричности вала, который в идеале должен вращаться вокруг своей геометрической осевой линии. Для такого контроля пользуются индикаторными приборами. Индикаторный прибор закрепляют рядом с валом так, чтобы его подвижный измерительный стержень касался поверхности проверяемого вала. При вращении вала этот стержень, прижимаемый к поверхности вала пружиной, поднимается и опускается в соответствии с биениями вала. Перемещение стержня увеличивается рычажным механизмом прибора и преобразуется в поворот стрелки по круговой шкале индикатора. Индикаторные приборы показывают биения, измеряемые тысячными и десятитысячными долями (дюйма, сантиметра).

Уровни и отвесы.

В строительном деле, а также при монтаже и наладке механического оборудования принято выверять основные оси и плоскости на параллельность или перпендикулярность направлению действия силы тяжести. Для этого пользуются такими устройствами, как уровни и отвесы. Отвес представляет собой груз, подвешенный на нити. Опустив отвес возле какого-либо элемента конструкции, который должен быть вертикальным, можно невооруженным глазом проверить, действительно ли контролируемый край этого элемента параллелен нити отвеса. Точность при таком методе зависит от того, насколько симметричен груз относительно точки закрепления нити.

Уровень – это линейка с закрепленной на ней слегка искривленной герметичной стеклянной ампулой. Ампула длиной несколько сантиметров наполнена спиртом так, что в ней остается пузырек (воздуха или другого газа). Когда ампула строго горизонтальна, пузырек занимает среднее положение, отмеченное на ее стенке. Линейку кладут на контролируемую деталь (например, фундаментную плиту) и регулируют ее наклон, добиваясь, чтобы пузырек занял среднее положение. Закрепив ампулу на линейке так, чтобы ее осевая линия была перпендикулярна линейке, можно проверять вертикальные детали.

Линейки и угольники.

При разметке обрабатываемой детали обычно пользуются измерительными и поверочными линейками и угольниками. Угол между аншлагом и линейкой угольника чаще всего равен 90°, но бывают и угольники с углом 45°. В тех случаях, когда требуются другие углы, применяются угломеры с транспортирами, в которых угол установки угольника плавно регулируется.

Измерительный инструмент для всего, что требует измерений

Выберите страну

Выберите регион

Выберите город

Поговорку «Семь раз отмерь — один раз отрежь», наверное, вспоминают чаще других. И вместе с ней из глубин памяти всплывает деревянная линейка, ножницы, испорченный лист бумаги и детское горе. А вот у тех, кто занимается составлением коммерческих предложений и монтажом, эта пословица ассоциируется с упущенной прибылью и испорченными материалами. Как избавиться от неприятных ассоциаций? Выход один — в правильном использовании надлежащим образом подобранного измерительного инструмента.

В этом материале мы рассмотрим измерительные инструменты и приборы, как классические, так и новомодные.

Новые технологии помогают проводить измерения не только точнее, но и быстрее. В качестве примера таких технологий можно привести электронные шкалы, лазерные указатели, ультразвуковые измерители расстояния. Так, использование электронных шкал вместо механических позволяет существенно расширить набор функций измерительного инструмента за счет встроенных вычислительных возможностей и избавиться от необходимости применения калькулятора. Среди самых важных функций — измерения относительно заданной базы, усреднение результата, вычисление площадей и объемов.

Чаще всего приходится проводить линейные измерения объектов. Классическими инструментами для таких измерений являются рулетка, линейка, штангенциркуль, микрометр и калибр.

Микрометр и штангенциркуль в области монтажа и обслуживания телекоммуникаций применяются редко. Микрометр может использоваться для измерения сечений проводников, а штангенциркуль — для разметки во время слесарных работ (например, при изготовлении крепежных и монтажных отверстий).

Изменились эти инструменты не сильно, но возможность цифрового отсчета появилась и у них. Столь же редко, в основном для определения зазоров при ремонте оргтехники, применяются плоские калибры.

Наибольшей популярностью при измерении протяженных объектов и разметке помещений пользуется рулетка. Пожалуй, она является наиболее часто используемым измерительным инструментом. Приобретая рулетку, первое, на что следует обратить внимание, — это качество полотна. У хороших рулеток полотно изготовлено из гибкой стальной ленты (чем она шире, тем лучше), но за счет поперечного профиля его можно даже на весу выдвинуть из корпуса рулетки и использовать для измерений прямой отрезок длиной до трех метров. Упор в нулевой отметке полотна должен двигаться для обеспечения правильного измерения охватываемого и охватывающего размеров. С целью максимального удобства определения внутренних размеров корпус рулетки обычно делают калиброванным, а результат получают, сложив отсчет по выдвинутому полотну с длиной корпуса.

