МОДЕЛІ І МІРИ В ТЕОРІЇ ТА ПРАКТИЦІ ВИМІРЮВАНЬ
It is known that deterministic and probabilistic models of measured quantities, processes and fields, as well as physical and probabilistic measures, make it possible to form a measurement result, to provide it with the properties of objectivity and reliability. On their basis, the measuring instrum...
Gespeichert in:
| Datum: | 2020 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine
2020
|
| Online Zugang: | https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/414 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Thermophysics and Thermal Power Engineering |
Institution
Thermophysics and Thermal Power Engineering| id |
oai:ojs2.ihenasgovua.s43.yourdomain.com.ua:article-414 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Thermophysics and Thermal Power Engineering |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2021-01-20T14:07:13Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| format |
Article |
| author |
Babak, V.P. Zaporozhets, A.A. Kuts, Y.V. Scherbak, L.M. |
| spellingShingle |
Babak, V.P. Zaporozhets, A.A. Kuts, Y.V. Scherbak, L.M. МОДЕЛІ І МІРИ В ТЕОРІЇ ТА ПРАКТИЦІ ВИМІРЮВАНЬ |
| author_facet |
Babak, V.P. Zaporozhets, A.A. Kuts, Y.V. Scherbak, L.M. |
| author_sort |
Babak, V.P. |
| title |
МОДЕЛІ І МІРИ В ТЕОРІЇ ТА ПРАКТИЦІ ВИМІРЮВАНЬ |
| title_short |
МОДЕЛІ І МІРИ В ТЕОРІЇ ТА ПРАКТИЦІ ВИМІРЮВАНЬ |
| title_full |
МОДЕЛІ І МІРИ В ТЕОРІЇ ТА ПРАКТИЦІ ВИМІРЮВАНЬ |
| title_fullStr |
МОДЕЛІ І МІРИ В ТЕОРІЇ ТА ПРАКТИЦІ ВИМІРЮВАНЬ |
| title_full_unstemmed |
МОДЕЛІ І МІРИ В ТЕОРІЇ ТА ПРАКТИЦІ ВИМІРЮВАНЬ |
| title_sort |
моделі і міри в теорії та практиці вимірювань |
| title_alt |
MODELS AND MEASURESIN THEORY AND PRACTICE OF MEASUREMENTS МОДЕЛИ И МЕРЫ В ТЕОРИИ И ПРАКТИКЕ ИЗМЕРЕНИЙ |
| description |
It is known that deterministic and probabilistic models of measured quantities, processes and fields, as well as physical and probabilistic measures, make it possible to form a measurement result, to provide it with the properties of objectivity and reliability. On their basis, the measuring instruments necessary for obtaining new knowledge and maintaining the process of technological development of production are being developed and improved. Therefore, the issues of improving and developing models and measures in measurement methodology play an increasingly important role in achieving high measurement accuracy and expanding the areas of their application. The article is devoted to the features and results of the study of the application of models and measures in measurements.
It is shown that the physical correctness and the need for setting up measuring experiments, performing tasks and conditions for their implementation, substantiating adequate models and measures significantly affect the obtained measurement result. The features of the modern methodology of using models of signals and fields and measures for evaluating the results of measuring physical quantities, including thermophysical ones, which are represented by random quantities and angles are presented. In the general case, a measure is a countably additive set function that acquires only negative values in any way, including infinity. The use of charge as a mathematical model significantly expands the boundaries of the practical application of the methods of measure theory in metrology. Examples of probabilistic measures on a straight line, on a circle and a charge, as well as physical measures are considered. The concept of coordination of physical and probabilistic measures has been substantiated with the aim of a unified approach to assessing the measurement result. The joint use of physical and probabilistic measures for the formation of a measurement result allows to a certain extent overcome the problem of measurement homomorphism. An example of using a set of physical and probabilistic measures in the hardware and software modules of information and measuring systems is given. The probabilistic normalized measure is a non-physical degree, but a measure of the totality of the action of various random factors on the value and characteristics of data and the result of measurements when they are carried out. The use of a probabilistic measure in the statistical processing of measurement data makes it possible to increase the accuracy of the measurement result compared to the accuracy of the measurement data.
The degree of information protection during measurements is complex. The measure is formed by many factors, the action of most of which is of a random nature. This makes it possible to determine such a measure as probabilistic, which can be applied both for individual operations, for example, transmission of measurement data via communication channels, registration of the measurement result, and for the entire measurement process as a whole.
The stochastic approach in the theory of measurements is of particular importance in the case of measurements of physical quantities that have a pronounced probabilistic nature, for example, in the case of nano-measurements, the study of quantum effects, and the like.
