Измерительные уровни: Измерительные уровни | Прибор для измерения уровня

Строительные уровни. Обзор основных моделей

• Строительный уровень
• Пузырьковый уровень
• Водяной уровень (гидроуровень)
• Лазерный строительный уровень
• Дополнительное оснащение
• Поверки строительных уровней

Ремонт, Быт

Лазерный нивелир — уровень, дальномер, маркер. Виды и особенности выбора

Как и другие инструменты, лазерные уровни можно разделить на бытовые и профессиональные. Об особенностях тех и других поговорим в данной статье.

Лазерные уровни
Лазерные технологии в строительстве, конструкция и принцип работы лазерных нивелиров
Использование лазерных технологий в строительстве позволило совершать измерительные работы, экономя время, трудовые затраты, и обеспечивая при этом высочайшую точность. Лазерные уровни, дальномеры, маркеры – все эти инструменты пользуются сегодня большой популярностью в области строительства и ремонта. Лазерные лучи превосходят по многим характеристика все остальные источники света, обеспечивая отсутствие погрешностей в измерениях, видны при любой освещенности и на всех поверхностях. Лазерные технологии стали применяться в измерительных устройствах около 20 лет назад, значительно упростив измерительные работы.

Лазерный нивелир – это прибор, состоящий из компактного корпуса со светодиодом внутри. Светодиодное устройство обеспечивает световой поток, который, проходя через призму или же линзу, преобразуется в луч лазера, а затем проецируется на объект. Луч может проецироваться в виде линии или же точки. Также в корпус заключены элементы питания прибора. На корпусе присутствует панель управления с индикатором зарядки элементов питания. Каждый нивелир оснащен механизмом выравнивания – либо простым пузырьковым, либо же автоматическим. Автоматический компенсатор значительно точнее, так как подает световой или звуковой сигнал в случае, если прибор установлен с отклонениями (особенно это удобно, когда устройство смещается в процессе работы).

Работать с лазерными устройствами лучше в защитных очках.

Классификация лазерных уровней
Выделяют три основных разновидности лазерных нивелиров: точечные, линейные и ротационные.

Точечный лазерный уровень – самый простой прибор, проецирующий всего один луч, которым можно отметить точку на объекте. Используется точечный уровень для простых бытовых задач (поклейка обоев, монтаж полок).

Линейный лазерный уровень – устройство, в котором световой поток проходит через призмы, которые расположены перпендикулярно. Такой уровень еще иногда называют призменный. Светодиоды в приборе располагаются неподвижно, то есть – лучи могут проецироваться только с той стороны, куда направлено устройство. В зависимости от количества проецируемых лучей определяется функциональность нивелира. Самые функциональные модели способны проецировать перекрестные лучи, дополнительные точки (зенит, отвес, надир и др.). Часто такие уровни применяются при монтаже различных конструкций, ремонтных работах.

Ротационный нивелир – лучи фокусируются в таком устройстве, проходя через линзу. Светодиод в корпусе вращающийся, что позволяет работать в плоскостях, охватывая 360 градусов. Дальность луча в ротационных лазерах может превышать 100 метров. С таким нивелиров могут работать сразу несколько человек, что очень удобно и экономит время. Цена ротационного нивелира значительно выше, чем линейного. Используется он в основном в профессиональных кругах: среди строителей, ландшафтных дизайнеров, монтажников, архитекторов.

Аксессуары для лазерных нивелиров
Производители измерительных инструментов могут комплектовать лазерные нивелиры дополнительными аксессуарами, которые сделают работу с прибором комфортней и продуктивней. К таким дополнительным приспособлениям можно отнести: приемник лучей, пульт дистанционного управления, специальные очки, штатив. Использование приемника, например, позволяет значительно увеличить дальность луча, да и все остальные аксессуары очень облегчают работу мастера.

С ассортиментом лазерных нивелиров — лазерные рулетки, лазерные дальномеры, лазерные уровни и аксесуаров к ним, Вы можете ознакомиться в разделе каталога Измерительного инструмента — Уровни

Быт

Гидростатический уровень

При разбивке земельного участка, устройстве фундамента небольшой площади удобен гидростатический уровень. Простой измерительный инструмент не нуждается в электрической энергии, обладает небольшим весом и малыми размерами.

Работа прибора основана на формуле Паскаля – в сообщающихся сосудах уровни равны. Закон гидравлики задал конструктивное устройство инструмента, обеспечивает высокую точность измерений.

advices-uroven-gidro-2.jpg
Обзор моделей водяных уровней
Гидростатический уровень состоит из соединительного шланга и двух цилиндрических ёмкостей с мерной шкалой. После заполнения жидкостью прибор готов к работе.

Инструмент имеет давнюю историю. Время незначительно изменило конструктивное устройство. Небольшие коррективы внесли современные материалы. Например, повысилась эластичность конструкции за счет применения поливинилхлорида.

Уровень гидростатический 18705–18725 (КУРС РОС). Шланг ПВХ в представленных образцах имеет длину от 5 до 25 метров. Прочный и упругий материал не разрушается от ультрафиолета, истирания, низких температур.

advices-uroven-gidro-3.jpg
Точность измерений зависит от герметичности прибора, отсутствия воздушных пузырей и четкой шкалы. Рекомендуем – уровень гидростатический 18775–18795 (марка FIT РОС). Для данного образца характерно следующее:

Особая форма крышки для колб;
Усиленный ПВХ;
Яркая мерная шкала.
advices-uroven-gidro-4.jpg
Рассмотренные модели подходят для контроля монолитных конструкций, стяжки, фундамента, а также кирпичной кладки. Во всех случаях, когда проверяемые углы расположены на значительном удалении друг от друга.

Недостатки инструмента
Инструмент не подходит для работы в маленьких помещениях. Перед началом измерения необходимо избавиться от воздуха внутри шланга, что замедляет процесс. Поливинилхлорид уязвим по отношению к перегревам. Поэтому не следует хранить инструмент вблизи огня и около нагревательных приборов.

Из недостатков также следует отметить следующее:

Замерзание воды при отрицательной температуре;
При работе нужен помощник;
Трудно заправлять ёмкость большой длины;
Для каждого нового измерения нужна новая заправка.
Некоторые перечисленные недостатки можно легко устранить. Например, при работе зимой в ёмкость можно залить тормозную жидкость. Она хорошо заметна в колбе и не боится холода.

Порядок заполнения гидроуровня
Перед заполнением ёмкости следует отсоединить колбы, раскрутить шланг на всю длину и растянуть до ощущения эластичности. Затем можно налить воду. Лучше использовать дистиллированную или кипяченую. Так как в ней меньше кислорода и мало воздушных пузырей. Заполнение производят следующим образом: один конец шланга опускают в ведро с жидкостью, потом его поднимают на высоту. Второй конец шланга должен находиться у помощника в более низком положении, чем первый край.

Всасывающие действия помогут быстрому протеканию воды по шлангу. Когда жидкость пройдет до края, который в руках помощника, остатки воды сливают в ведро, крышки герметично закрывают.

На нашем сайте представлены гидростатические (водяные) уровни в ассортименте и по выгодным ценам от компании производителя.

Строительный уровень – измерительный прибор для контроля поверхностей относительно горизонтальной или вертикальной плоскости. Старое название инструмента – ватерпас. Изделие прямоугольной формы имеет встроенные ёмкости, заполненные спиртосодержащим раствором. Внутри них перемещается воздушный пузырёк, по которому судят о величине отклонений.

Уровень стандартного типа оснащён двумя рабочими колбочками с этанолом. Жидкость обладает нужной вязкостью, не замерзает на улице. Профессионалам необходим контроль углов. Для них предлагают модели с третьей поворотной колбой.

Для более точного измерения используют уровни с дублирующими глазками, по паре на каждую сторону.

Строительные уровни FIT HQ

Строительный уровень – устройство крайне необходимое в строительстве и ремонтных работах. С помощью этого прибора можно вычислять отклонения поверхностей от горизонтали или вертикали, а также использовать их для переноса углов наклона одних элементов конструкций на другие. От предварительной разметки зависит конечный результат любого строительства и ремонта.

Прежде чем купить строительный уровень, следует определиться, для каких целей он необходим, ведь вариаций этого прибора существует довольно много. Конечно же некоторые модели универсальны, но все-таки в некоторых случаях покупка универсального инструмента не всегда оправдана. Рассмотрим основные виды строительных уровней, их предназначение и принцип работы.

Пузырьковый уровень

Данный вид уровня, пожалуй, наиболее популярен. Объясняется эта популярность его универсальностью: такой прибор можно применять для сборки мебели, укладке плитки, возведении различных конструкций, установке полок. Конструкция инструмента достаточно проста: планка, на которой закреплена колбочка с пузырьком воздуха в жидкости. Такие приборы еще называют ватерпасы. Длина планки может варьироваться от нескольких сантиметров до нескольких метров (у строительных уровней). Когда-то с помощью строительных уровней замеры можно было производить лишь в горизонтальной плоскости, так как на планки располагалась всего одна колба с пузырьком. Позже появились строительные уровни с двумя и более колбами, что дало возможность определять погрешности и вертикали, а также некоторые приборы оснащены третьей колбой, с помощью которой можно проверять линии, расположенные под углом. Конструкция планки такого уровня может быть двух видов – с квадратным сечением или в виде рельсы. Уровень в виде двутавра относится к профессиональным инструментам, как правило, прочнее, чем с квадратным сечением, вероятность того, что такой прибор деформируется при падении, очень мала. Существуют уровни с фиксированной длиной, а также приборы, которые можно раздвинуть как телескоп.