Если измерения выполняются в основном в вертикальной плоскости, то удобнее применять измерительную штангу (телескопическую линейку). Штанга имеет губки для измерения охватываемого и охватывающего размеров, а также встроенный уровень для вертикального позиционирования.

Для измерения больших длин на поверхности пола или грунта применяется мерное колесо. С его помощью, например, очень удобно измерять протяженность кабельных трасс на улице или размечать место до повреждения кабеля по данным измерений рефлектометра.

Еще один, к сожалению, незаслуженно забытый инструмент может очень помочь при наличии выполненных в масштабе строительных чертежей или планов объекта. Какую бы причудливую конфигурацию ни имела трасса кабельной линии, ее длину, если она обозначена на чертежах, всегда можно измерить с помощью курвиметра. А значит, курвиметр пригодится при оценке стоимости монтажа кабельных систем по плану помещения.

Другое дело, если плана нет, а заказчик хочет, чтобы, окинув взглядом его офис, переполненный людьми и загроможденный мебелью, вы немедленно ответили на вопрос о стоимости предполагаемых монтажных работ, и как можно точнее. В такой ситуации всегда существует риск: если назвать небольшую цифру, то потом увеличить цену будет сложно, если же назвать завышенную сумму, то заказчик может уйти к конкурентам. Проблема решается с помощью ультразвукового или инфракрасного термометра. Эти приборы позволяют за пару минут получить значения всех трех измерений помещения и, если нужно, вычислить его площадь и объем. Измеритель достаточно приставить к стене, направить его в сторону другой стены и нажать на кнопку — и вы узнаете расстояние между ними.

Однако использование измерителей требует определенных навыков и внимательности: в случае сложной формы помещения или наличия в нем колонн можно легко ошибиться.

Во избежание ошибки предпочтительнее использовать измерители с лазерным указателем. Чтобы снизить риск ошибки, измерения следует повторить несколько раз в разных точках. Полную же гарантию точного отсчета дает применение прибора с мишенью, устанавливаемой напротив измерителя. Поскольку мишень опознается прибором, то ошибки быть не может. Но и у этого устройства имеется недостаток — для выполнения измерений требуется участие двух человек.

Несколько иной набор инструментов необходим при разметке помещения во время монтажа кабельных каналов. К уже упомянутым рулетке и штанге следует добавить уровень, красящую нить для отбивки трассы, лазерный маяк (если у вас есть на него средства) и детектор неоднородностей.

Хорошо известный пузырьковый уровень тоже не отстает от общей тенденции.

Очень удобны модели со встроенным лазерным указателем — они позволяют без труда разметить вертикальную или горизонтальную линию, углы по 45°. Полученную таким способом или посредством измерений линию наносят на размечаемую поверхность маркером или с помощью красящей нити. Последний способ (отбивка) гораздо удобнее, так как он позволяет нанести ровную линию за несколько секунд — нить фиксируется по краям, натягивается и отпускается.

Лазерный маяк еще более упрощает работу — он устанавливается на одной из стен или на треноге посреди комнаты и выравнивается в горизонтальной плоскости. Причем выравнивание может выполняться вручную или автоматически. С помощью проходящего через развертывающее устройство лазерного луча маяк может рисовать горизонтали и вертикали по всему периметру комнаты.

После разметки трассу для монтажа кабельных каналов необходимо проверить с помощью детекторов на предмет наличия силовой проводки, арматуры или других неоднородностей в местах, выбранных для сверления крепежных отверстий, и оценить глубину их залегания. Применяемые для этих целей приборы позволяют также выявить места расположения элементов каркаса в стенах из гипсокартона.

Иногда при обслуживании телекоммуникационных систем инженерам требуется измерить температуру. Во-первых, это бывает необходимо для поиска вышедших из строя компонентов, во-вторых, — для определения температурных режимов оборудования. Последняя возможность оказывается полезна для проверки качества принудительной вентиляции в шкафах с телекоммуникационным оборудованием. После установки оборудования замеры необходимо произвести в нескольких точках на верхних крышках всех устройств.

Измерение температуры может проводиться контактным (с установкой датчика на измеряемую поверхность) и бесконтактным (посредством измерения интенсивности инфракрасного излучения) способами. При бесконтактном измерении температуры предназначенные для этого приборы могут выдавать численное значение (ИК-термометры) или показывать тепловую картину (тепловизоры).

