1.5. Особенности измерения параметров систем управления
Измеряют, чтобы управлять. Теория измерений является одной из составных частей прикладной статистики. Теория измерений входит в состав статистики объектов нечисловой природы. Первоначально она развивалась как теория психофизических измерений. Американский психолог С.С.Стивенс в послевоенных своих публикациях основное внимание уделял шкалам измерения. Со второй половины ХХ века сфера применения теории измерения расширяется: с психофизики на психологию. Об этом повествует один из томов «Энциклопедии психологических наук», вышедший в США в 1950- годах – «Психологические измерения». В дальнейшем происходит существенное расширение области использования теории измерения. Большой вклад внесли и отечественные работы. Теория измерения находит применение в педагогической квалиметрии (измерение качества знаний учащихся), в системных исследованиях, в задачах теории экспертных оценок, для агрегирования показателей качества продукции, в социологических исследованиях. Когда измеряют размеры объекта (количественные данные, характеризующие окружающий нас материальный мир), то мы оцениваем его только метрологическим способом. Метрология в переводе с греческого – наука об измерениях. Ежедневно в мире производятся сотни миллиардов измерений. Почти треть производственных затрат в таких отраслях промышленности, как электроника, приборостроение, и др. до 70 % связана с выполнением измерений. От точности и достоверности результатов измерений в решающей мере зависит эффективность планирования на всех уровнях управления экономикой. Естественно, в таких условиях любое государство должно заботиться о качестве используемых им результатов измерений.
Измерение – это наука о точности и достоверности количественных данных, характеризующих окружающий нас материальный мир, о единстве методов и средств их определения с требуемой точностью. Измерения в наше время являются одной из массовых технологических операций. На их выполнение расходуется значительная часть общественного труда – до 10-14 %. Страны имеют метрологические институты, при них есть центры проверки качества. Одновременно с ростом потребностей в измерениях увеличились требования к их точности. Электроника, приборо- и авиастроение, химия, биология, космонавтика, разведчики земных недр и глубин океана имеют дело с аппаратурой, точность которой близка к эталонной. На транспорте применение средств измерений, дающих правильные показания, является важнейшим условием безопасности движения. Правильная эксплуатация измерительных приборов в системе здравоохранения (при измерении давления, диагностике и лечении, изготовлении лечебных препаратов) стоит на страже укрепления здоровья россиян. Имущественные интересы россиян охраняются также с помощью измерительных приборов, используемых в быту, электросчетчики. Велика роль измерения в системе управления. Задачи повышения эффективности систем управления могут решаться при условии обеспечения достоверной информацией о параметрах качества и о количестве сырья, материалов, и готовой продукции, а также о характеристике процессов. В советский период совершенствование техники и методов измерений в экономике велось на основе отраслевых метрологических программ. Первая из них была разработана для химической отрасли в 1975 г. Затраченные на ее реализацию средства были возмещены за три года. Многое сделано для совершенствования техники и методов измерений качества и количества сырья, материалов и готовой продукции, а также о характеристиках процессов, протекающих в отраслях топливно-энергетического комплекса. Был создан и налажен выпуск приборов для контроля качества электроэнергии, не имеющий зарубежных аналогов. Миннефтепром организовал выпуск турбинных счетчиков большого диаметра с малой погрешностью измерения – не более 0,25 процента. И, наконец, увеличение добычи нефти и газа вызвало, например, необходимость точного измерения количества и качества жидкого и газообразного топлива при его добыче, транспортировании, поставке потребителям. Была реализована программа работ по созданию информационно-измерительных систем определения количества нефти и нефтепродуктов. Ее практическое значение трудно переоценить. Россия располагает крупным парком государственных первичных и специальных эталонов. Они созданы на новой технической основе с использованием результатов новейших исследований физиков. Многие из них по своим метрологическим характеристикам не уступают, и даже превосходят зарубежные аналоги. Особенно сложные проблемы возникали в связи с необходимостью определения параметров вращения Земли, метрологического обеспечения информационно-измерительных и управляющих систем, включая автоматизированные системы управления технологическими процессами. Жизнь требует средств и методик более точного измерения в квантовой электронике, субмиллиметровой технике, биологии, акустике. В итоге к концу ХХ века теория измерения стала рассматриваться как общенаучная теория. Ожидаемая технологическая модернизация производств потребует и соответствующего повышения метрологического обеспечения.