Currently, the use of the SI international system of units at the quantum level and the concept of uncertainty for evaluating measurement results, which are the foundation of measurement practice, requires a wide range of theoretical and simulation studies of measurement processes in various subject areas to form a unified measurement methodology. |
| publisher |
Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2020 |
| url |
https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/414 |
| work_keys_str_mv |
AT babakvp modelsandmeasuresintheoryandpracticeofmeasurements AT zaporozhetsaa modelsandmeasuresintheoryandpracticeofmeasurements AT kutsyv modelsandmeasuresintheoryandpracticeofmeasurements AT scherbaklm modelsandmeasuresintheoryandpracticeofmeasurements AT babakvp modeliimeryvteoriiipraktikeizmerenij AT zaporozhetsaa modeliimeryvteoriiipraktikeizmerenij AT kutsyv modeliimeryvteoriiipraktikeizmerenij AT scherbaklm modeliimeryvteoriiipraktikeizmerenij AT babakvp modelíímírivteoríítaprakticívimírûvanʹ AT zaporozhetsaa modelíímírivteoríítaprakticívimírûvanʹ AT kutsyv modelíímírivteoríítaprakticívimírûvanʹ AT scherbaklm modelíímírivteoríítaprakticívimírûvanʹ |
| first_indexed |
2025-12-17T13:55:34Z |
| last_indexed |
2025-12-17T13:55:34Z |
| _version_ |
1851763966308515840 |
| spelling |
oai:ojs2.ihenasgovua.s43.yourdomain.com.ua:article-4142021-01-20T14:07:13Z MODELS AND MEASURESIN THEORY AND PRACTICE OF MEASUREMENTS МОДЕЛИ И МЕРЫ В ТЕОРИИ И ПРАКТИКЕ ИЗМЕРЕНИЙ МОДЕЛІ І МІРИ В ТЕОРІЇ ТА ПРАКТИЦІ ВИМІРЮВАНЬ Babak, V.P. Zaporozhets, A.A. Kuts, Y.V. Scherbak, L.M. It is known that deterministic and probabilistic models of measured quantities, processes and fields, as well as physical and probabilistic measures, make it possible to form a measurement result, to provide it with the properties of objectivity and reliability. On their basis, the measuring instruments necessary for obtaining new knowledge and maintaining the process of technological development of production are being developed and improved. Therefore, the issues of improving and developing models and measures in measurement methodology play an increasingly important role in achieving high measurement accuracy and expanding the areas of their application. The article is devoted to the features and results of the study of the application of models and measures in measurements. It is shown that the physical correctness and the need for setting up measuring experiments, performing tasks and conditions for their implementation, substantiating adequate models and measures significantly affect the obtained measurement result. The features of the modern methodology of using models of signals and fields and measures for evaluating the results of measuring physical quantities, including thermophysical ones, which are represented by random quantities and angles are presented. In the general case, a measure is a countably additive set function that acquires only negative values in any way, including infinity. The use of charge as a mathematical model significantly expands the boundaries of the practical application of the methods of measure theory in metrology. Examples of probabilistic measures on a straight line, on a circle and a charge, as well as physical measures are considered. The concept of coordination of physical and probabilistic measures has been substantiated with the aim of a unified approach to assessing the measurement result. The joint use of physical and probabilistic measures for the formation of a measurement result allows to a certain extent overcome the problem of measurement homomorphism. An example of using a set of physical and probabilistic measures in the hardware and software modules of information and measuring systems is given. The probabilistic normalized measure is a non-physical degree, but a measure of the totality of the action of various random factors on the value and characteristics of data and the result of measurements when they are carried out. The use of a probabilistic measure in the statistical processing of measurement data makes it possible to increase the accuracy of the measurement result compared to the accuracy of the measurement data. The degree of information protection during measurements is complex. The measure is formed by many factors, the action of most of which is of a random nature. This makes it possible to determine such a measure as probabilistic, which can be applied both for individual operations, for example, transmission of measurement data via communication channels, registration of the measurement result, and for the entire measurement process as a whole. The stochastic approach in the theory of measurements is of particular importance in the case of measurements of physical quantities that have a pronounced probabilistic nature, for example, in the case of nano-measurements, the study of quantum effects, and the like. Currently, the use of the SI international system of units at the quantum level and the concept of uncertainty for evaluating measurement results, which are the foundation of measurement practice, requires a wide range of theoretical and simulation studies of measurement processes in various subject areas to form a unified measurement methodology. Известно, что детерминированные и вероятностные модели измеряемых величин, процессов и полей, а также физические и вероятностные меры позволяют формировать результат измерения, предоставить ему свойства объективности и достоверности. На их основе разрабатывается и совершенствуется измерительный инструментарий, необходимый для получения новых знаний и поддержания процесса технологического развития производства. Поэтому вопросы совершенствования и развития моделей и мер в методологии измерений играют все более значимую роль для достижения высокой точности измерений и расширение областей их применения. Статья посвящена особенностям и результатам исследования применения моделей и мер в измерениях. Показано, что физическая корректность и необходимость постановки измерительных экспериментов, выполнения задач и условий их проведения, обоснование адекватных моделей и мер существенно влияют на получаемый результат измерений. Приведены