Бесконтактное измерение температуры используется также электриками для оценки качества контакта на шинах находящихся под напряжением силовых щитов. Чем хуже контакт, тем выше его сопротивление, тем больше падение напряжения, тем сильнее он греется. Знание тепловой картины распределительного щита позволяет немедленно установить места, где плохо закреплен ввод или применяется провод не того сечения.

Для оценки качества работы систем охлаждения оборудования, вентиляции и кондиционирования требуется не только термометр, но и измеритель скорости воздушного потока (анемометр). Иногда они имеют встроенную функцию измерения температуры воздушного потока.

Кроме рассмотренных выше существует широкая гамма редко используемых приборов для измерения других, не менее важных для оценки качества среды обитания человека и функционирования оборудования параметров (влажности, освещенности, уровня шума и т. п.).

Reporting Instrument Guide by Evelyn Perloff, Ph.D.

Эвелин Перлофф, доктор философии, Служба базы данных поведенческих измерений, Inc. Питтсбург, Пенсильвания
Фред Б. Брайант, доктор философии. Факультет психологии Университет Лойола Чикаго

 

Загрузить статью в формате PDF

Проблемы с сообщением о разработке новых инструментов психологических исследований

A. Для измерения чего предназначен новый инструмент?

Одной из самых серьезных проблем в отчетах об измерениях в исследованиях в области здравоохранения является частая неспособность разработчиков новых инструментов объяснить назначение их инструментов. Эта серьезная оплошность делает невозможным точное определение того, для чего предназначен данный инструмент. Без четкого и точного определения целевой конструкции, для измерения которой предназначен инструмент, последующие исследователи не смогут узнать, что именно инструмент оценивает ⁶ . Тем не менее, исследователи в области здравоохранения часто используют измерительный инструмент, назначение которого они не могут объяснить. Ясно, что это отсутствие ясности и конкретности в определении измеряемых фокальных конструктов ставит под угрозу достоверность и ценность научных исследований. Если читатели статьи, в которой сообщается о недавно разработанном приборе, не могут точно определить, для чего предназначен новый прибор, то эта статья не является наукой. Как Циглер ⁶ , определение конструкта должно не только включать объяснение его концептуальных компонентов и поведенческих проявлений, но также должно объяснять его отношение к другим конструктам.

Каждый исследователь в области здравоохранения, сообщающий о разработке нового измерительного инструмента, должен четко и точно объяснить концепцию или концепции, для оценки которых предназначен их инструмент. Рецензируемые медицинские журналы не должны публиковать статьи, сообщающие о разработке нового инструмента измерения, если авторы не выполнили это существенное требование. И тем не менее, каждый год публикуется бесчисленное количество статей об исследованиях в области здравоохранения, в которых сообщается о разработке нового инструмента, точная цель которого никогда не указывается явно. Эта проблема отчетности должна быть исправлена, если мы хотим повысить концептуальную точность измерений исследований и оптимизировать прогресс в науках о здоровье.

B. Как называется новый измерительный прибор?

Вторая проблема в отчетах об измерениях в исследованиях в области здравоохранения заключается в широко распространенной неспособности авторов новых измерений озаглавить свои инструменты. Отсутствие названия инструмента делает невозможным отслеживание его использования и управление информацией о нем. Отсутствие официального названия инструмента также затрудняет или делает невозможным для других исследователей уверенность в том, что они используют те же меры, что и предыдущие исследователи.

Как найти и отслеживать другие исследования, в которых использовался конкретный инструмент, если у рассматриваемого инструмента нет имени или названия? Представьте себе врачей, пытающихся прописать надлежащее лекарство для конкретного заболевания, когда лекарство, которое они ищут, не имеет официального названия. Как врачи могут быть уверены, что их пациенты получают правильное лекарство, а не какое-то другое лекарство, которое кажется похожим или идентичным? Очевидно, что безымянные инструменты измерения ухудшают способность будущих ученых как к воспроизведению исследований с использованием этих показателей, так и к проведению метаанализа психометрических свойств этих инструментов.

Проблемы с сообщением об адаптации ранее существовавших инструментов

A. Когда исследователи сообщают об использовании «адаптированной» версии ранее существовавшего инструмента измерения, какой конкретный инструмент они модифицировали, кто является автором этого оригинального инструмента и что это его оригинальная цитата?

