Medición

La medición es la estimación de la magnitud de algún atributo de un objeto, como por ejemplo su longitud o peso, con relación a una unidad de medida. Medición generalmente implica el uso de un instrumento de medida, tal como una regla o escala, que está calibrado para comparar el objeto a algún estándar, tal como un metro o un kilogramo. En la ciencia, sin embargo, donde la medición exacta es crucial, una medición se entenderá que tienen tres partes: en primer lugar, la medición en sí, en segundo lugar, el margen de error, y tercero, el nivel de confianza - es decir, la probabilidad de que la propiedad real del objeto físico está dentro del margen de error. Por ejemplo, podríamos medir la longitud de un objeto como 2,34 metros más o menos 0,01 metros, con un nivel de 95% de confianza.

La metrología es el estudio científico de medición. En teoría de la medición de una medición es una observación que reduce una incertidumbre expresada como una cantidad. Como verbo, la medición está haciendo este tipo de observaciones. Incluye la estimación de una cantidad física tales como la distancia, la energía, la temperatura o el tiempo. También podría incluir cosas tales como la evaluación de las actitudes, los valores y la percepción en las encuestas o las pruebas de aptitudes de los individuos.

En las ciencias físicas, la medición se cree más comúnmente de como la relación de alguna cantidad física a una cantidad estándar del mismo tipo, por lo tanto una medición de la longitud es la relación de una longitud física en cierta longitud estándar, tal como un medidor estándar. Las medidas se dan generalmente en términos de veces y una unidad de medida de números reales, por ejemplo, 2,53 metros, pero a veces las mediciones utilizan números complejos, como en las mediciones de impedancia eléctrica.

Observaciones y error

El acto de medir a menudo requiere un instrumento diseñado y calibrado para ese propósito, tal como una termómetro, velocímetro, balanza, o voltímetro. Encuestas y pruebas también se les conoce como "instrumentos de medición" en las pruebas académicas, pruebas de aptitud, encuestas de votantes, etc.

Mediciones siempre tienen errores y por lo tanto incertidumbres. De hecho, la reducción, no necesariamente la eliminación de la incertidumbre es fundamental para el concepto de medición. Los errores de medición a menudo se supone que se distribuye normalmente sobre el verdadero valor de la magnitud medida. Bajo este supuesto, cada medida tiene tres componentes: la estimación, la cota de error, y la probabilidad de que la magnitud real está dentro del error de la estimación. Por ejemplo, una medición de la longitud de un tablón podría dar lugar a una medida de 2,53 metros más o menos 0,01 metros, con una probabilidad del 99%.

El estado inicial de incertidumbre, antes de cualquier observación, es necesario evaluar si el uso de métodos estadísticos que se basan en el conocimiento previo ( métodos bayesianos , Información Economía Aplicada). Esto se puede hacer con El grado de probabilidad calibrada.

La medición es fundamental en la ciencia; es una de las cosas que distingue a la ciencia de la pseudociencia. Es fácil llegar a una teoría sobre la naturaleza, difícil de llegar a una teoría científica que predice mediciones con gran precisión. La medición es también esencial en la industria, el comercio, la ingeniería, la construcción, la manufactura, la producción farmacéutica y electrónica.

Cuando se puede medir lo que está hablando, y expresarlo en números, usted sabe algo al respecto; pero cuando no se puede expresar en números, tu conocimiento es de una clase pobre e insatisfactorio; puede ser el principio de la sabiduría, pero usted tiene apenas en sus pensamientos avanzados para el estado de la ciencia. -Señor KELVIN

Historia de medición

La medición palabra viene del "metron" griego, que significa proporción limitada. Esto también tiene una raíz común con la palabra "luna" y "mes" posiblemente desde la Luna y otros objetos astronómicos fueron de los primeros métodos de medición de tiempo.

La historia de las mediciones es un tema dentro de la historia de la ciencia y la tecnología. La metros ( Estados Unidos : metros) se estandarizó como unidad de longitud después de la revolución francesa , y desde entonces ha sido adoptado en casi todo el mundo.

Las normas de medición

Leyes para regular la medición fueron desarrollados originalmente para prevenir fraude. Sin embargo, las unidades de medida son ahora generalmente definen sobre una base científica, y son establecidos por los tratados internacionales. En Estados Unidos , las medidas comerciales son regulados por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST, una división de la Departamento de Comercio de los Estados.