Для того чтобы понять ровно ли располагается объект, нужно приложить уровень к нему так. Чтобы пузырек располагался строго посередине.

Среди пузырьковых измерительных инструментов можно выделить такую разновидность как трубный уровень. Это компактный прибор прямоугольной формы (бывают и складные), предназначенный для работы с профилем, трубами. Часто такой уровень оснащен магнитом для крепления к трубе.

Водяной уровень (гидроуровень)

Принцип действия водяного уровня основан на законе Паскаля о сообщающихся сосудах. Прибор представляет собой длинную гибкую трубку с колбами на концах, на которые нанесена измерительная шкала. Таким уровнем можно размечать только горизонтали. Трубка наполняется водой, важно при этом, чтобы воздух в трубку не попадал, и не образовывались пузырьки – это приведет к погрешностям в замерах. Одному человеку не очень удобно пользоваться данным уровнем, лучше иметь помощника. Каждый поднимает по одной колбе, перемещая ее так, чтобы край жидкости располагался строго напротив отметки, далее по закону Паскаля, получается точки, находящиеся в одной горизонтальной плоскости. Длина трубки уровня подбирается в зависимости от размера помещения. Гидроуровнем часто пользуются при проектировании оконных проемов, систем отопления.

Лазерный строительный уровень

Лазерный уровень – современный измерительный прибор, проецирующий световые лучи на плоскости. Представляет собой небольшой корпус, внутри которого располагается светодиодное устройство, излучающее поток света, который преобразуется, проходя через линзу, в лазерный луч. Луч может проецироваться на расстояние в сотни метров. Профессиональные лазерные нивелиры могут проецировать до десяти лучей, в то время как бытовые приборы, как правило, ограничиваются двумя. Активно используются лазерные уровни в строительных работах, при облицовке плиткой, при монтаже потолков, поклейке обоев, сборке мебели. Уровнем бытового класса может пользоваться даже неподготовленный человек.

Лазерный уровень в своей работе используют не только опытные мастера, но и начинающие
⠀
Попробуем разобраться в разновидностях и выбрать лучшую модель:

⠀
Лазерные уровни можно разделить на 4 типа:
⠀

1. Точечные — предназначены для разметки, проецируют точки на одном уровне. Самый бюджетный вариант.
2. Линейные — проецируют горизонтальную и вертикальную линию на поверхность. Удобны для разметки, установки розеток, каркасов.
3. Ротационные — проецируют лазерную линию на 360 гр.
4. Комбинированные — позволяют нанести разметку сразу и на стены и на потолок и пол, образуя единое рабочее пространство.

Какие характеристики могут повлиять на выбор модели?

• Дальность построения — для бытовых целей достаточно от 2 до 20 м. Для открытой местности — 50 м и более.
• Количество лучей — для простых работ достаточно 1-2 линий. Когда в работе участвует несколько человек удобнее наличие большого количества лучей.
•  Цвет луча — зеленый лучше виден даже на свету, но он дороже, чем красный.
• Крепление на штатив — удобно и для бытового использования используются компактные мини-штативы.

В каталоге FIT представлено несколько моделей (18632-18665) и отдельно можно приобрести треноги (18625-18626). Все модели самоуспокаивающиеся с различными рабочими диапазонами.

Дополнительное оснащение

Профессиональный инструмент может иметь множество дополнительных элементов, которые строже контролируют погрешности, отвечают удобству, особым условиям. Например, для работы с металлической поверхностью рекомендуем – уровень «Магнит» профи 18244 – 18248 (FIT HQ). Линейка изготовлена из алюминиевого сплава, имеет встроенный магнит. Фрезерованное основание препятствует скольжению. Инструмент легко переставляется одной рукой.

Для уровня характерно следующее:

• Три рабочих глазка;
• Двойная мерная шкала.

Прочный корпус дополнительно усилен. В категории три типоразмера – от 400 до 800 мм. Уровень подходит для ремонта и монтажа небольших металлоконструкций, укладки плитки.

Уровень «Стайл» 18204 – 18220 (FIT HQ). Диапазон размеров в категории 400–2000 мм. Максимальная длина подходит для монтажа крупногабаритных панелей, заливки бетонной стяжки. Алюминиевый корпус усилен, не боится удара. Фрезерованное основание не скользит. На корпус помещено три глазка. Увеличительная лупа позволяет хорошо видеть движение пузырька. Мерная шкала нанесена только на одну сторону линейки.

Поверки

К измерительным инструментам предъявляется лишь одно требование – точность. Для строительных уровней разработано шесть классов точности. Характеристики каждого прописаны в ГОСТ 9416-83. Стандарт определяет размер, внешний вид, геометрию, правила поверки и маркировки.

Например, обозначение – УС5М-2-I ГОСТ 9416-83. Марка расшифровывается следующим образом: длина – 500 мм, вес профилированной конструкции – 450 граммов, вес литой – 520 граммов, имеет магнитные вставки, две рабочие плоскости, климатическое исполнение от –40 до +40 °С.

Заводской контроль качества осуществляют лабораторными испытаниями: на поверочной плите, при вибрации и замораживании. Проверить изделие на стройке можно в следующем порядке:

• На отсутствие деформаций. Штукатурное правило прикладываем к рабочим сторонам уровня и смотрим отсутствие щелей.
• Проверка точности вертикального пузырька. По отвесу чертим на стене линию и прикладываем к ней инструмент. Пузырёк должен быть в центре.
• Контроль горизонта. Подвешиваем на саморезы гидравлический уровень, переносим отметки на стену. Затем прикладываем проверяемый инструмент – смотрим пузырёк.

цены, характеристики, фото на сайте Instrland.ru

показывать по: 40 80 120

362934

Уровень Строительный алюминиевый 300 мм х 50 мм 3 ампулы PROFI (96В) «CNIC

259.88 руб

311.86 руб

182

Купить

267792

Гидроуровень с пласт. колбой (10м)

270.68 руб

324.82 руб

13

Купить

280915

Гидроуровень с пласт. колбой (15м)

311.85 руб

374.22 руб

12

Купить

278590

Гидроуровень с пласт. колбой (20м)

353.70 руб

424. 44 руб

10

Купить

342247

Уровень Строительный пластиковый 230 мм 3 ампулы «Торпедо» с алюм. рамкой и магнитом FIT(18604)

363.15 руб

435.78 руб

6

Купить

362897

Уровень Строительный алюминиевый 800 мм х 50 мм 3 ампулы PROFI (96В) «CNIC

372.60 руб

447.12 руб

205

Купить

287589

Уровень Строительный алюминиевый 400 мм х 50 мм 3 ампулы «Стандарт»

421.20 руб

505.44 руб

3

Купить

362902

Уровень Строительный алюминиевый 400 мм х 50 мм 3 ампулы PROFI (96В) «CNIC

463.05 руб

555.66 руб

166

Купить

362895

Уровень Строительный алюминиевый 300 мм х 50 мм 3 ампулы с магнитными вставками PROFI (96В) «CNIC»

468. 45 руб

562.14 руб

18

Купить

362935

Уровень Строительный алюминиевый 600 мм х 50 мм 3 ампулы PROFI (96В) «CNIC

508.28 руб

609.94 руб

39

Купить

362931

Уровень Строительный алюминиевый 400 мм х 50 мм 3 ампулы с магнитными вставками PROFI (96В) «CNIC

520.43 руб

624.52 руб

97

Купить

362925

Уровень Строительный алюминиевый 800 мм х 50 мм 3 ампулы с магнитными вставками PROFI (96В) «CNIC

541.35 руб

649.62 руб

53

Купить

277350

Уровень Строительный алюминиевый 500 мм х 50 мм 3 ампулы «Стандарт»

548.10 руб

657. 72 руб

15

Купить

362907

Уровень Строительный алюминиевый 600 мм х 65 мм 3 ампулы с ручками PROFI (2003В) «CNIC»

612.90 руб

735.48 руб

273

Купить

362928

Уровень Строительный алюминиевый 1200 мм х 50 мм 3 ампулы PROFI (96В) «CNIC

614.25 руб

737.10 руб

81

Купить

362950

Уровень Строительный алюминиевый 600 мм х 50 мм 3 ампулы с магнитными вставками PROFI (96В) «CNIC

623.70 руб

748.44 руб

103

Купить

362877

Уровень Строительный алюминиевый 500 мм х 50 мм 3 ампулы с магнитными вставками PROFI (96В) «CNIC

657.45 руб

788. 94 руб

3

Купить

362942

Уровень Строительный алюминиевый 500 мм х 50 мм 3 ампулы PROFI (96В) «CNIC

657.45 руб

788.94 руб

2

Купить

362878

Уровень Строительный алюминиевый 500 мм х 50 мм 3 ампулы с ручками PROFI (2003В) «CNIC»

662.18 руб

794.62 руб

182

Купить

362940

Уровень Строительный алюминиевый 400 мм х 65 мм 3 ампулы с ручками PROFI (2003В) «CNIC»

666.23 руб

799.48 руб

271

Купить

362938

Уровень Строительный алюминиевый 800 мм х 60 мм 3 ампулы с ручками PROFI (2003В) «CNIC»

710.10 руб

852.12 руб

286

Купить

266567

Уровень Строительный алюминиевый 1200 мм х 60 мм 3 ампулы «Стандарт»

738. 45 руб

886.14 руб

22

Купить

254743

Гидроуровень с пласт. колбой (25м)

774.90 руб

929.88 руб

8

Купить

404235

Уровень строительный ADA TITAN 40 PLUS

878.00 руб

1053.60 руб

10

Купить

362864

Уровень Строительный алюминиевый 1200 мм х 50 мм 3 ампулы с магнитными вставками PROFI (96В) «CNIC