Ясно, что когда исследователи в области здравоохранения модифицировали ранее существовавший показатель, они должны указать имя и автора (авторов) оригинального инструмента и привести его первоначальную ссылку. Однако слишком часто исследователи либо не сообщают всей этой информации, либо сообщают неточные сведения. Эта проблематичная практика отчетности затрудняет или делает невозможным для более поздних исследователей определение происхождения «адаптированного» инструмента или сравнение «адаптированной» и исходной форм инструмента измерения.

B. Когда исследователи сообщают об использовании «адаптированной» версии ранее существовавшего инструмента измерения, какие конкретные изменения они внесли в «адаптацию» инструмента?

Во многих медицинских журналах исследователи часто модифицируют ранее существовавший инструмент в соответствии с потребностями своего исследования, не сообщая о конкретном характере этих модификаций. В своих исследовательских статьях исследователи часто просто заявляют, что они «адаптировали», «пересмотрели» или «модифицировали» инструмент для использования в своем исследовании, но они не всегда объясняют, каким именно образом они изменили ранее существовавшую меру. Эта проблематичная практика отчетности оставляет неуказанными конкретные используемые измерения, что делает невозможным для будущих исследователей воспроизвести меры, используемые в таких исследованиях. Как отмечалось ранее, если методы исследования нельзя воспроизвести, то исследование не является наукой. К сожалению, эта необоснованная практика отчетности широко распространена в рецензируемых медицинских журналах. Исследователи, которые модифицируют ранее существовавший инструмент, должны четко разъяснить изменения, которые они внесли в инструмент, и почему эти изменения были сочтены необходимыми.

C. Когда исследователи сообщают об использовании «выбранных элементов» из ранее существовавшего инструмента измерения, какие конкретные элементы применяли и анализировали эти исследователи?

В своих исследовательских статьях исследователи в области здравоохранения часто сообщают об использовании только части полного набора элементов из более крупного, ранее существовавшего инструмента. Однако эти исследователи не всегда сообщают о конкретных предметах, которые они использовали. Ясно, что такая практика отчетности не позволяет будущим исследователям применять или анализировать те же показатели, которые использовались в более раннем исследовании. Еще раз отметим, что любая область эмпирических исследований, использующая невоспроизводимые методы, не является наукой. Исследователи, которые сообщают об использовании «выбранных элементов» из ранее существовавшего инструмента в научном исследовании, должны четко разъяснить конкретные элементы, которые они вводили и анализировали, чтобы повысить способность будущих исследователей в области здравоохранения воспроизводить свои измерения.

D. Когда исследователи сообщают об использовании «выбранных элементов» из ранее существовавшего инструмента, на каком основании они решили применять или анализировать только подмножество исходных элементов?

Когда исследователь в области здравоохранения сообщает об использовании «выбранных элементов» из более крупного, ранее существовавшего инструмента в исследовательской статье, для будущих исследователей, желающих воспроизвести это более раннее исследование, важно знать, был ли первоначальный исследователь: (a) выбранным подмножество элементов a priori в начале исследования и вводили только эти выбранные элементы в выборку; или (б) администрировали полный набор элементов из ранее существовавшего инструмента, а затем выбрали подмножество элементов для анализа апостериори после сбора данных. Незнание того, какую из этих двух процедур применяли первоначальные исследователи при «использовании» выбранных элементов, делает невозможным для более поздних исследователей быть уверенным, что они применяют те же инструменты измерения, что и в прошлом исследовании.

Когда исследователи в области здравоохранения сообщают о выборе подмножества элементов для анализа posteriori после введения полного набора элементов из ранее существовавшего инструмента, существует еще один способ, которым может быть поставлен под угрозу воспроизводимость результатов. Если, с одной стороны, исследователи использовали методы «интеллектуального анализа данных» для определения подмножества полного набора элементов, которые дают желаемые статистические результаты, то этот подход склонен использовать случайность и, таким образом, будет иметь ограниченную возможность обобщения между выборками. ⁷ Если, с другой стороны, исследователи выбрали конкретное подмножество элементов для анализа на теоретических основаниях до анализа данных, то этот подход с меньшей вероятностью будет основан на случайности и должен иметь большую обобщаемость между выборками. По этим причинам исследователи, которые использовали полный набор элементов из ранее существовавшего инструмента, а затем выбрали подмножество элементов для анализа после сбора данных, должны быть обязаны сообщать об основании, на котором они выбрали подмножество элементов, которые они проанализировали. .