Unidades y sistemas de medición

Una botella de bebé que mide en los tres sistemas de medición-Imperial (Reino Unido), US Acostumbrados y métrica.

La definición o especificación de normas precisas de medición implica dos características fundamentales, que son evidentes en el Sistema Internacional de Unidades (SI). En concreto, en este sistema la definición de cada uno de la base unidades hace referencia a lo específico condiciones empíricas y, con la excepción del kilogramo, también a otros atributos cuantitativos. Cada unidad derivada del SI se define exclusivamente en términos de una relación que implica en sí y otras unidades; Por ejemplo, la unidad de la velocidad es 1 m / s. Debido al hecho de que las unidades derivadas hacen referencia a unidades de base, la especificación de las condiciones empíricas es un componente de la definición implícita de todas las unidades.

Sistema imperial

Antes Unidades del SI se adoptaran ampliamente en todo el mundo, los sistemas británicos de Unidades inglesas y después Unidades imperiales fueron utilizados en Gran Bretaña, la Commonwealth y los Estados Unidos. El sistema llegó a ser conocido como Las unidades de EE.UU. en los Estados Unidos y todavía está en uso allí y en unos pocos Los países del Caribe. Estos diversos sistemas de medición a veces han sido llamados sistemas pie-libra-segundo después de que las unidades imperiales de distancia, peso y tiempo. Muchas unidades imperiales siguen en uso en Gran Bretaña a pesar del hecho de que ha cambiado oficialmente al sistema SI. Las señales de tráfico son todavía en millas, yardas, millas por hora, y así sucesivamente, las personas tienden a medir su propia altura en pies y pulgadas y refrescos se venden en pintas, por poner sólo algunos ejemplos. Unidades imperiales se utilizan en muchos otros lugares, por ejemplo, en muchos países de la Commonwealth que se consideran metricated, la superficie se mide en hectáreas y superficie en metros cuadrados, en particular para las transacciones comerciales (en lugar de las estadísticas del gobierno). Del mismo modo, el galón imperial se utiliza en muchos países que se consideran metricated en las estaciones de gas / gasolina, siendo un ejemplo de los Emiratos Árabes Unidos .

Sistema métrico

La sistema métrico es un decimalised sistema de medición basado en el metros y la gramo. Existe en varias variaciones, con diferentes opciones de unidades de base, aunque éstos no afecten a su uso en el día a día. Desde los años 1960 el Sistema Internacional de Unidades (SI), se explica más adelante, es el sistema métrico estándar reconocido internacionalmente. Las unidades métricas de masa, longitud, y la electricidad son ampliamente utilizados en todo el mundo, tanto para fines cotidianos y científicos. La principal ventaja del sistema métrico es que tiene una sola unidad de base para cada cantidad física. Todas las demás unidades son potencias de diez o múltiplos de diez de esta unidad base. Las conversiones de unidades son siempre simples, ya que será en la proporción de diez, cien, mil, etc. Todas las longitudes y distancias, por ejemplo, se miden en metros, o milésimas de metro (milímetros), o miles de metros ( kilómetros), y así sucesivamente. No hay profusión de diferentes unidades con diferentes factores de conversión como en el sistema Imperial (por ejemplo, pulgadas, pies, yardas, brazas, varillas). Múltiplos y submúltiplos están relacionados con la unidad fundamental por factores de potencias de diez, por lo que uno puede convertir simplemente moviendo el decimal: 1.234 metros es 1.234 milímetros o 0,001234 kilometros. El uso de fracciones , como 2/5 de un metro, no está prohibido, pero poco común.

SI

La Sistema Internacional de Unidades (SI abreviada de la lengua francesa nombre de Sistema Internacional de Unidades) es la forma moderna, revisada del sistema métrico. Es el mundo del más ampliamente utilizado sistema de unidades, tanto en la vida cotidiana el comercio y en la ciencia . La IS fue desarrollado en 1960 por la metro- kilogramo - segundo sistema (MKS), en lugar de la sistema centímetro-gramo-segundo (CGS), que, a su vez, tenía muchas variantes. En su desarrollo el SI también introdujo varias unidades recién nombrados que anteriormente no formaban parte del sistema métrico.

Hay dos tipos de unidades SI, base y unidades derivadas. Las unidades básicas son las simples mediciones de tiempo, longitud, masa, temperatura, cantidad de sustancia, la corriente eléctrica, y la intensidad de la luz. Las unidades derivadas se componen de unidades de base, por ejemplo la densidad es kg / m ^3.