907.88 руб

1089.46 руб

69

Купить

362920

Уровень Строительный алюминиевый 1000 мм х 50 мм 3 ампулы с магнитными вставками PROFI (96В) «CNIC

926.10 руб

1111.32 руб

29

Купить

362875

Уровень Строительный алюминиевый 1500 мм х 50 мм 3 ампулы PROFI (96В) «CNIC

1063. 80 руб

1276.56 руб

24

Купить

362883

Уровень Строительный алюминиевый 1500 мм х 65 мм 3 ампулы с ручками PROFI (2003В) «CNIC»

1109.03 руб

1330.84 руб

86

Купить

362874

Уровень Строительный алюминиевый 1200 мм х 60 мм 3 ампулы с ручками PROFI (2003В) «CNIC»

1139.40 руб

1367.28 руб

85

Купить

404243

Уровень строительный ADA TITAN 60 PLUS

1144.00 руб

1372.80 руб

10

Купить

404244

Уровень строительный ADA TITAN 80 PLUS

1321.00 руб

1585.20 руб

10

Купить

362932

Уровень Строительный алюминиевый 1000 мм х 60 мм 3 ампулы с ручками PROFI (2003В) «CNIC»

1493. 10 руб

1791.72 руб

234

Купить

404234

Уровень строительный ADA TITAN 100 PLUS

1587.00 руб

1904.40 руб

10

Купить

201136

Уровень/угломер цифровой ADA Pro-Digit RUMB

1764.00 руб

2116.80 руб

10

Купить

362879

Уровень Строительный алюминиевый 2000 мм х 50 мм 3 ампулы PROFI (96В) «CNIC

1777.28 руб

2132.74 руб

4

Купить

362866

Уровень Строительный алюминиевый 2000 мм х 65 мм 3 ампулы с ручками PROFI (2003В) «CNIC»

2232.23 руб

2678.68 руб

64

Купить

283340

Ампула цилиндрическая простая АЦПН 2″-7,5-23 ГОСТ 2386-73

2250. 00 руб

2700.00 руб

25

Купить

239028

Построитель лазерных плоскостей INSTRUMAX ELEMENT 2D

2366.00 руб

2839.20 руб

10

Купить

201159

Уровень цифровой ADA ProLevel 40

2474.00 руб

2968.80 руб

10

Купить

201123

Уровень/угломер цифровой ADA Pro-Digit MICRO

2651.00 руб

3181.20 руб

10

Купить

Все товары на складе

Высокая скорость
обработки заказов

Удобная система заказов

Доставка по всей РФ

типы, виды, назначение и устройство

Рамный  уровень представляет собой измерительный прибор, с помощью которого проверяют прямолинейность плоских и цилиндрических поверхностей, а также контролируют величину их отклонения от горизонтального и вертикального положения.  Уровни широко применяются в машиностроении и высокоточном производстве.

Изготовление рамных уровней осуществляется в соответствии с действующим стандартом  — ГОСТ 9392-89.

В отличие от обычного строительного уровня, рамный имеет 4 перпендикулярных плоскости и 3 выемки. Изделие имеет 2 рабочих поверхности (горизонтальную и вертикальную), расположенные под углом 90^о относительно друг друга.

Корпус прибора включает 2 ампулы, запаянные с обеих сторон и наполненные жидкостью. В каждой ампуле имеется пузырек, который выступает чувствительным элементом и указывает на наличие отклонений измеряемой поверхности.

Рамные уровни рассчитаны на эксплуатацию при температуре +20С. В другом температурном режиме показания не будут считаться достоверными. По этой же причине по близости не должны находиться предметы, повышающие температуру окружающей среды.

 

Порядок использования уровня:

• удаление смазки и загрязнений с устройства;
• установка уровня;
• проверка нулевой установки;
• замеры.

Рамные уровни представлены в нескольких размерах (от 100 до 300 мм) с шагом в 50 мм и ценой деления – от 0,02 до 0,15 мм/м. Изделия выполнены из стали, стойкой к коррозии.

Уровни нуждаются в периодическом уходе – удалении пыли и жировых загрязнений. При возникновении царапин и других повреждений, необходимо проведение доводки, регулировки и поверки.  Частота поверки зависит от интенсивности использования, но не реже одного раза в год.  Изделия поставляются в защитных кейсах.

 

Брусковые уровни предназначены для измерения отклонений плоских и цилиндрических поверхностей от горизонтальной плоскости, а также проверки их прямолинейности. Они незаменимы в машиностроении и строительстве, при проведении геодезических, монтажных и астрономических работ. Применяются брусковые уровни и при установке станков, проведении лабораторных испытаний.

Для производства брусковых уровней используется стали и пластик. Основным элементом уровня является стеклянная ампула, заполненная спиртом или эфиром. На нижней части корпуса имеется выемка в форме призмы, позволяющая устанавливать уровень на цилиндрические поверхности. Конструкция уровня включает 2 ампулы – продольную (для отсчета) и поперечную (для контроля положения на цилиндрических поверхностях).  Отмеряющим элементом является пузырек воздуха внутри ампулы, если он находится строго по середине – поверхность ровная.

Брусковые уровни имеют одну рабочую поверхность – горизонтальную, состоящую из плоского основания с призматическими канавками. Благодаря этим канавкам возможна работа с цилиндрическими поверхностями. Изделия выпускаются как с механизмом установка на ноль, так и без него.

Все изделия соответствуют требованиям государственного стандарта — ГОСТ 9392-89. Бруски-уровни представлены в нескольких типоразмерах (от 100 до 300 мм), с шагом в 50 мм и ценой деления в 0,02 или 0,05мм.

Производитель рекомендует проводить замеры при температуре окружающей среды в пределах +20^оС и влажности не более 80%.

 

Уровни с микрометрической подачей ампулы (модель 110 и модель 120) используются в машиностроении и станкостроительной промышленности. С их помощью проверяют отклонение плоских и цилиндрических поверхностей относительно горизонтальной плоскости, диапазон измерений составляет -20 +4 мм/м, это больше диапазона стандартных брусковых уровней. Также уровни с микроподачей могут использоваться для проведения относительных измерений, например, отклонения от прямолинейности.

 

Технические особенности и принцип использования

Инструмент состоит из металлического корпуса, внутри которого располагаются установочная и основная

капсулы, микропары и других вспомогательных элементов.

Трубка связана с корпусом с помощью шарниров, поэтому ампулу можно устанавливать под любым углом по отношению к рабочей поверхности. За перемещение трубки отвечает микрометрическая головка, а микроподачу осуществляют с помощью вращения винта.

Внутри ампулы находится пузырек воздуха и жидкость, незамерзающая при отрицательных температурах. На рабочей поверхности имеются призматические канавки, позволяющие устанавливать уровень на цилиндрических поверхностях разного диаметра. Цена деления равна 0,1 мм на 1м, а предел измерений – до 30 мм на 1 м длины. Малые отклонения определяются по шкале основной ампулы, при вычислении больших уклонов следует привести ампулу в нулевое положение и осуществлять отчет от шкалы микрометрической головки.

К уровню прилагается паспорт, подтверждающий его соответствие действующему стандарту.

 

Уровни используются в строительстве и машиностроении, при проведении монтажных, геодезических и других работ, требующих точного позиционирования предметов в пространстве.

Рабочим элементом уровня является герметично запаянная ампула с измерительной шкалой, внутри которой находится жидкость с пузырьком воздуха. В качестве жидкости чаще всего используют спирт, он не застывает при отрицательных температурах, а также обеспечивает быстрое перемещение пузырька внутри капсулы.

 

Существует несколько разновидностей инструмента:

1. Пузырьковые модели получили наибольшее распространение благодаря простоте конструкции, доступности и универсальности. Корпус устройства полый, с ребрами жесткости. Погрешность измерений составляет до 1 мм на 1 м.
2. Электронные приборы позволяют осуществлять измерения как по горизонтали, так и по вертикали. Они оснащены ЖК-дисплеем, отображающим величину отклонения, это удобно при проведении работ, требующих частое повторение замеров. Точность измерений – до 0,1⁰.
3. Трубные модели используются для измерения положения газовых, канализационных и водопроводных труб, балок, а также строительных конструкций с круглым сечением.
4.  Водяной уровень имеет простую конструкцию, но несмотря на это им часто пользуются строители и каменщики. Он позволяет переносить отметки на большие расстояния и даже в соседние помещения. Погрешность измерений составляет 2-3 мм.
5. Лазерный уровень относится к категории профессионального оборудования. Он отличается высокой точностью, позволяет строить вертикальные, горизонтальные и наклонные плоскости на расстоянии нескольких десятков метров, а погрешность измерений составляет всего 0,1-1 мм на 1 м.

Встроенные в корпус магниты позволяют уровню легко фиксироваться на металлических поверхностях, обеспечивая удобство работы.

Выбирая строительный уровень необходимо учитывать назначение каждой модели, а также предстоящий объем работ. Нет необходимости переплачивать за профессиональный инструмент при выполнении косметического ремонта, но и надеяться на точность пузырькового уровня при строительстве дома тоже не стоит.  

5.3.2 Относительные уровни

Уровень передачи называется относительным, если мощность или напряжение в данной точке тракта «х» сравниваются с одноименными величинами какой-либо другой точки тракта, принятой за начало отсчета «а».

Lмо = 10 lg(Pх/Pа)

Lмо = 10 lg (Pх/Pа) = 10lg [(Pх/10^-3)/ (Pа/10^-3)] = 10lg (Pх/10^-3) — 10lg (Pа/10^-3) = Lмх — Lма

 

Относительный уровень в какой-либо точке «х» канала (тракта) равен разности абсолютных уровней в данной точке «х» и в точке принятой за начальную «а».