особенности современной методологии использования моделей сигналов и полей и мер для оценки результатов измерения физических величин, в том числе теплофизических, которые представляются случайными величинами и углами. В общем случае мера является счетно-аддитивной функцией множеств, которая приобретает только никак отрицательных значений, включая бесконечность. Использование заряда как математической модели существенно расширяет границы практического применения методов теории меры в метрологии. Рассмотрены примеры вероятностных мер на прямой, на окружности и заряда, а также физических мер. Обоснована концепция согласования физических и вероятностных мер с целью единого подхода к оценке результата измерений. Совместное использование физической и вероятностной мер для формирования результат измерения позволяет в определенной степени преодолеть проблему гомоморфизма измерений. Приведен пример использования совокупности физических и вероятностных мер в аппаратно-программных модулях информационно-измерительных систем. Вероятностное нормированная мера является нефизической степени, а мерой совокупности действия различных случайных факторов на значение и характеристики данных и результата измерений при их проведении. Использование вероятностной меры при статистической обработке данных измерений дает возможность повысить точность результата измерений по сравнению с точностью данных измерений. Степень защиты информации при измерениях является комплексной. Мера формируется множестом факторов, действие большинства из которых носит случайный характер. Это дает возможность определять такую меру как вероятностную, которая может быть применена как для отдельных операций, например, передачи данных измерений по каналам связи, регистрации результата измерений, так и для всего процесса измерения в целом. Стохастический подход в теории измерений приобретает особое значение в случае измерений физических величин, имеющих ярко выраженную вероятностную природу, например, в случае наноизмерений, исследовании квантовых эффектов и тому подобное. В настоящее время использование международной системы единиц СИ на квантовом уровне и концепции неопределенности для оценки результатов измерения, которые являются фундаментом практики измерения, требует проведения широкого круга теоретических и имитационных исследований процессов измерения в различных предметных областях для формирования единой методологии измерения. Детерміновані і ймовірнісні моделі вимірюваних величин, процесів і полів, а також фізичні та ймовірнісні міри дають змогу формувати результат вимірювання, надати йому властивості об’єктивності і достовірності. На їх основі розробляється і удосконалюється вимірювальний інструментарій, необхідний для отримання нових знань і підтримання процесу технологічного розвитку виробництва. Тому питання удосконалення та розвитку моделей і мір в методології вимірювань відіграють все більш значущу роль для досягнення вищої точності вимірювань і розширення областей їх застосування. Стаття присвячена особливостям та результатам дослідження застосування моделей і мір у вимірюваннях. Показано, що фізична коректність і необхідність постановки вимірювальних експериментів, виконання завдань і умов їх проведення, обґрунтування адекватних моделей і мір суттєво впливають на отримуваний результат вимірювань. Наведено особливості сучасної методології використання моделей сигналів і полів та мір для оцінювання результатів вимірювання фізичних величин, в тому числі теплофізичних, які представляються випадковими величинами і кутами. У загальному випадку міра є зліченно-адитивною функцією множин, яка набуває тільки невід’ємних значень, включаючи нескінченність. Використання заряду як математичної моделі суттєво розширює межі практичного застосування методів теорії міри в метрології. Розглянуто приклади ймовірнісних мір на прямій, на колі і заряду, а також фізичних мір. Обґрунтовано концепцію узгодження фізичних та ймовірнісних мір з метою єдиного підходу для оцінювання результату вимірювань. Спільне використання фізичної і ймовірнісної мір для формування результату вимірювання дає змогу певною мірою подолати проблему гомоморфізму вимірювань. Наведено приклад використання сукупності фізичних та ймовірнісних мір у апаратно-програмних модулях інформаційно-вимірювальних систем. Ймовірнісна нормована міра є нефізичною мірою, а мірою сукупності дії різних випадкових факторів на значення і характеристики даних і результату вимірювань під час їх проведення. Використання ймовірнісної міри у статистичному опрацюванні даних вимірювання дає можливість підвищити точність результату вимірювань у порівнянні з точністю даних вимірювань. Міра захисту інформації при вимірюваннях є комплексною. Міра формується значною кількістю факторів, дія більшості з яких має випадковий характер. Це дає можливість визначати таку міру як ймовірнісну, яка може бути застосована як для окремих операцій, наприклад передачі даних вимірювань по каналах зв’язку, реєстрації результату вимірювань, так і для всього процесу вимірювання у цілому. Стохастичний підхід в теорії вимірювань набуває особливого значення у випадку вимірювань фізичних величин, що мають яскраво виражену ймовірнісну природу, наприклад, у випадку нановимірювань, дослідженні квантових ефектів тощо. На сьогодні використання міжнародної системи одиниць СІ на квантовому рівні і концепції невизначеності для оцінювання результатів вимірювання, які є фундаментом практики вимірювання, потребує проведення широкого кола теоретичних та імітаційних досліджень процесів вимірювання у різних предметних областях для формування єдиної методології вимірювання. Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine 2020-09-04 Article Article application/pdf https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/414 10.31472/ttpe.4.2020.1 Thermophysics and Thermal Power Engineering; Vol 42 No 4 (2020): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 5-18 Теплофизика и Теплоэнергетика; Vol 42 No 4 (2020): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 5-18 Теплофізика та Теплоенергетика; Vol 42 No 4 (2020): Thermophysics and Thermal Power Engineering; 5-18 2663-7235 uk https://ihe.nas.gov.ua/index.php/journal/article/view/414/343 |