MEASUREMENT
Introduction
माप, संख्याओं को भौतिक मात्राओं और परिघटनाओं से जोड़ने की प्रक्रिया। मापन विज्ञान के लिए मौलिक है; इंजीनियरिंग, निर्माण और अन्य तकनीकी क्षेत्रों के लिए; और लगभग सभी दैनिक गतिविधियों के लिए। इसी कारण से माप के तत्वों, स्थितियों, सीमाओं और सैद्धांतिक नींव का बहुत अध्ययन किया गया है। विभिन्न प्रणालियों और उनके विकास के इतिहास की तुलना के लिए मापन प्रणाली भी देखें।
मापन गैर-सहायता प्राप्त
मानव इंद्रियों द्वारा किया जा सकता है, जिस स्थिति में उन्हें अक्सर अनुमान कहा जाता है, या, अधिक सामान्यतः, उपकरणों के उपयोग से, जो जटिलता में लंबाई मापने के लिए सरल नियमों से लेकर
अत्यधिक परिष्कृत प्रणालियों तक की मात्रा का पता लगाने और मापने के लिए डिज़ाइन
किया जा सकता है। पूरी तरह से इंद्रियों की क्षमताओं से परे, जैसे कि दूर के तारे से रेडियो तरंगें या
उप-परमाणु कण का चुंबकीय क्षण। (इंस्ट्रूमेंटेशन देखें।)
मापन उस मात्रा की
परिभाषा से शुरू होता है जिसे मापा जाना है, और इसमें हमेशा एक ही प्रकार की कुछ ज्ञात मात्रा के साथ
तुलना शामिल होती है। यदि मापी जाने वाली वस्तु या मात्रा प्रत्यक्ष तुलना के लिए
सुलभ नहीं है, तो इसे एक समान माप संकेत
में परिवर्तित या "ट्रांसड्यूस" किया जाता है। चूंकि माप में हमेशा
वस्तु और पर्यवेक्षक या अवलोकन उपकरण के बीच कुछ बातचीत शामिल होती है, इसलिए हमेशा ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है,
हालांकि, रोजमर्रा के अनुप्रयोगों में नगण्य है, कुछ प्रकार के माप में महत्वपूर्ण हो सकता है
और इस तरह सटीकता को सीमित कर सकता है।
Measurement instruments and systems
सामान्य तौर पर, मापने वाली प्रणालियों में कई कार्यात्मक तत्व होते हैं। वस्तु में विभेद करने और उसके आयाम या आवृत्ति को समझने के लिए एक तत्व की आवश्यकता होती है। यह जानकारी तब भौतिक संकेतों द्वारा पूरे सिस्टम में प्रसारित की जाती है। यदि वस्तु स्वयं सक्रिय है, जैसे जल प्रवाह, तो यह संकेत को शक्ति प्रदान कर सकता है; यदि निष्क्रिय है, तो उसे या तो एक ऊर्जावान जांच, जैसे प्रकाश स्रोत या एक्स-रे ट्यूब, या वाहक सिग्नल के साथ बातचीत करके सिग्नल को ट्रिगर करना होगा। अंततः भौतिक संकेत की तुलना ज्ञात मात्रा के संदर्भ संकेत से की जाती है जिसे आवश्यक माप की सीमा के अनुरूप उप-विभाजित या गुणा किया गया है। संदर्भ संकेत अंशांकन नामक प्रक्रिया द्वारा ज्ञात मात्रा की वस्तुओं से प्राप्त होता है। तुलना एक अनुरूप प्रक्रिया हो सकती है जिसमें निरंतर आयाम में संकेतों को समानता में लाया जाता है। एक वैकल्पिक तुलना प्रक्रिया काउंटिंग द्वारा परिमाणीकरण है, अर्थात, सिग्नल को समान और ज्ञात आकार के भागों में विभाजित करना और भागों की संख्या को जोड़ना।
माप प्रणालियों के अन्य कार्य ऊपर वर्णित मूल प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाते हैं। प्रवर्धन सुनिश्चित करता है कि माप को पूरा करने के लिए भौतिक संकेत पर्याप्त मजबूत है। सिस्टम के माध्यम से प्रगति के रूप में माप की गिरावट को कम करने के लिए, सिग्नल को कोडित या डिजिटल रूप में परिवर्तित किया जा सकता है। आवर्धन, अपनी शक्ति को बढ़ाए बिना माप संकेत को बढ़ाना, सिस्टम के एक तत्व के आउटपुट को दूसरे के इनपुट के साथ मिलान करने के लिए अक्सर आवश्यक होता है, जैसे कि रीडआउट मीटर के आकार को मानव आंख की समझदार शक्ति के साथ मिलान करना।