Lмо = Lмх — Lма

Lно = Lнх — Lна

 

5.3.3 Измерительные уровни

Измерительный генератор с Ri = 600 Ом, вырабатывающий ЭДС Е = 1,55 В, f = 800 Гц называется нормальным генератором.

При подключении нормального генератора к коммутаторному входу канала

(Zвх = 600 Ом) уровень мощности (напряжения) на входе канала (коммутаторном входе) Lм = 0 дБм (Lн = 0 дБн), так как

Uвх = Е/2 = 1,55/2 = 0,775 В,    а

Рвх = U²/R = 0,775²/600 = 1мВт.

 

Абсолютный уровень мощности (напряжения) в какой-либо точке канала, измеренный или вычисленный при условии, что к коммутаторному входу канала подключен нормальный генератор, называется измерительным уровнем.

 

Знак измерительного уровня показывает затухание «–» или усиление «+» действует между данной точкой канала и коммутаторным входом канала. Численное значение измерительного уровня соответствует величине затухания или усиления.

 

Задача. Рассмотрим тракт передачи, представленный последовательно соединенными четырехполюсниками

Затухание от коммутаторного входа «a» до точки «b» Аa-b = 5 дБ.

Определить затухание или усиление действует на участке «b-c» и вычислить его величину, если Zc = 75 Ом, Uc = 275 мВ.

Решение:

Уровень на коммутаторном входе нулевой Lмк = 0 дБм.

Аab = LдБм a — LдБм b = 0 — 5= — 5 дБм

 

Определим уровень напряжения в точке «c»

LдБн с = 20lg(Uс/Uо) = 20lg(27510^-3/0,775) = — 9 дБн

 

Определим уровень мощности в точке «c»

LдБм с = LдБн + 10lg(600/Zx) = — 9 + 10lg(600/75) = 0 дБм

 

Так как уровень в точке «с» стал выше, чем в точке «b» значит на участке  «b-c» произошло усиление и его величину можно определить следующим образом:

SдБ bc = LдБм c — LдБм b = 0-(-5) = 5 дБ

 

5.

3.4 Принцип построения схемы измерителей уровней

Измерители уровней строятся на базе вольтметров, так как эксплуатация вольтметра более удобна по сравнению с амперметром или ваттметром (подключается параллельно без разрыва цепи).

Если шкалу вольтметра отградуировать в логарифмических единицах, то такой прибор будет измерять уровни напряжения и называться измерителем уровней.

В технике связи для измерения уровней используются

 

Широкополосный измеритель уровня (ШИУ или ИУ) предназначен для эксплуатационных измерений уровней напряжения в каналах и трактах передачи.

Функциональная схема широкополосного измерителя уровней аналогична схеме широкополосного вольтметра. Измеритель уровней и вольтметр с точки зрения процесса измерений различаются схемой входного устройства, градуировкой шкалы и переключателя пределов, а также правилами эксплуатации. Нередко используются универсальные приборы, совмещающие функции вольтметра и измерителя уровней.

Рисунок 5.3.1 Структурная схема широкополосного измерителя уровней

 

Назначение элементов схемы ИУ.

Входное устройство (Вх.У) обеспечивает необходимое входное сопротивление прибора. Вх.У состоит из трансформатора и двух низкоомных сопротивлений R1 и R2, включенных параллельно первичной обмотке трансформатора. Резисторы имеют стандартное значение сопротивления R1 = 600 Ом, R2 = 135 Ом.

При отключенных резисторах входное сопротивление прибора определяется сопротивлением первичной обмотки и имеет высокоомное значение.

При подключенном резисторе R1 или R2 входное сопротивление прибора имеет значение 600 или 135 Ом соответственно.

Калиброванный делитель напряжения (КДН) позволяет измерять уровни сигнала выше, чем отградуирован верхний предел измерения, т. е. расширяет верхний предел измерения. На лицевую панель прибора выводится переключатель КДН.

Усилитель напряжения позволяет измерять уровень сигнала ниже, чем отградуирован нижний предел измерения, т. е. расширяет нижний предел измерения. Усилитель имеет постоянный коэффициент усиления, который учитывается при градуировке переключателя КДН.

Переключатель КДН называется переключателем пределов и градуируется в логарифмических единицах (дБ или Нп).

Детектор преобразует переменный ток в постоянный, выполнен по мостовой схеме линейного детекторного прибора.

Магнитоэлектрический прибор (МЭП) служит индикатором, градуируется в логарифмических единицах. Результат измерения определяется алгебраической суммой показаний шкалы МЭП и переключателя КДН.

 

Измеритель уровня отличается от вольтметра не только градуировкой шкалы, но и порядком эксплуатации, в частности, способами подключения.

 

Способы подключения ИУ к объекту измерения.

Порядок подключения ИУ «в параллель» (как вольтметр).

 

Подключение измерительного прибора не должно изменять режима работы объекта исследования и параметров исследуемого сигнала. При параллельном подключении прибор оказывает шунтирующее действие, для уменьшения данного влияния Rвх прибора должно стремиться к бесконечности, т.е. быть высокоомным.

 

Порядок подключения ИУ «в разрез цепи» (в качестве нагрузки).

Измеритель уровней подключается вместо рабочей нагрузки (последующего 4хп). Подключение измерительного прибора не должно изменять режима работы объекта исследования, поэтому параметры ИУ должны быть эквивалентны параметрам 4хп₂.

Для получения низкоомного входного сопротивления используется добавочный резистор. Поскольку в трактах систем передачи в контрольных точках обычно обеспечивается стандартное значение сопротивление 600 или 135 Ом, в ИУ предусматривается возможность подключения резисторов с данным сопротивлением.

 

Особенности градуировки шкалы ИУ

Некоторые измерители уровней имеют две шкалы.

Верхняя шкала (основная) градуируется в значениях уровня напряжения. Градуировка производится для стандартного значения сопротивления 600 Ом, при этом «нулевому» уровню соответствует значение напряжения 0,775 В.

Нижняя шкала (дополнительная) градуируется в значениях уровня мощности, измеряемого на конкретном стандартном сопротивлении, например, 135 Ом или 75 Ом. В данном случае пользоваться нижней шкалой можно только при измерении на указанном стандартном сопротивлении, определяя непосредственно уровень мощности.

 

 

Верхняя (основная) шкала индикатора градуируется в значениях уровня напряжения Lн. Конечный результат надо выражать в значениях уровня мощности Lм.

Уровень мощности рассчитываем по формуле:

Lм = Lн — 10 lg Zх/600,   где Zх – сопротивление в точке измерения.

Их формулы взаимосвязи видно, что Lм = Lн, если сопротивление в точке измерения Zх = 600 Ом.

Результат измерения определяется алгебраической суммой показаний шкалы МЭП и переключателя КДН.

 

Измерительные уровни — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Уровни напряжения, тока или мощности определяются по отношению к некоторым, выбранным условно из практической целесообразности, нулевым уровням соответствующих величин. В технике проводной связи различают абсолютные, относительные и измерительные уровни передачи.  [16]

Уровни передачи напряжения, тока или мощности определяются по отношению к некоторым выбранным условно, с точки зрения практической целесообразности, нулевым уровням соответствующих величин. В технике проводной связи различают абсолютные, относительные и измерительные уровни передачи.  [17]

Эпюры напряжений в блок-схеме при считывании в увеличенном масштабе.| Изображение на экране ЭЛТ при установке границ измерения площади и передачи формы.  [18]

Это напряжение поступает через усилитель X на отклоняющие пластины X и одновременно на компараторы начала и конца измерений. На другие входы этих же компараторов поданы напряжения измерительных уровней хл и хп.  [19]

Действие устройств АРУ проверяют, установив напряжение КЧ на входе тракта приема с помощью магазина затухания и контролируя уровень напряжения на входе ПКК. При нормальном уровне напряжения КЧ на входе ПКК включение устройств АРУ не должно влиять на измерительные уровни на выходе тракта. Изменяя затухание магазина ступенями по 1 дБ: в пределах, соответствующих пределам регулирования устройств АРУ, убеждаются в том, что уровень на выходе тракта, скачкообразно изме-ннвшпсь, плаано восстанавливается. Дальнейшее изменение затухания магазина должно вызывать появление сигнала об исчерпании пределов регулирования. Проверку действия АРУ производят, сначала увеличивая, а затем уменьшая затухание магазина от исходного состояния. Скачкообразное изменение затухания магазина на величину, превышающую значение, указанное в технической документации настраиваемой системы передачи, должно вызывать блокировку устройств АРУ и появление сигналов. После восстановления уровня напряжения КЧ действие АРУ также должно восстановиться, в чем убеждаются, изменяя затухание магазина на 1 дБ от исходного значения и наблюдая за изменениями измерительного уровня сигнала с частотой, близкой к КЧ, на выходе тракта.  [20]

Рассмотренный пример показывает, что полученные характеристики помехозащищенности при загрузке линейного тракта сигналом белого шума позволяют судить не только о состоянии тракта в момент измерений, но и о запасах помехозащищенности при измененных условиях. По значениям уровней загрузки, при которых мощность помех имеет минимальное значение, можно определить для данного тракта оптимальные измерительные уровни и величину предыскажения. Характер понижения помехозащищенности при повышениях уровня мощности загрузки позволяет определить порядок нелинейных продуктов, обусловивших указанное понижение помехозащищенности, а при необходимости, путем деления измеряемого тракта на части, обнаружить неисправное оборудование, вносящее в тракт повышенный уровень мощности помех от нелинейности. Сказанное позволяет считать, что измерения с загрузкой линейных трактов сигналом белого шума являются наиболее эффективным методом настройки и оценки качества трактов.  [21]