La conversión de los prefijos

La IS permite un fácil multiplicación al cambiar entre unidades que tienen la misma base, pero diferentes prefijos. Para convertir de metros a centímetros que sólo es necesario multiplicar el número de metros por 100, ya que hay 100 centímetros en un metro. A la inversa, para cambiar de centímetros a metros se multiplica el número de centímetros por 0,01.

Longitud

Regla de carpintero de 2 metros

La regla o norma es una herramienta utilizada en, por ejemplo, la geometría , dibujo técnico, ingeniería, y carpintería, para medir distancias o para dibujar líneas rectas. En sentido estricto, el gobernante es el instrumento usado para descartar líneas rectas y el instrumento calibrado utilizado para determinar la longitud que se llama una medida, sin embargo el uso común llama a ambos instrumentos gobernantes y el nombre de una regla especial se utiliza para una regla sin marcar. El uso de la palabra medida, en el sentido de un instrumento de medida, sólo sobrevive en la cinta métrica frase, un instrumento que puede ser utilizado para medir, pero no puede ser utilizado para dibujar líneas rectas. Como puede verse en las fotografías en esta página, una regla de carpintero dos metros puede ser doblado hacia abajo a una longitud de sólo 20 centímetros, para caber fácilmente en un bolsillo, y una larga cinta métrica cinco metros fácilmente retrae para encajar dentro de una pequeña carcasa .

Tiempo

Los dispositivos más comunes para medir el tiempo son el reloj o reloj . La cronómetro es un instrumento de indicación de la hora suficientemente precisa para ser utilizado como un estándar de tiempo portátil. Históricamente, la invención de los cronómetros fue un avance importante en la determinación longitud y una ayuda en navegación astronómica. El dispositivo más preciso para la medición del tiempo es la reloj atómico.

Antes de la invención del reloj, la gente mide el tiempo utilizando el reloj de arena, la reloj de sol, y la reloj de agua.

Masa

Masa refiere a la propiedad intrínseca de todos los objetos materiales para resistir los cambios en su impulso. Peso, por otro lado, se refiere a la fuerza hacia abajo que se produce cuando una masa se encuentra en un campo gravitatorio. En caída libre, los objetos carecen de peso, pero conservan su masa. Las unidades imperiales de masa incluyen la oz, libra, y tonelada. Las unidades métricas gramo y kilogramo son unidades de masa.

Una unidad para medir el peso o la masa se llama una escala de pesaje o, a menudo, simplemente una escala. Un resorte escala mide la fuerza pero no de masas, un equilibrio compara masas, sino que requiere un campo gravitatorio de operar. El instrumento más preciso para medir el peso o la masa es la escala digital, pero también requiere un campo gravitatorio, y no funcionaría en caída libre.

Medición en economía

Las medidas utilizadas en economía son medidas físicas, medidas de valor nominal de precios y medidas fijas de valor de los precios. Estas medidas se diferencian entre sí por las variables que miden y por las variables excluidos de mediciones. Las variables medibles en la economía son la cantidad, calidad y distribución. Al excluir las variables de medición hace que sea posible enfocar mejor la medición de una variable dada, sin embargo, esto significa un enfoque más estrecho.

Dificultades en la medición

Dado que la medición precisa es esencial en muchos campos, y puesto que todas las mediciones son necesariamente aproximaciones, una gran cantidad de esfuerzo se debe tomar para hacer mediciones lo más preciso posible. Por ejemplo, considere el problema de medir el tiempo que toma para un objeto a caer una distancia de un metro. El uso de la física, se puede demostrar que, en el campo gravitatorio de la Tierra, debería tomar cualquier objeto sobre 0,45 segundos a caer un metro. Sin embargo, los siguientes son sólo algunas de las fuentes de error que se presentan. En primer lugar, este cálculo utiliza para la aceleración de la gravedad 9,8 metros por segundo por segundo. Pero esta medida no es exacta, pero sólo exacta a dos dígitos significativos. Además, el campo gravitatorio de la Tierra varía ligeramente en función de la altura sobre el nivel del mar y otros factores. A continuación, el cálculo de 0,45 segundos implicado la extracción de una raíz cuadrada, una operación matemática que requiere redondeo a algún número de dígitos significativos, en este caso dos dígitos significativos.

