이 문서에서는 측정이 무엇인지 설명합니다. 따라서 다양한 측정 유형, 측정 장비의 예, 가장 일반적인 측정 오류가 무엇인지 알아볼 수 있습니다.
측정이란 무엇입니까?
측정은 물리적 크기를 측정할 대상이나 현상과 측정 단위의 비교를 기반으로 합니다. 간단히 말해서 측정은 측정 값을 얻는 프로세스입니다.
예를 들어 줄자를 사용하면 물체의 길이를 알 수 있습니다. 따라서 측정을 얻은 프로세스가 측정 프로세스입니다.
측정에서는 표준을 측정 대상이나 현상과 비교합니다. 예를 들어, 줄자로 측정할 때 신체의 길이를 센티미터가 반복되는 횟수와 비교하여 물체가 차지하는 센티미터를 알 수 있습니다.
측정 유형
측정의 정의를 살펴본 후에는 측정의 의미를 더 잘 이해하기 위해 다양한 측정 유형이 무엇인지 살펴보겠습니다.
직접 측정
직접 측정은 측정 장비를 사용하여 양을 직접 측정하는 측정 유형입니다. 즉, 직접 측정은 측정할 변수를 표준 측정과 비교하는 것으로 구성됩니다.
따라서 직접 측정은 해당 측정을 수행하도록 설계된 도구를 사용하여 얻은 것입니다.
예를 들어 줄자를 사용하여 물체의 길이를 측정할 때 직접 측정 프로세스를 적용합니다. 따라서 얻은 길이 값은 직접 측정됩니다. 이 측정은 특정 장치를 사용하여 측정했기 때문에 직접적입니다.
직접 측정의 가장 큰 장점은 측정된 값을 매우 빠르게 얻을 수 있다는 것입니다. 적절한 장비를 사용하고 측정값을 읽으면 됩니다. 반면, 직접 측정의 단점은 측정 정확도가 측정 장비의 정확도에 따라 달라진다는 것입니다.
간접 측정
간접 측정은 계산을 통해 수량을 측정하는 측정 유형입니다. 즉, 간접측정은 측정값을 직접적으로 제공하는 것이 아니라, 계산을 수행하여 측정값을 얻는 것이다.
따라서 간접 측정은 간접 측정 과정, 즉 공식을 적용하여 계산을 통해 얻은 측정입니다.
예를 들어, 정사각형의 면적은 측정할 수 없지만 정사각형의 면적을 결정하려면 먼저 변의 길이를 측정(직접 측정)한 다음 이 길이를 2로 늘려야 합니다. 따라서 그 값을 알기 위해서는 계산이 필요하기 때문에 간접적인 측정입니다.
즉, 간접 측정에서는 적어도 하나의 계산을 수행해야 합니다. 따라서 일반적으로 간접 측정에서는 하나 이상의 값을 도구를 사용하여 먼저 결정한 다음 공식을 적용하여 관심 값을 계산합니다.
재현 가능한 측정
반복 가능한 측정은 다시 재현할 수 있는 측정입니다. 즉, 재현 가능한 측정은 수행된 실험이나 측정 과정을 반복할 수 있는 측정 유형입니다.
따라서 반복 가능한 측정은 반복 가능한 측정 프로세스를 통해 얻은 측정이므로 다시 측정할 수 있습니다.
따라서 재현 가능한 측정은 비파괴 측정의 한 유형입니다. 측정 대상이 파손되거나 손상되면 논리적으로 다시 측정할 수 없거나 새 측정에서 얻은 값이 동일하지 않기 때문입니다.
예를 들어 테이블의 너비를 측정하면 몇 번 측정해도 항상 동일한 결과가 나오므로 반복 가능한 측정입니다.
반면, 재료의 파손 한계를 측정하려면 부품을 파괴하여 재료가 파손되는 응력을 결정해야 합니다. 따라서 이 테스트는 동일한 부품으로 재현할 수 없으며, 측정을 반복하려면 다른 부품으로 동일한 프로세스를 반복해야 합니다. 따라서 재현 가능한 측정이 아닙니다.
다른 과학자들이 실험에서 얻은 결과를 검증하고 조사를 계속할 수 있도록 재현 가능한 측정이 물리학에서 중요하다는 점에 유의해야 합니다.
측정 장비
측정기기는 물리량을 측정하는 데 사용되는 장치입니다. 즉, 측정 장비는 측정 값을 얻을 수 있는 장치입니다.
예를 들어 줄자는 길이를 측정하는 데 사용되는 측정 도구입니다. 따라서 줄자를 사용하여 물체의 크기를 결정할 수 있습니다.
따라서 측정값을 결정하기 위해 수행되는 프로세스를 측정 프로세스라고 합니다.
측정 장비의 예:
- 질량측정기 : 천칭, 천칭, 분광계 등
- 시간을 측정하는 도구 : 시계, 스톱워치, 달력 등
- 길이측정기 : 자, 줄자, 마이크로미터 등
- 각도측정기 : 각도기, 측각기, 육분의 등
- 온도측정기기 : 온도계, 고온계, 열화상 카메라 등
- 압력계측기 : 기압계, 압력계, 피토관 등
- 속도 측정 장치 : 속도계, 회전 속도계, 풍속계 등
- 전기계측기 : 멀티미터, 전력계, 오실로스코프 등
- 부피측정기기 : 피펫, 시험관, 메스플라스크 등
- 기타 측정기기 : 동력계, 조도계, 습도계 등
측정 오류
측정 오류 (또는 측정 오류 )는 수량을 측정할 때 발생하는 오류입니다. 따라서 측정 오류는 측정된 값과 실제 값의 차이입니다.
공학과 물리학에서는 실험 중에 측정 오류를 범하는 것이 일반적입니다. 측정 오류를 최소화하기 위해 예방 조치를 취하더라도 많은 관찰을 측정하면 일부 측정 오류가 발생할 가능성이 높습니다.
그러므로 일반적으로 지루한 작업이더라도 수량을 측정하는 과정에서는 측정 오류를 최소화하기 위해 주의를 기울여야 합니다.
측정 오류의 특성에 따라 다음 두 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.
- 무작위 측정 오류 : 발생 원인을 알 수 없는 측정 오류의 한 유형입니다. 때로는 동일한 조건에서 실험을 진행하다 보면 이유도 모른 채 조금씩 다른 결과가 나올 수도 있습니다.
- 체계적인 측정 오류 : 이러한 유형의 측정 오류는 일정하게 유지되므로 이를 유발하는 법칙이나 메커니즘이 알려져 있습니다. 측정 오류에는 특정한 원인이 있기 때문에 여러 번의 실험을 수행해도 측정된 값과 실제 값의 편차는 일반적으로 동일합니다.
한편, 측정된 값과 실제 값의 차이를 계산하여 측정 오류를 평가할 수 있습니다. 따라서 절대오차와 상대오차가 구분됩니다.
- 절대오차 : 측정값과 실제값의 차이입니다. 따라서 절대 오차를 계산하려면 측정에서 얻은 값에서 실제 값을 뺀 값을 빼면 됩니다.
- 상대오차 : 측정값과 실제값의 상대적인 차이입니다. 따라서 상대 오차는 절대 오차를 실제 값으로 나눈 것과 같습니다. 일반적으로 백분율로 표시됩니다.