Важной характеристикой состояния каналов магистральной связи служит диаграмма уровней — графическое изображение уровней в точках соединения составных частей канала. Она представляет собой совокупность наибольших ( на выходах усилителей) и наименьших ( на входах усилителей) значений измерительных уровней. Эти значения выбираются еще лри разработке системы многоканальной связи. Для правильного их выбора необходимо учитывать ожидаемые в различных точках значения уровней полезных сигналов, возможные изменения этих уровней в процессе эксплуатации, а также характеристики и законы накопления помех. Выбранные при разработке системы передачи значения измерительных уровней определяют допустимые затухания, а стало быть длины усилительных участков и число усилительных пунктов на магистрали определенной длины. На основе этих данных находят техноэкономические показатели конкретной магистрали при ее проектировании и строительстве.  [22]

Измерительным уровнем передачи называется абсолютный уровень в рассматриваемой точке цепи, если в ее начало включен нормальный генератор. Если при проведении измерений уровней передачи в качестве измерительного генератор-а использован нормальный генератор, то полученные значения уровней будут представлять собой измерительные уровни.  [23]

Важной характеристикой состояния каналов магистральной связи служит диаграмма уровней — графическое изображение уровней в точках соединения составных частей канала. Она представляет собой совокупность наибольших ( на выходах усилителей) и наименьших ( на входах усилителей) значений измерительных уровней. Эти значения выбираются еще лри разработке системы многоканальной связи. Для правильного их выбора необходимо учитывать ожидаемые в различных точках значения уровней полезных сигналов, возможные изменения этих уровней в процессе эксплуатации, а также характеристики и законы накопления помех. Выбранные при разработке системы передачи значения измерительных уровней определяют допустимые затухания, а стало быть длины усилительных участков и число усилительных пунктов на магистрали определенной длины. На основе этих данных находят техноэкономические показатели конкретной магистрали при ее проектировании и строительстве.  [24]

Страницы:      1    2

Лазерные и цифровые уровни, лазерные измерительные приборы, измерительные приборы описание

. О компании   .Брэнды   .Расходники   .Оборудование   .Контакты

Главная | Оборудование | Лазерные и цифровые уровни Для измерения геометрии кузова автомобиля применяются различные виды измерительных приборов. Наибольшую популярность в современной практике кузовного авторемонта заслужили лазерные измерительные приборы, благодаря применению которых существенно увеличило производительность рихтовочных работ. Лазерные измерительные приборы универсальны и могут использоваться не только в рихтовке кузова, но и в оценке повреждений и ущерба автомобиля. Рассмотрим описание измерительных приборов такого уровня. В лазерных измерительных приборах измерение контрольных точек автомобиля осуществляется с помощью измерительной головки с указателем, которая может легко перемещаться по штативу. Таким образом, можно измерить любые точки на кузове автомобиля и сравнить их величины с оригиналами спецификаций. Более подробное описание измерительных приборов и их действие описано в технической инструкции или паспорте изделия. Артикул Наименование продукции BVCH720 Самовыравнивающийся лазерный уровень VH720, точность 0,2 мм/м Производитель: BASSO (Тайвань)   Артикул Наименование продукции BMSA01 Самовыравнивающийся лазерный уровень EPT-SA01: 0.5mm/m Производитель: BASSO (Тайвань)   Артикул Наименование продукции BMEPT-SA08 Самовыравнивающийся лазерный уровень EPT-SA08: 0. 5mm/m Производитель: BASSO (Тайвань)   Артикул Наименование продукции BMEPT-RL06 Лазерный уровень EPT-RL06, 0,5 мм/м Производитель: BASSO (Тайвань)   Артикул Наименование продукции BMEPT-DL EPT-DL, Цифровой уровень, 0,2 мм/м Производитель: BASSO (Тайвань)   Артикул Наименование продукции BMEPT-500 500mm, 0. 5mm/m, 2 ампулы, толщ. профиля: 1.8mm BMEPT-1000 1000mm, 0.5mm/m, 2 ампулы, толщ. профиля: 1.8mm BMEPT-1500 1500mm, 0.5mm/m, 2ампулы, толщ.профиля: 1.8mm Производитель: BASSO (Тайвань)   Артикул Наименование продукции BMEPT-98h5 ровень EPT-98h5б 500mm, 1.0mm/m, 3 ампулы, Тол.профиля: 1.8mm, BMEPT-98h5 Уровень EPT-98h5, 1000mm, 1.0mm/m, 3 ампулы, Тол.профиля: 1.8mm, Производитель: BASSO (Тайвань)   Артикул Наименование продукции EPT-TM05 Уровень EPT-ТМ05, 38,5mm, 0. 5mm/m, 3 ампулы Производитель: BASSO (Тайвань)

уровней измерения | Номинальный, порядковый, интервальный и относительный

Опубликован в 16 июля 2020 г. по Прита Бхандари. Отредактировано 3 декабря 2021 г.

Уровни измерения, также называемые шкалами измерения, говорят вам, как точно записываются переменные. В научных исследованиях переменная — это все, что может принимать разные значения в вашем наборе данных (например, рост или результаты тестов).

Имеется 4 уровня измерения:

• Номинал: данные могут быть классифицированы только
• Порядковый номер: данные можно классифицировать и ранжировать
• Интервал: данные могут быть классифицированы, ранжированы и равномерно распределены
• Соотношение: данные могут быть классифицированы, ранжированы, равномерно распределены и имеют натуральный нуль.

В зависимости от уровня измерения переменной возможности анализа данных могут быть ограничены. Существует иерархия сложности и точности уровня измерения, от низкого (номинального) до высокого (отношение).

Содержание

1. Номинальные, порядковые, интервальные и относительные данные
2. Почему важны уровни измерения?
3. Какую описательную статистику я могу применить к своим данным?
4. Тест: Номинальное, порядковое, интервальное или отношение?
5. Часто задаваемые вопросы об уровнях измерения

Номинальные, порядковые, интервальные и относительные данные

При переходе от низшего к высшему 4 уровня измерения суммируются. Это означает, что каждый из них берет свойства более низких уровней и добавляет новые свойства.

Номинальный уровень	Примеры номинальных шкал
Вы можете классифицировать свои данные, пометив их во взаимоисключающие группы, но порядок между категориями отсутствует.	Город рождения Пол Этническая принадлежность Марки автомобилей Семейное положение
Порядковый номер	Примеры порядковых шкал
Вы можете категоризировать и ранжировать свои данные в порядке, но ничего не можете сказать об интервалах между ранжированием. Хотя вы можете ранжировать 5 лучших олимпийских медалистов, эта шкала не покажет вам, насколько они близки или далеки друг от друга по количеству побед.	Топ-5 призеров Олимпийских игр Языковые способности (например, начальный, средний, свободный) Вопросы типа Лайкерта (например, от «очень неудовлетворен» до «очень доволен»)
Уровень интервала	Примеры интервальных шкал
Вы можете классифицировать, ранжировать и делать выводы о равных интервалах между соседними точками данных, но истинной нулевой точки не существует. Разница между любыми двумя соседними температурами одинакова: один градус. Но ноль градусов определяется по-разному в зависимости от шкалы — это не означает абсолютного отсутствия температуры. То же самое относится к результатам тестов и личностным характеристикам. Нуль в тесте произволен; это не означает, что у испытуемого абсолютно отсутствует измеряемая черта.	Результаты тестов (например, IQ или экзаменов) Описи личности Температура в градусах Фаренгейта или Цельсия
Уровень соотношения	Примеры шкал соотношений
Вы можете классифицировать, ранжировать и делать выводы о равных интервалах между соседними точками данных, и существует настоящая нулевая точка. Истинный ноль означает отсутствие интересующей переменной. В шкалах отношений ноль означает абсолютное отсутствие переменной. Например, в температурной шкале Кельвина нет отрицательных градусов температуры – ноль означает абсолютное отсутствие тепловой энергии.	Высота Возраст Вес Температура в Кельвинах

Почему важны уровни измерения?

Уровень, на котором вы измеряете переменную, определяет, как вы можете анализировать свои данные.

Различные уровни ограничивают набор описательной статистики, которую вы можете использовать для получения общей сводки ваших данных, и тип статистики вывода, которую вы можете использовать для своих данных, чтобы подтвердить или опровергнуть вашу гипотезу.

Во многих случаях ваши переменные могут быть измерены на разных уровнях, поэтому вам необходимо выбрать уровень измерения, который вы будете использовать, до начала сбора данных.

Пример переменной на 2 уровнях измеренияВы можете измерить переменную дохода на порядковом уровне или уровне отношения.

• Порядковый уровень: Вы создаете диапазоны доходов: от 0 до 19 999 долларов, от 20 000 до 39 999 долларов и от 40 000 до 59 999 долларов. Вы просите участников выбрать скобку, соответствующую их годовому доходу. Скобки кодируются цифрами от 1 до 3.
• Уровень коэффициента: Вы собираете данные о точных годовых доходах ваших участников.

Участник	Доход (порядковый уровень)	Доход (уровень коэффициента)
А	Кронштейн 1	12 550 долларов США
Б	Кронштейн 2	39 700 долларов США
С	Кронштейн 3	40 300 долларов США

На уровне соотношения вы можете видеть, что разница между доходами A и B намного больше, чем разница между доходами B и C.

Однако на порядковом уровне вы знаете только уровень дохода для каждого участника, а не их точный доход. Поскольку вы не можете точно сказать, насколько каждый доход отличается от других в вашем наборе данных, вы можете только упорядочить уровни доходов и сгруппировать участников.