एक महत्वपूर्ण प्रकार का
माप अनुनाद का विश्लेषण है, या भौतिक प्रणाली के भीतर
भिन्नता की आवृत्ति है। यह हार्मोनिक विश्लेषण द्वारा निर्धारित किया जाता है,
जिसे आमतौर पर रेडियो रिसीवर द्वारा संकेतों की
छंटाई में प्रदर्शित किया जाता है। संगणना एक अन्य महत्वपूर्ण माप प्रक्रिया है,
जिसमें माप संकेतों को गणितीय रूप से हेरफेर
किया जाता है, आमतौर पर किसी प्रकार के
एनालॉग या डिजिटल कंप्यूटर द्वारा। सिस्टम प्रदर्शन की निगरानी में कंप्यूटर एक
नियंत्रण कार्य भी प्रदान कर सकते हैं।
मापने वाली प्रणालियों में बड़ी दूरी पर सिग्नल संचारित करने के लिए उपकरण भी शामिल हो सकते हैं (टेलीमेट्री देखें)। सभी मापन प्रणालियां, यहां तक कि अत्यधिक स्वचालित वाले भी, एक पर्यवेक्षक को संकेत प्रदर्शित करने की कुछ विधि शामिल करते हैं। विज़ुअल डिस्प्ले सिस्टम में एक कैलिब्रेटेड चार्ट और एक पॉइंटर, कैथोड-रे ट्यूब पर एक एकीकृत डिस्प्ले या एक डिजिटल रीडआउट शामिल हो सकता है। मापन प्रणाली में अक्सर रिकॉर्डिंग के लिए तत्व शामिल होते हैं। एक सामान्य प्रकार एक लेखन लेखनी का उपयोग करता है जो चलती चार्ट पर माप रिकॉर्ड करता है। विद्युत रिकॉर्डर में अधिक सटीकता के लिए फीडबैक रीडिंग डिवाइस शामिल हो सकते हैं।
माप उपकरणों का वास्तविक
प्रदर्शन कई बाहरी और आंतरिक कारकों से प्रभावित होता है। बाहरी कारकों में शोर और
हस्तक्षेप हैं, जिनमें से दोनों माप
संकेत को मुखौटा या विकृत करते हैं। आंतरिक कारकों में रैखिकता, संकल्प, सटीकता और सटीकता शामिल हैं, जो सभी किसी दिए गए उपकरण या प्रणाली की विशेषता हैं,
और गतिशील प्रतिक्रिया, बहाव और हिस्टैरिसीस, जो माप की प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाले प्रभाव हैं। माप
में त्रुटि का सामान्य प्रश्न माप सिद्धांत के विषय को उठाता है।
Measurement theory
मापन सिद्धांत इस बात का अध्ययन है कि वस्तुओं और घटनाओं को संख्याएँ कैसे सौंपी जाती हैं, और इसकी चिंताओं में उन चीजों के प्रकार शामिल हैं जिन्हें मापा जा सकता है, विभिन्न उपाय एक दूसरे से कैसे संबंधित हैं, और माप प्रक्रिया में त्रुटि की समस्या। माप के किसी भी सामान्य सिद्धांत को तीन बुनियादी समस्याओं का सामना करना पड़ता है: त्रुटि; प्रतिनिधित्व, जो संख्या नियतन का औचित्य है; और विशिष्टता, जो कि वह डिग्री है जिसके लिए जिस तरह का प्रतिनिधित्व चुना जाता है, वह केवल एक ही वस्तु या घटना के लिए संभव है।
माप सिद्धांत के आधार के
रूप में स्वयंसिद्धों की विभिन्न प्रणालियाँ, या बुनियादी नियम और धारणाएँ तैयार की गई हैं। कुछ सबसे
महत्वपूर्ण प्रकार के स्वयंसिद्धों में क्रम के स्वयंसिद्ध, विस्तार के स्वयंसिद्ध, अंतर के स्वयंसिद्ध, संयोग के स्वयंसिद्ध और ज्यामिति के स्वयंसिद्ध शामिल हैं।
आदेश के स्वयंसिद्ध यह सुनिश्चित करते हैं कि संख्याओं के असाइनमेंट द्वारा
वस्तुओं पर लगाया गया क्रम वास्तविक अवलोकन या माप में प्राप्त किया गया क्रम है।
विस्तार के स्वयंसिद्ध समय अवधि, लंबाई और द्रव्यमान जैसी
विशेषताओं के प्रतिनिधित्व के साथ सौदा करते हैं, जिन्हें प्रश्न में विशेषता प्रदर्शित करने वाली कई वस्तुओं