E. Когда исследователи сообщают об использовании «выбранных» элементов из более крупного, ранее существовавшего инструмента, как называется новый сжатый инструмент, содержащий только выбранное подмножество элементов, которые вводились или анализировались?

Как отмечалось выше в отношении разработки новых инструментов, исследователи в области здравоохранения, которые модифицируют ранее существовавший инструмент, должны присвоить этому недавно модифицированному показателю уникальное идентификационное название. В противном случае будет невозможно отследить использование этой модифицированной версии инструмента и управлять информацией о ней. Отсутствие уникального названия для модифицированного инструмента также затрудняет или делает невозможным для других исследователей уверенность в том, что они используют те же меры, что и предыдущие исследователи, которые сообщают об использовании этой модифицированной меры. Когда существует несколько безымянных модификаций инструмента, исследователи не могут быть уверены, что они используют конкретную модифицированную версию инструмента, которую использовали другие.

F. Кто является автором модифицированного инструмента? Какая степень модификации исходного прибора необходима для того, чтобы исследователь, внесший эти модификации, а не разработчик исходного прибора, был назван автором модифицированного прибора?

Изменения, внесенные в ранее существовавший инструмент, могут быть незначительными (например, изменение одного слова в одном элементе), значительными (например, изменение формулировок всех элементов, чтобы они подходили для использования с маленькими детьми или в отношении определенного медицинского расстройства), или где-то между этими двумя крайностями (например, изменение инструкций, чтобы сосредоточить внимание респондентов на прошлой неделе, а не на жизни в целом). Иногда исследователи в области здравоохранения извлекают и применяют только один элемент или одну подшкалу из ранее существовавшего инструмента или опускают некоторые элементы, чтобы сократить уже существующий инструмент. В других случаях исследователи выбирают отдельные элементы или субшкалы из нескольких ранее существовавших инструментов, чтобы создать «гибридную» составную меру, которая оценивает более широкий диапазон конструктов или измерений, чем было доступно ранее. В других случаях исследователи адаптируют уже существующий бумажно-карандашный инструмент для сбора данных другими средствами, такими как Интернет, приложение для смартфона, телефон или личное интервью. Мы отмечаем, что любая модификация измерительного инструмента производит пересмотренную меру.

Удивительно, но в настоящее время нет официальных руководств относительно того, как назначать авторство для таких модифицированных инструментов в исследованиях в области здравоохранения. И нет общего согласия относительно того, насколько обширными должны быть эти изменения, чтобы исследователь, внесший изменения, считался автором модифицированного инструмента. Хотя большинство людей, вероятно, согласятся с тем, что исследователь, который просто пропускает одно слово из ранее существовавшего инструмента, не должен цитироваться как автор измененного показателя, в настоящее время не существует правил для принятия решения о том, когда разработчик исходного показателя, в отличие от исследователь, вносящий в него изменения, должен получить авторство модифицированного показателя.

Руководство по отчетности о разработке нового инструмента измерения и модификации уже существующих инструментов измерения

Чтобы изменить эти проблемные методы отчетности, чтобы повысить воспроизводимость эмпирических исследований и управление информацией об измерениях, мы предлагаем следующий набор руководящих указаний по отчетности об измерениях в исследованиях в области здравоохранения — руководящих принципов, которым должны следовать авторы, прежде чем их исследовательские статьи могут быть опубликованы в рецензируемых медицинских журналах (см. Приложение А). Мы предлагаем эти рекомендации для использования не только авторами исследовательских отчетов, но также рецензентами журналов и редакторами, которые оценивают такие отчеты для публикации в ходе процесса рецензирования. Принятие этих руководящих принципов послужит повышению достоверности, воспроизводимости и полезности исследований в области общественного здравоохранения.

Руководство по отчетности о разработке новых инструментов

1. Исследователи, которые сообщают о разработке нового инструмента, должны четко и ясно объяснить, для чего именно предназначен новый инструмент.
2. Исследователи, сообщающие о разработке нового прибора, должны дать новому прибору уникальное название.