Получение отзывов о языке, структуре и форматировании

Профессиональные редакторы вычитывают и редактируют вашу статью, уделяя особое внимание:

• Академический стиль
• Расплывчатые предложения
• Грамматика
• Согласованность стиля

См. пример

Описательная статистика поможет вам получить представление о «середине» и «разбросе» ваших данных с помощью показателей центральной тенденции и изменчивости.

При измерении центральной тенденции или изменчивости вашего набора данных ваш уровень измерения определяет, какие методы вы можете использовать на основе математических операций, подходящих для каждого уровня.

Методы, которые вы можете применять, являются кумулятивными; на более высоких уровнях можно применять все математические операции и меры, используемые на более низких уровнях.

Тип данных	Математические операции	Меры центральной тенденции	Меры изменчивости
Номинальный	Равенство (=, ≠)	Режим	Нет
Порядковый номер	Равенство (=, ≠) Сравнение (>, <)	Режим Медиана	Диапазон Межквартильный диапазон
Интервал	Равенство (=, ≠) Сравнение (>, <) Сложение, вычитание (+,-)	Режим Медиана Среднее арифметическое	Диапазон Межквартильный диапазон Стандартное отклонение Дисперсия
Соотношение	Равенство (=, ≠) Сравнение (>, <) Сложение, вычитание (+,-) Умножение, деление (×, ÷)	Режим Медиана Среднее арифметическое *Среднее геометрическое	Диапазон Межквартильный диапазон Стандартное отклонение Дисперсия **Относительное стандартное отклонение

*Среднее арифметическое является наиболее часто используемым типом среднего значения. Среднее геометрическое — это метод, используемый для усреднения значений шкал с широко варьирующимися диапазонами для отдельных субъектов. Затем вы можете сравнить средние значения предметного уровня друг с другом. В то время как среднее арифметическое основано на сложении значений, среднее геометрическое умножает значения.** Относительное стандартное отклонение — это просто стандартное отклонение, деленное на среднее значение. Если вы используете его для измерения температуры в градусах Цельсия, Фаренгейта и Кельвина, вы получите 3 совершенно разных ответа. Единственный осмысленный ответ — это тот, который основан на шкале с истинным нулем, шкале Кельвина.

Викторина: Номинальная, порядковая, интервальная или пропорциональная?

Часто задаваемые вопросы об уровнях измерения

Каковы четыре уровня измерения?

org/Answer»>

Уровни измерения сообщают вам, насколько точно записываются переменные. Существует 4 уровня измерения, которые можно ранжировать от низкого к высокому:

• Номинальный: данные можно только классифицировать.
• Порядковый номер: данные можно классифицировать и ранжировать.
• Интервал: данные могут быть классифицированы и ранжированы, а также равномерно распределены.
• Соотношение: данные могут быть классифицированы, ранжированы, равномерно распределены и имеют натуральный нуль.

Как решить, какой уровень измерения использовать?

Некоторые переменные имеют фиксированные уровни. Например, пол и этническая принадлежность всегда являются данными номинального уровня, поскольку их нельзя ранжировать.

Однако для других переменных можно выбрать уровень измерения. Например, доход — это переменная, которая может быть записана по порядковой шкале или шкале отношений:

• На порядковом уровне вы можете создать 5 групп доходов и кодировать доходы, попадающие в них, от 1 до 5.
• На уровне соотношения вы должны записывать точные цифры дохода.

Если у вас есть выбор, уровень отношения всегда предпочтительнее, потому что вы можете анализировать данные разными способами. Чем выше уровень измерения, тем точнее ваши данные.

Полезна ли эта статья?

Вы уже проголосовали. Спасибо 🙂 Ваш голос сохранен 🙂 Обработка вашего голоса. ..

Прита имеет академическое образование в области английского языка, психологии и когнитивной нейробиологии. Как междисциплинарный исследователь, она любит писать статьи, объясняющие сложные исследовательские концепции для студентов и ученых.

Номинальный, порядковый, интервальный и относительный

При выполнении любого вида сбора или анализа данных важно понимать природу данных, с которыми вы имеете дело. В вашем наборе данных у вас будут разные переменные, и эти переменные могут быть записаны с разной степенью точности. Это то, что известно как уровень измерения.

Существует четыре основных уровня измерения: номинальный , порядковый , интервальный и коэффициент . В этом руководстве мы объясним, что именно подразумевается под уровнями измерения в области данных и статистики, и почему это важно. Затем мы подробно рассмотрим четыре уровня измерения, предоставив несколько примеров для каждого из них.

Хотите пропустить? Просто воспользуйтесь интерактивным меню.

1. Каковы уровни измерения в данных и статистике?
2. Почему важны уровни измерения?
3. Каковы четыре уровня измерения?
4. Номинальный уровень
5. Порядковый уровень
6. Интервальный уровень
7. Уровень отношения
8. Ключевые выводы

Приступим!

Доктор Хумера Нур Минхас дает общий обзор области данных, который помогает понять уровни измерения!

При сборе данных вы собираете различные типы информации, в зависимости от того, что вы хотите исследовать или выяснить. Например, если вы хотите проанализировать покупательские привычки людей, живущих в Токио, вы можете разослать опрос 500 людям с вопросами об их доходах, их точном местонахождении, возрасте и том, сколько они тратят на различные продукты и услуги. Это ваши переменные: данные, которые можно измерить и записать, и значения которых будут отличаться от одного человека к другому.

Когда мы говорим об уровнях измерения, мы говорим о том, как измеряется каждая переменная, и о математической природе значений, присвоенных каждой переменной. Это, в свою очередь, определяет, какой тип анализа может быть выполнен.

Предположим, вы хотите собрать данные о доходах людей. Существуют различные уровни измерения, которые вы можете использовать для этой переменной. Вы можете попросить людей указать точную цифру или попросить их выбрать ответ из множества диапазонов, например: (а) 10–19.к, (б) 20-29к, (в) 30-39к и так далее. Вы можете попросить их просто классифицировать свой доход как «высокий», «средний» или «низкий».

Видите, как различаются по точности эти уровни? Если вы спросите у участников точную цифру, вы сможете рассчитать, насколько сильно различаются доходы по всему вашему набору данных (например). Однако, если у вас есть только классификации «высокий», «средний» и «низкий», вы не сможете точно увидеть, сколько зарабатывает один участник по сравнению с другим. Вы также не имеете представления о том, какая зарплата считается «высокой», а какая «низкой» — эти классификации не имеют числового значения. Таким образом, последний представляет собой менее точный уровень измерения.

Итак, в двух словах: Уровень измерения относится к тому, насколько точно была измерена переменная .

2. Почему важны уровни измерения?

Уровень измерения важен, поскольку он определяет тип статистического анализа, который вы можете выполнить. В результате это влияет как на характер, так и на глубину понимания, которое вы можете извлечь из своих данных. Некоторые статистические тесты могут быть выполнены только при использовании более точных уровней измерения, поэтому важно заранее спланировать, как вы будете собирать и измерять свои данные.

3. Какие существуют четыре уровня измерения? Объяснение номинальных, порядковых, интервальных и относительных шкал

Существует четыре уровня измерения (или шкал), о которых следует знать: номинальный , порядковый , интервальный и относительный . Каждая шкала основывается на предыдущей, а это означает, что каждая шкала не только «отмечает те же поля», что и предыдущая шкала, но также добавляет еще один уровень точности.

Итак:

• Номинальная шкала просто классифицирует переменные в соответствии с качественными метками (или именами). Эти метки и группы не имеют никакого порядка или иерархии, и они не передают никакого числового значения. Например, переменная «цвет волос» может быть измерена по номинальной шкале в соответствии со следующими категориями: светлые волосы, каштановые волосы, седые волосы и так далее. Узнайте больше в этом полном руководстве по номинальным данным.
• Порядковая шкала также классифицирует переменные по маркированным группам, и эти категории имеют порядок или иерархию для них. Например, вы можете измерить переменную «доход» по порядковой шкале следующим образом: низкий доход, средний доход, высокий доход. Другим примером может быть уровень образования, классифицируемый следующим образом: средняя школа, степень магистра, докторская степень. Это все еще качественные метки (как и в случае с номинальной шкалой), но вы можете видеть, что они следуют иерархическому порядку. Узнайте больше в этом руководстве по порядковым данным.
• Интервальная шкала — это числовая шкала, которая маркирует и упорядочивает переменные с известным, равноотстоящим интервалом между каждым из значений. Часто цитируемым примером интервальных данных является температура в градусах по Фаренгейту, где разница между 10 и 20 градусами по Фаренгейту точно такая же, как разница, скажем, между 50 и 60 градусами по Фаренгейту. Узнайте больше об интервальных данных в этом руководстве.
• Шкала отношений точно такая же, как шкала интервалов, с одним ключевым отличием: Шкала отношений имеет то, что известно как «истинный ноль». Хорошим примером данных соотношения является вес в килограммах. Если что-то весит ноль килограммов, оно действительно ничего не весит — по сравнению с температурой (интервальные данные), где значение ноль градусов не означает, что «температуры нет», это просто означает, что здесь очень холодно! Полное руководство по соотношению данных вы найдете здесь.

Еще один способ представить уровни измерения — это отношения между значениями, присвоенными данной переменной . При номинальной шкале нет связи между значениями; нет никакой связи между категориями «светлые волосы» и «черные волосы», например, при взгляде на цвет волос. Шкала отношений, с другой стороны, очень красноречиво говорит о взаимосвязи между значениями переменных.