Hasta ahora, sólo hemos considerado las fuentes científicas de error. En la práctica real, dejando caer un objeto desde una altura de un metro y con un cronómetro para medir el tiempo de su caída, tenemos otras fuentes de error. En primer lugar, y más común, es simple descuido. Luego está el problema de determinar el momento exacto en el que se libera el objeto y el momento exacto en que toque el suelo. También existe el problema de que la medición de la altura y la medición del tiempo tanto implican algún error. Por último, existe el problema de la resistencia del aire.

Mediciones científicas deben ser llevadas a cabo con gran cuidado para eliminar la mayor cantidad de errores posible, y para mantener las estimaciones de error realista.

Definiciones y teorías de la medición

La definición clásica de medición

En la definición clásica, que es estándar en todas las ciencias físicas, la medición es la determinación o estimación de las relaciones entre cantidades. Cantidad y medición se definen mutuamente: atributos cuantitativos son los que se puede medir, al menos en principio. El concepto clásico de la cantidad se remonta a John Wallis y Isaac Newton , y fue recogido en los Elementos de Euclides (Michell, 1993).

La teoría de representación de la medición

En la teoría de la representación, la medición se define como "la correlación de números con entidades que no son números" (Nagel, 1932). La forma más fuerte de la teoría de representación también se conoce como aditivo de medición conjunta. En esta forma de teoría representacional, números se asignan sobre la base de correspondencias o similitudes entre la estructura de los sistemas de números y la estructura de los sistemas cualitativos. Una propiedad es cuantitativa si tales similitudes estructurales se pueden establecer. En las formas más débiles de la teoría representacional, como el implícito en la obra de Stanley Smith Stevens, números sólo necesita ser asignado de acuerdo a una regla.

El concepto de medición es a menudo mal entendida como simplemente la asignación de un valor, pero es posible asignar un valor de una manera que no es una medida en términos de los requisitos de medición aditiva conjunta. Se puede asignar un valor a la altura de una persona, pero a menos que pueda demostrarse que existe una correlación entre las mediciones de altura y relaciones empíricas, no es una medida de acuerdo con la teoría aditiva de medición conjunta. Del mismo modo, la informática y la asignación de valores arbitrarios, como el "valor en libros" de un activo en la contabilidad, no es una medida porque no cumple los criterios necesarios.

Tipos de medición propuestos por Stevens

La definición de la medida se amplió supuestamente por Stanely S. Stevens. Definió tipos de mediciones para incluir nominal, ordinal, intervalo y proporción. En la práctica, este sistema se utiliza principalmente en las ciencias sociales, pero incluso allí su uso es controvertido, ya que incluye las definiciones que no cumplen con los requisitos más estrictos de la teoría clásica y Aditivos medición conjunta. Sin embargo, las clasificaciones de medición de nivel de intervalo y la relación no son controvertidos.

• Nominal: datos discretos que representan la pertenencia al grupo a una categoría que no tiene un valor numérico subyacente. Los ejemplos incluyen el origen étnico, color, modelo, tipo de suelo, tipo de papel, números de placas, números de camiseta de fútbol, etc. También puede ser dicotómico como presente / ausente, hombre / mujer, vivo / muerto
• Ordinal: Incluye las variables que se pueden pedir, pero para los que no hay un punto cero y ningún valor numérico exacto. Ejemplos: filas preferentes (Thurstone escala de calificación), escala de dureza de Mohs, grados de la película, tallas de camisa (S, M, L, XL), y las clasificaciones de la universidad. También incluye la escala Likert utilizada en las encuestas - muy de acuerdo, de acuerdo, indeciso, en desacuerdo, muy en desacuerdo. Las distancias entre cada categoría solicitado no son necesariamente los mismos (una película de cuatro estrellas no es necesariamente sólo "dos veces" tan bueno como una película de dos estrellas).
• Intervalo: Describe la distancia entre dos valores, pero una relación no es relevante. A escala numérica con un punto cero arbitrario. Los ejemplos más comunes Celsius y Fahrenheit. Algunos consideran índices como IQ sea mediciones del intervalo, mientras que otros los consideran solamente las cuentas. Las mediciones del nivel de intervalo se pueden obtener a través de la aplicación de la Modelo de Rasch.
• Ratio: Esto es lo que está más comúnmente asociado con las mediciones en las ciencias físicas. El valor cero no es arbitraria y las unidades son uniformes. Este es el único tipo de medición donde las comparaciones de relación son significativos. Ejemplos incluyen el peso, la velocidad, el volumen, etc.

El concepto de medición a menudo se confunde con el conteo, lo que implica una asignación exacta de los números enteros a claridad objetos separados.