Руководство по сообщению об изменении ранее существовавших инструментов

1. Исследователи, которые сообщают об использовании «адаптированной» версии ранее существовавшего инструмента, должны указать название, автора(ов) и правильную ссылку на исходный инструмент.
2. Исследователи, которые сообщают об использовании «адаптированной» версии ранее существовавшего инструмента, должны явно указать изменения, которые они внесли в исходный инструмент.
3. Исследователи, которые сообщают об использовании «выбранных элементов» из ранее существовавшего инструмента, должны сообщать о конкретных элементах, которые они применяли и анализировали.
4. Исследователи, сообщающие об использовании «выбранных элементов» из ранее существовавшего инструмента, должны объяснить, на каком основании они решили применять или анализировать только подмножество исходных элементов.
5. Исследователи, которые «адаптируют» ранее существовавший инструмент, должны дать новому модифицированному инструменту уникальное название.
6. Исследователи, которые «адаптируют» ранее существовавший инструмент, должны уточнить, кто является автором нового модифицированного инструмента, и должны указать эту информацию в своих отчетах об исследованиях с использованием модифицированного инструмента.

Заявления автора

Этическое одобрение

Поскольку мы не собирали первичные данные для этой рукописи, наша работа над этой рукописью была освобождена от одобрения IRB.

Финансирование

Как авторы, мы также отмечаем, что работа, представленная в нашей рукописи, не финансировалась грантовым агентством или частным фондом.

Конкурирующие интересы

У нас нет конфликта интересов, о котором следует заявить в отношении работы, представленной в этой рукописи.

Ссылки

1. Министерство здравоохранения и социальных служб США. Руководство по проведению научных исследований в системе здравоохранения (1 января 19 г.92). Вашингтон, округ Колумбия: Министерство здравоохранения и социальных служб США, Служба общественного здравоохранения, Канцелярия помощника министра здравоохранения; 1992.
2. фон Эльм Э., Альтман Д.Г., Эггер М., Покок С.Дж., Гётше П.С., Ванденбрук Дж.П. Заявление об усилении отчетности об обсервационных исследованиях в эпидемиологии (STROBE): руководство по отчетности об обсервационных исследованиях. Bull World Health Org 2007;85:867e72.
3. Шульц К.Ф., Альтман Д.Г., Мохер Д. Заявление CONSORT 2010 г.: обновленные рекомендации по составлению отчетов о рандомизированных испытаниях с параллельными группами. БМС Мед 2010;8:1e9.
4. Staquet M, Berzon R, Osoba D, Machin D. Руководство по представлению результатов оценки качества жизни в клинических испытаниях. Качество жизни Res 1996; 5: 496e502.
5. Рабочая группа Совета по публикациям и коммуникациям APA по стандартам представления журнальных статей. Стандарты отчетности для исследований в психологии: зачем они нужны? какие они могут быть? Am Psych 2008; 63: 839e51.
6. Циглер М. Остановитесь и заявите о своих намерениях! Давайте не будем забывать об азбуке построения тестов. Европейская психиатрическая оценка 2014; 30:239е42.
7. Сийтсма К. Игра с данными о том, как воспрепятствовать сомнительным исследовательским методам и стимулировать исследователей делать все правильно. Психометрика 2016;81:1e15.

Правильный способ отчета об измерениях — с неопределенностью | Блоги

Просмотреть все блоги

Любое измерение, которое вы делаете без знания его неопределенности, совершенно бессмысленно – профессор Уолтер Левин

Когда мы проводим какое-либо измерение, мы никогда не можем быть уверены, каков именно результат. Всегда существует неопределенность, связанная с измерением. Если неопределенность мала по сравнению с предполагаемой целью, то мы можем уверенно использовать наши измерения для принятия правильных решений. Если неопределенность велика, мы можем в конечном итоге принять неверные решения. Следовательно, важно количественно определить неопределенность, когда сообщаются значения измерений, чтобы пользователи могли иметь хорошее представление о том, насколько можно доверять результатам измерений. Часто в литературе измерения приводятся без сопроводительных чисел неопределенности. Например, скорость автомобиля 60 км/ч, длина критического размера 2,54 мм и т. д. Если бы мы ввели неопределенность в наши измерения, то мы бы сообщили, например, скорость автомобиля 60 ± 5 км/ч, или длина 2,54 ± 0,01 мм. В этой статье мы поговорим о том, что вызывает неопределенность, а также о том, как рассчитать неопределенность и сообщить о ней вместе с нашими измерениями.

Что вызывает неопределенность
Неопределенность измерения может быть вызвана рядом факторов.