Например, если вашей переменной является «количество клиентов» (которая представляет собой данные об отношении), вы знаете, что значение четырех клиентов в два раза превышает значение двух клиентов. Таким образом, вы можете получить гораздо более точное и точное понимание взаимосвязи между значениями в математических терминах.

В этом смысле существует неявная иерархия четырех уровней измерения. Анализ номинальных и порядковых данных, как правило, менее чувствителен, в то время как шкалы интервалов и отношений поддаются более сложному статистическому анализу. Имея это в виду, как правило, предпочтительнее работать с интервальными и относительными данными.

Теперь мы ввели четыре уровня измерения, давайте рассмотрим каждый уровень более подробно.

4. Номинальный уровень

Что такое номинальный уровень?

Номинальный уровень — это первый уровень измерения, самый простой. Он качественно классифицирует и маркирует переменные. Другими словами, он делит их на именованные группы без какого-либо количественного значения. Важно отметить, что даже если числа используются для обозначения различных категорий, эти числа не имеют никакого числового значения.

Например: если вы собирали данные о цвете волос, при вводе данных в электронную таблицу вы можете использовать цифру 1 для представления светлых волос, цифру 2 для обозначения седых волос и т. д. Эти цифры — просто ярлыки; они не передают никакого математического смысла.

При использовании номинальной шкалы помните, что группы, которые вы используете для классификации переменных, не имеют порядка. Одна категория не выше, не лучше и не выше другой.

Примеры номинальных данных

Некоторые примеры номинальных данных включают:

• Цвет глаз (например, голубой, карий, зеленый)
• Национальность (например, немец, камерунец, ливанец)
• Тип личности (например, интроверт, экстраверт, амбициозный) )
• Статус занятости (например, безработный, неполный рабочий день, пенсионер)
• Политическая партия, за которую голосовали на последних выборах (например, партия X, партия Y, партия Z)
• Тип принадлежащего смартфона (например, iPhone, Samsung, Google Pixel)

Как видите, номинальные данные описывают определенные атрибуты или характеристики.

Как анализировать номинальные данные

1. Описательная статистика для номинальных данных

Описательная статистика описывает или обобщает характеристики вашего набора данных. Две полезные описательные статистики для номинальных данных:

• Частотное распределение
• Мода

Таблица частотного распределения (например, сводная таблица) суммирует, сколько ответов было получено для каждой категории — например, сколько людей выбрали «каштановые волосы», как многие выбрали «блондинку» и так далее. Вы также можете использовать проценты, а не количество, и в этом случае ваша таблица покажет вам, какой процент от общей выборки имеет волосы какого цвета.

Вот как может выглядеть сводная таблица для нашего примера с цветом волос, с количеством и процентами:

Режим — это мера центральной тенденции, и это значение наиболее часто встречается в вашем наборе данных. Итак, если 38 из 129 респондентов имеют седые волосы, а это максимальное количество, то это ваш режим.

2. Статистические тесты для анализа номинальных данных

Вы можете анализировать номинальные данные, используя определенные непараметрические статистические тесты, а именно:

• Тест согласия хи-квадрат , если вы смотрите только на одну переменную. Это позволяет вам оценить, являются ли собранные вами выборочные данные репрезентативными для всего населения. Он делает это, оценивая степень, в которой ваши наблюдения отклоняются от того, что вы ожидали или предположили.
• Критерий независимости хи-квадрат используется для изучения связи между двумя номинальными переменными. Это делается путем сравнения частоты каждой категории одной номинальной переменной с категориями второй номинальной переменной, что позволяет вам увидеть, есть ли какая-то корреляция.

5. Порядковый уровень

Что такое порядковый уровень?

Порядковый уровень измерения группирует переменные по категориям, как и номинальная шкала, но также передает порядок переменных. Например, оцените, насколько сильно вы испытываете боль, по шкале от 1 до 5 или классифицируйте свой доход как высокий, средний или низкий.

Как видно из этих примеров, существует естественная иерархия категорий, но мы не знаем, какова количественная разница или расстояние между каждой из категорий. Мы не знаем, сколько зарабатывает респондент А в категории «высокий доход» по сравнению с респондентом Б в категории «средний доход»; также невозможно сказать, насколько болезненнее оценка 3 по сравнению с оценкой 1.

Таким образом, хотя порядковый уровень измерения более точен, чем номинальная шкала, это все же качественная мера и, следовательно, не такая точная. или информативными, как шкалы интервалов и отношений.

Примеры порядковых данных

Некоторые примеры порядковых данных включают:

• Академические оценки (A, B, C и т. д.)
• Счастье по шкале от 1 до 10 (это то, что известно как шкала Лайкерта). )
• Удовлетворенность (чрезвычайно удовлетворена, вполне удовлетворена, слегка не удовлетворена, крайне не удовлетворена)
• Доход (высокий, средний или низкий). Обратите внимание, что по умолчанию доход не является порядковой переменной; это зависит от того, как вы решите его измерить.
• Уровень законченного образования (средняя школа, бакалавриат, магистратура)
• Стаж работы (младший, средний, старший)

Как видно из наших примеров, порядковая шкала естественным образом ранжирует переменные в значимом порядке или иерархии.

Как анализировать порядковые данные

1. Описательная статистика для порядковых данных

Для обобщения порядковых данных можно использовать следующие описательные статистики:

• Частотное распределение
• Диапазон

Частотное распределение описывает, обычно в табличном формате, как распределяются ваши порядковые данные со значениями, выраженными либо в виде числа, либо в процентах. Давайте представим, что вы провели опрос, спрашивая людей, насколько болезненным для них было нанесение татуировки (по шкале от 1 до 5). Вот как может выглядеть ваша таблица распределения частот:

Мода и медиана — это меры центральной тенденции (другой возможной мерой центральной тенденции является среднее значение, но это не относится к порядковым данным). Мода — это просто значение, которое чаще всего появляется в вашем наборе данных. В наших сводных таблицах мы видим, что рейтинг боли «5» получил наибольшее количество баллов, так что это режим.

Медиана — это среднее значение в вашем наборе данных, и оно полезно, поскольку дает представление о среднем ответе или предоставленном значении. Если вы упорядочите ответы всех респондентов (т. е. их рейтинг боли) в порядке возрастания, вы сможете вычислить медианное (среднее) значение. В следующем примере мы выделили медиану красным цветом:

В наборе данных с нечетным числом ответов (как в нашем случае, когда мы представили небольшую гипотетическую выборку из тридцати), медиана — это среднее число. В наборе данных с четным числом ответов медиана представляет собой среднее значение двух средних чисел. Однако имейте в виду, что с порядковыми данными не всегда возможно или целесообразно вычислять медиану. Например, если вашими средними значениями были «согласен» и «полностью согласен», вычислить среднее значение было бы невозможно; поэтому в этом случае у вас не будет медианного значения.

Последнее описание, которое вы можете использовать для порядковых данных, это изменчивость . Изменчивость определяет самые высокие и самые низкие значения в вашем наборе данных и сообщает вам диапазон, т.е. Насколько самые высокие и самые низкие значения отличаются друг от друга. При рассмотрении изменчивости важно убедиться, что ваши переменные имеют числовое кодирование (т. е. представлены числовыми метками). В нашем примере с оценкой боли при татуировке это уже так: респонденты оценивают свою боль по шкале от 1 до 5. Однако, если бы вы попросили участников выбрать из ряда категорий, таких как «безболезненный», «слегка болезненный», «болезненный», «очень болезненный» и «мучительный», вам нужно было бы преобразовать эти оценки в числа ( например, 1 = безболезненно, 2 = слегка болезненно и т. д.).

После числового кодирования данных вы просто ищете самые высокие и самые низкие значения, которые появляются в вашем наборе данных. Если самая высокая оценка боли была «очень болезненная», ваше максимальное значение будет равно 4. Но если хотя бы один респондент ответил «мучительно», ваше максимальное значение будет равно 5.

После того, как вы определили самую высокую и самую низкую значений, просто вычтите наименьшее из самого высокого, чтобы получить диапазон. Так, например: 5 − 1 = 4, что означает, что 4 — это ваш диапазон. Это полезно, поскольку сразу показывает, что по крайней мере один респондент дал оценку боли на любом конце шкалы.

2. Статистические тесты для анализа порядковых данных

То, как вы анализируете порядковые данные, зависит как от ваших целей (что вы надеетесь исследовать или достичь?), так и от количества и типа выборок данных, с которыми вы работаете. Как и номинальные данные, порядковые данные анализируются с использованием непараметрических тестов. Вот некоторые возможные варианты:

• Медианный тест настроения , который позволяет сравнивать медианы двух или более выборок данных.
• U-тест Манна-Уитни для сравнения суммы рейтингов баллов по двум независимым выборкам данных. Например: как показатели счастья людей, живущих в Берлине, соотносятся с показателями счастья людей, живущих в Нью-Йорке?
• Тест Уилкоксона на совпадение пар со знаком . Это рассматривает распределение оценок в двух зависимых выборках данных, сравнивая, насколько они различаются (направление различия) и в какой степени (величина различия). Например: как отличаются показатели счастья среди жителей Нью-Йорка для тех, кто живет в центре города, по сравнению с теми, кто живет в пригороде?
• Тест Крускала-Уоллиса H , который сравнивает среднее (среднее) ранжирование оценок по трем или более выборкам данных. Например: как различаются показатели счастья между работающими полный рабочий день, частично занятыми и безработными людьми в возрасте 30 лет?
• Ро Спирмена (эффективная ранговая корреляция) . Это исследует, есть ли связь (или корреляция) между двумя порядковыми переменными. Например: существует ли связь между оценкой счастья (1–5) и уровнем дохода (высоким, средним и низким)?