के लिए जोड़ा या संयोजित किया जा सकता है। अंतर के स्वयंसिद्ध अंतराल के मापन को
नियंत्रित करते हैं। संयोग के स्वयंसिद्ध यह मानते हैं कि जिन विशेषताओं को
अनुभवजन्य रूप से नहीं मापा जा सकता है (उदाहरण के लिए, जोर, बुद्धि, या भूख) को एक दूसरे के संबंध में उनके घटक
आयाम बदलने के तरीके को देखकर मापा जा सकता है। ज्यामिति के अभिगृहीत संख्याओं के
युग्मों, संख्याओं के त्रिगुणों या
यहाँ तक कि संख्याओं के n-टुपल्स द्वारा आयामी रूप
से जटिल विशेषताओं के प्रतिनिधित्व को नियंत्रित करते हैं।
त्रुटि की समस्या माप सिद्धांत की केंद्रीय चिंताओं में से एक है। एक समय में यह माना जाता था कि वैज्ञानिक सिद्धांतों और उपकरणों के शोधन के माध्यम से माप की त्रुटियों को अंततः समाप्त किया जा सकता है। यह विश्वास अब अधिकांश वैज्ञानिकों के पास नहीं है, और आज रिपोर्ट किए गए लगभग सभी भौतिक माप सटीकता की सीमा या त्रुटि की संभावित डिग्री के कुछ संकेत के साथ हैं। विभिन्न प्रकार की त्रुटियों में अवलोकन की त्रुटियां (जिसमें वाद्य त्रुटियां, व्यक्तिगत त्रुटियां, व्यवस्थित त्रुटियां और यादृच्छिक त्रुटियां शामिल हैं), नमूने की त्रुटियां, और प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष त्रुटियां (जिसमें एक गलत माप का उपयोग किया जाता है) शामिल हैं। अन्य मापों की गणना में)।
मापन सिद्धांत ईसा पूर्व चौथी शताब्दी का है, जब यूक्लिड के तत्वों में ग्रीक गणितज्ञों यूडोक्सस ऑफ कनिडस और थाएटेटस द्वारा विकसित परिमाण के सिद्धांत को शामिल किया गया था। अवलोकन संबंधी त्रुटि पर पहला व्यवस्थित कार्य 1757 में अंग्रेजी गणितज्ञ थॉमस सिम्पसन द्वारा तैयार किया गया था, लेकिन त्रुटि सिद्धांत पर मौलिक कार्य 18 वीं शताब्दी के दो फ्रांसीसी खगोलविदों, जोसेफ-लुई लैग्रेंज और पियरे-साइमन लाप्लास द्वारा किया गया था। सामाजिक विज्ञान में माप सिद्धांत को शामिल करने का पहला प्रयास 18 वीं शताब्दी में हुआ, जब एक ब्रिटिश उपयोगितावादी नैतिकतावादी जेरेमी बेंथम ने मूल्य के मापन के लिए एक सिद्धांत बनाने का प्रयास किया। माप के आधुनिक स्वयंसिद्ध सिद्धांत दो जर्मन वैज्ञानिकों, हर्मन वॉन हेल्महोल्ट्ज़ और ओटो होल्डर के काम से प्राप्त होते हैं, और मनोविज्ञान और अर्थशास्त्र के लिए माप सिद्धांत के अनुप्रयोग पर समकालीन कार्य बड़े पैमाने पर ओस्कर मॉर्गनस्टर्न और जॉन वॉन न्यूमैन के काम से प्राप्त होते हैं।
चूंकि अधिकांश सामाजिक
सिद्धांत प्रकृति में सट्टा हैं, इसलिए उनके लिए मानक माप
अनुक्रम या तकनीक स्थापित करने के प्रयासों को सीमित सफलता मिली है। सामाजिक माप
में शामिल कुछ समस्याओं में सार्वभौमिक रूप से स्वीकृत सैद्धांतिक ढांचे की कमी और
इस प्रकार मात्रात्मक उपायों की कमी, नमूना त्रुटियां, मापी जा रही वस्तु पर
मापक के घुसपैठ से जुड़ी समस्याएं, और मानव विषयों से
प्राप्त जानकारी की व्यक्तिपरक प्रकृति शामिल है। . अर्थशास्त्र शायद सामाजिक
विज्ञान है जिसे माप सिद्धांतों को अपनाने में सबसे अधिक सफलता मिली है, मुख्यतः क्योंकि कई आर्थिक चर (जैसे मूल्य और
मात्रा) को आसानी से और निष्पक्ष रूप से मापा जा सकता है। जनसांख्यिकी ने मापन
तकनीकों को भी सफलतापूर्वक नियोजित किया है, विशेष रूप से मृत्यु दर तालिका के क्षेत्र में।
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