• Прибор: Возможно, измерительный прибор не может начать работу или ухудшается с возрастом, износом, шумом и т. д. Это может быть проблемой, если прибор не откалиброван.
• Процесс: Процесс измерения может быть неподходящим, особенно если стандартный способ измерения не определен, каждый оператор может выполнять измерение по-разному, что усугубляет проблему.
• Оператор: Квалификация и/или знания оператора могут быть причиной проблемы, особенно для сложных или сложных измерений. Это может быть вызвано плохой подготовкой и несоблюдением стандартов.
• Окружающая среда: Такие факторы, как изменения температуры, влажности, давления или другие условия, которые могут повлиять на измеряемые детали и, следовательно, на результаты измерений.
• Выборка: Если выборка не определена должным образом или неадекватна, ошибки измерения могут быть неадекватно зафиксированы.

Некоторые из вышеперечисленных ошибок могут быть случайными или систематическими. Если ошибки случайны, мы мало что можем с этим поделать, кроме как сообщить об этом в общих числах неопределенности. Если ошибки носят систематический характер, можно скорректировать результаты измерений, чтобы учесть эту систематическую ошибку. Например, если в наших измерениях всегда есть погрешность +0,2 мм, то мы можем вычесть это значение и указать истинное значение измерения, чтобы в наших измерениях не было смещения.

Разница между истинным значением и результатом измерения называется ошибкой измерения. Во многих случаях истинное значение на самом деле неизвестно, поэтому мы проводим различные тесты для определения погрешностей измерения. Ошибки измерения можно разделить на следующие 3 категории:

• Точность: Среднее значение ваших измерений близко к истинному значению. Чтобы проверить точность измерительного прибора, пользователи могут выполнить калибровочное исследование, при котором результаты измерений сравниваются с известным стандартом. Результаты такого исследования могут привести к определению среднего отклонения (разницы между средними измерениями и истинным значением) и линейности. Такие исследования обычно называют смещением датчика и исследованием линейности.
• Повторяемость и воспроизводимость: Есть ли различия в ваших измерениях из-за прибора или человека. Чтобы проверить это, пользователи могут выполнить исследование R&R Gage, в котором одно и то же измерение повторяется несколько раз одним или несколькими операторами, и может быть сообщено о различиях в измерениях. Например, разница в результатах измерения составляет 10%. Такие исследования обычно называют исследованием Gage R&R.
• Разрешение: Есть ли проблема с наименьшим счетчиком вашего измерительного прибора? Число знаков после запятой измерительного прибора является примером разрешающей способности. Обычно рекомендуется, чтобы между нижним и верхним пределами спецификации было не менее 10 делений, чтобы измерительный прибор имел достаточную разрешающую способность.

Как сообщить о неопределенности
В нескольких проектах, с которыми я столкнулся, пользователи проводят эти исследования как бы независимо. Например, они могут проводить калибровку измерительного прибора каждые несколько лет с использованием известного стандарта и сообщать о средней погрешности или линейности, или они могут проводить исследование R&R Gage и сообщать об общем значении % GR&R, или они могут сообщать о наименьшем количестве измерительного прибора. Эти цифры обычно сообщаются отдельно. Мы рекомендуем вам выполнять все эти типы исследований и сообщать единый комплексный номер неопределенности измерений для ваших измерений.

Если вы включаете неопределенность в свои измерения, вы будете выражать свой ответ в виде диапазона возможных значений, а не в виде одного значения. Например, мы на 95 % уверены, что истинное значение измерения длины находится в пределах 2,54 ± 0,2 мм. Это означает, что истинное измерение может лежать в диапазоне от 2,52 до 2,56. Мы также можем указать неопределенность в %, например, относительная неопределенность составляет 0,2/2,54*100 = 7,8%.

Как оценить стандартное отклонение
Различия в измерениях можно количественно оценить с помощью стандартного отклонения выборки. Есть два метода, с помощью которых мы можем оценить стандартное отклонение. В оценке типа A мы проводим повторные измерения, а затем оцениваем стандартное отклонение среднего значения, используя формулу, показанную ниже. В оценке типа B мы можем оценить стандартное отклонение, если мы знаем диапазон значений измерения и знаем распределение, в которое попадают измерения (например, равномерное, нормальное и т. д.). Диапазон (R) измерений есть не что иное, как максимальное минус минимальное значение.

Source	StdDev	Notes
Type A	s/√n	Take n repeated measurements and calculate the mean and standard deviation (s)
Type B	R/ √12	Если известен диапазон значений измерения (R) и равномерно ли распределение. Если бы распределение было нормальным, то мы использовали бы другую константу для получения стандартного отклонения.

Как рассчитать неопределенность
Проведите мозговой штурм с вашей командой, чтобы определить все возможные факторы, влияющие на неопределенность измерений. Неопределенность может исходить от измерительного прибора, людей, выполняющих измерение, изменений окружающей среды, разрешающей способности прибора и т. д. Каждая ситуация измерения отличается, и вам необходимо использовать соответствующий расчет для определения неопределенности. Для каждого источника неопределенности определите величину вариации или неопределенности в значениях измерений. Стандартное отклонение значений является мерой неопределенности каждого источника. Если предположить, что все возможные источники ошибок независимы, общая оценка стандартного отклонения дается следующей формулой:

Приведенная выше формула в основном является корнем из суммы квадратов, когда все члены являются аддитивными. Если есть более сложные способы получения окончательной формулы, нам пришлось бы использовать соответствующую формулу для объединения неопределенностей. Чтобы использовать приведенную выше формулу, убедитесь, что все измерения выражены в одних и тех же единицах измерения.

Как только известно комбинированное стандартное отклонение из-за всех источников неопределенности, общая неопределенность измерения может быть получена с использованием расширенной оценки, основанной на степени достоверности, необходимой для результатов измерения. Например, если мы хотим 95% уверенность в наших измерениях, тогда масштабный коэффициент = 2. Если мы хотим достоверность 99,73%, то масштабный коэффициент = 3 и так далее. Следовательно, для уровня достоверности 95 % неопределенность измерения представляется как:

После того, как мы вычислим диапазон измерений с неопределенностью, мы можем сообщить, что мы на 95 % уверены в том, что истинное значение измерения находится в этом диапазоне. . Заметьте, что мы не можем точно сказать, каково истинное измерение — это ограничение всех измерений. В идеале нам нужен достаточно малый диапазон неопределенности для наши измерения, с которыми мы можем жить.

Мы также можем выполнить анализ бюджета неопределенности, чтобы определить, какие факторы вносят основной вклад в неопределенность наших измерений. Чтобы выполнить этот анализ, мы используем дисперсии (которые представляют собой квадрат стандартного отклонения) для выполнения анализа. Бюджет неопределенности помогает нам определить, что вносит наибольший вклад в неопределенность измерений, и мы можем принять меры для уменьшения этого значения, чтобы сделать наши измерения более точными.

Пример
Мы хотим измерить длину критического измерения. Спецификация для этого размера составляет 10 ± 0,5 мм. Это означает, что нижний предел спецификации составляет 9,5 мм, а верхний предел спецификации составляет 10,5 мм. Проводим измерение и определяем, что среднее значение равно 10,2 мм. Мы хотим рассчитать неопределенность измерения для этого измерения.

Мы повторяем измерение несколько раз разными операторами и рассчитываем среднее значение как 10,2 мм и стандартное отклонение измерения 0,05 мм. Калибровка этого измерительного устройства дала неопределенность 0,5% без существенной средней погрешности. 2 )=0,056 мм. Расширенная неопределенность на уровне 95% достоверность определяется как 0,056 * 2 = 0,112 мм. Следовательно, мы можем записать результат измерения, поскольку мы на 95% уверены, что измерение составляет: 10,2 ± 0,1 мм.

Мы можем построить этот результат, как показано на рисунке ниже. Две пунктирные линии показывают пределы спецификации, номинальное значение измерения показано синей точкой, а неопределенность измерения показана для случая C. Для этого измерения, поскольку границы неопределенности находятся в пределах спецификации, мы можем сделать вывод, что измерение находится в допустимых пределах.

Если бы значения измерений были такими, как показано в случае A или случае E, то измерение было бы неприемлемым, поскольку все значения измерения лежат за пределами спецификации. Для случая B и случая D мы не можем сделать вывод о приемлемости измерения, поскольку доверительный интервал для измерения выходит за пределы спецификации. Если бы мы не рассчитали неопределенности, то пришли бы к выводу, что случаи A, D и E неприемлемы, а случаи B и C приемлемы.

Бюджет неопределенности для приведенного выше примера показан в следующей таблице:

Source	Std Dev	Variance	Budget
Calibration uncertainty	0.025	0.000625	20%
Gage R&R	0.05	0.0025	79%
Разрешение	0,0057	0,00003249	1%
		0,003157	100%

Из бюджета неопределенности видно, что наибольший вклад в неопределенность вносит значение R&R манометра, за которым следует точность. Разрешение прибора вносит незначительный вклад в общую неопределенность.

В заключение, мы рекомендуем всякий раз, когда мы сообщаем значения измерений, всегда определять соответствующую неопределенность в измерении и сообщать измеренные значения как диапазон с заданным уровнем достоверности, а не как измерения в одной точке.