6.

Уровень интервала

Что такое уровень интервала?

Интервальный уровень — это числовой уровень измерения, который, как и порядковая шкала, упорядочивает переменные. Однако, в отличие от порядковой шкалы, интервальная шкала имеет известное и равное расстояние между каждым значением на шкале (представьте себе точки на термометре).

В отличие от шкалы отношений (четвертый уровень измерения), интервальные данные не имеют истинного нуля; другими словами, значение нуля на шкале интервалов не означает, что переменная отсутствует. Это лучше всего объяснить на примере температуры. Температура в ноль градусов по Фаренгейту не означает, что «температура не измеряется», скорее, это означает очень низкую или холодную температуру.

Примеры интервальных данных

Некоторые примеры интервальных данных включают:

• Температура в градусах Фаренгейта или Цельсия (но не в Кельвинах) 59k и т. д.)

Как анализировать интервальные данные

1.

Описательная статистика для интервальных данных

Одним из первых шагов в процессе анализа данных является суммирование ваших данных. Для интервальных данных можно получить следующую описательную статистику:

• Распределение частот
• Режим , Медиана и среднее значение
• Диапазон , Стандартное отклонение и Вариант

As We Seally с номинальными и Ording Datio Распределение частот представляет сводку данных в виде таблицы, позволяющей увидеть, как часто встречается каждое значение (либо в виде количества, либо в процентах).

Режим , медиана и среднее значение являются мерами центральной тенденции. Мода — это наиболее часто встречающееся значение; медиана — это среднее значение (обратитесь к разделу об порядковых данных для получения дополнительной информации), а среднее — это среднее значение всех значений. Итак, чтобы вычислить среднее значение, сложите все значения вместе, а затем разделите на общее количество значений.

Диапазон , стандартное отклонение и дисперсия — все это меры изменчивости в вашем наборе данных. Вы можете рассчитать диапазон, вычитая наименьшее значение в вашем наборе данных из наибольшего. Стандартное отклонение вычисляет в среднем, насколько каждая отдельная оценка отклоняется от среднего значения, что позволяет вам оценить, как распределяются ваши данные.

Дисперсия показывает, насколько далеко и широко разбросаны числа в заданном наборе данных от их среднего значения. Эти концепции могут сбивать с толку, поэтому стоит глубже изучить разницу между дисперсией и стандартным отклонением. А пока давайте посмотрим, как можно анализировать интервальные данные.

2. Статистические тесты для анализа интервальных данных

Пока ваши интервальные данные имеют нормальное распределение, вы можете запускать как параметрические, так и непараметрические тесты. Однако параметрические тесты более мощные, поэтому мы сосредоточимся на них. Вот некоторые из наиболее распространенных параметрических тестов, которые вы можете использовать:

• Т-тест для сравнения средних значений двух выборок данных. Например: какова разница в среднем показателе IQ сорокапятидесятилетних, живущих в Лондоне и Лидсе?
• ANOVA тест для сравнения средних значений по трем или более выборкам данных. Например: какова разница в среднем показателе IQ сорокапятидесятилетних, живущих в Лондоне, Лидсе и Бирмингеме?
• Pearson’s r , чтобы увидеть, существует ли корреляция между двумя переменными. Например: существует ли связь между диапазоном доходов человека и его показателем IQ?
• Простая линейная регрессия для моделирования или прогнозирования связи между двумя переменными или влияния одной переменной на другую. Например: можно ли использовать показатель IQ человека для прогнозирования диапазона его заработной платы?

7.

Уровень коэффициента

Что такое уровень коэффициента?

Четвертый и последний уровень измерения – это уровень отношения. Как и шкала интервалов, шкала отношений представляет собой количественный уровень измерения с равными интервалами между каждой точкой. Что отличает шкалу отношений, так это то, что она имеет истинный ноль. То есть значение нуля на шкале отношений означает, что измеряемая вами переменная отсутствует. Население является хорошим примером данных отношения. Если у вас нулевой подсчет населения, это означает, что людей нет!

Итак, каковы последствия «истинного нуля»? Как следует из названия, наличие истинного нуля позволяет вам рассчитать соотношение ваших значений. Например, если у вас есть население в пятьдесят человек, вы можете сказать, что это половина размера страны с населением в сто человек.

Примеры данных отношений

Переменные отношений могут быть дискретными (т. е. выражаться в конечных счетных единицах) или непрерывными (потенциально принимающими бесконечные значения). Вот несколько примеров данных соотношения:

• Вес в граммах (непрерывно)
• Количество сотрудников в компании (дискретно)
• Скорость в милях в час (непрерывно)
• Длина в сантиметрах (непрерывно)
• Возраст в годах (непрерывно)
• Доход в долларов (непрерывно)
• Продажи за один месяц (дискретно)

Как анализировать данные об отношениях

Самое замечательное в данных, измеренных на шкале отношений, заключается в том, что для их анализа можно использовать почти все статистические тесты. Так как же анализировать данные о соотношении? Давайте взглянем.

1. Описательная статистика для данных отношений

Для суммирования данных отношений можно использовать ту же описательную статистику, что и для интервальных данных (с добавлением коэффициента вариации ). Мы кратко повторим здесь, но для полного объяснения вернитесь к пятому разделу.

• Распределение частот: Это показывает, как часто каждое значение встречается в вашем наборе данных, и часто представляется в виде таблицы. Частота может быть выражена либо в количестве, либо в процентах.
• Мода , медиана или среднее значение: Мода — это значение, которое чаще всего встречается в вашем наборе данных, а медиана — это среднее значение. Среднее значение — это среднее значение всех значений в вашем наборе данных. Мода, медиана и среднее — все это меры центральной тенденции, помогающие оценить распределение данных.
• Диапазон , стандартное отклонение , дисперсия, и коэффициент вариации показывают изменчивость в вашем наборе данных. Коэффициент вариации уникален для данных отношений, потому что это дробь, рассчитанная путем деления стандартного отклонения на среднее значение.

2. Статистические тесты для анализа данных соотношения

Как и в случае с интервальными данными, для анализа данных можно использовать как параметрические, так и непараметрические тесты. Тем не менее, как мы знаем, параметрические тесты более эффективны и, следовательно, позволяют вам делать более значимые выводы из вашего анализа. Вот некоторые распространенные параметрические тесты, которые можно использовать для анализа данных соотношения:

• T-тест для сравнения средних значений двух выборок данных. Например: какова разница в среднем доходе 40-50-летних, проживающих в Лондоне и Лидсе?
• ANOVA тест для сравнения средних значений по трем или более выборкам данных. Например: какова разница в среднем доходе 40-50-летних, проживающих в Лондоне, Лидсе и Бирмингеме?
• Pearson’s  r   , чтобы увидеть, существует ли корреляция между двумя переменными. Например: существует ли связь между возрастом человека в годах и его доходом?
• Простая линейная регрессия для моделирования или прогнозирования связи между двумя переменными или влияния одной переменной на другую. Например: можно ли использовать возраст человека в годах для прогнозирования его дохода?

8. Основные выводы

Итак, вот оно: четыре уровня измерения данных и способы их анализа. В этом посте мы узнали разницу между различными уровнями измерения и представили некоторые из различных описательных статистических данных и анализов, которые можно применять к каждому из них. Если вы хотите продолжить карьеру в области анализа данных, эти фундаментальные знания сослужат вам хорошую службу.

Если вам понравилось узнавать о различных уровнях измерения, почему бы не получить практическое введение в аналитику данных с помощью этого бесплатного пятидневного краткого курса? В то же время продолжайте расширять свои знания с помощью этих руководств:

• В чем разница между описательной и логической статистикой?
• Введение в многомерный анализ
• Что такое визуализация данных и почему это важно?

Уровни измерения

Уровни измерения

В 1946 году психолог Гарвардского университета Стэнли Смит Стивенс разработал теорию четырех уровней измерения, когда он опубликовал в журнале Science статью под названием «О теории весов». измерения». В этой знаменитой статье Стивенс утверждал, что все измерения проводятся с использованием четырех уровней измерений. Четыре уровня измерения в порядке сложности:

N Ominal

O RDINAL

I Nterval

R ATIO

Вот простой трюк для запоминания четырех уровней измерения: подумайте « NOIR ». Noir — это французское слово, обозначающее черный цвет. «N» для номинального. «О» для порядкового номера. «I» для интервала. И «R» для отношения.

Категориальные и количественные меры:

Номинальный и порядковый уровни считаются категориальными мерами, а уровни интервалов и отношений рассматриваются как количественные меры.

Знание уровня измерения ваших данных критически важно, поскольку методы, используемые для отображения, обобщения и анализа данных, зависят от их уровня измерения.

Обратимся к каждому из четырех уровней измерения.

А. Номинальный уровень

Номинальный уровень измерения является простейшим уровнем. «Номинальный» означает «, существующий только по названию ». При номинальном уровне измерения все, что мы можем сделать, это имя или ярлык вещей. Даже когда мы используем числа, эти числа — всего лишь имена. Мы не можем выполнять какие-либо арифметические действия с данными номинального уровня. Все, что мы можем сделать, это подсчитать частоту, с которой происходят события.

При номинальном уровне измерения значимый порядок не подразумевается. Это означает, что мы можем переупорядочить наш список переменных, не влияя на то, как мы рассматриваем взаимосвязь между этими переменными.

Вот несколько примеров данных номинального уровня:

1. Номер на спортивной форме
2. Ваш номер социального страхования
3. Номер вашей карты Visa
4. Ваша политическая партийная принадлежность
5. Город, в котором вы родились
6. Ваша религия
7. Ваш номер социального страхования
8. Цвет твоих глаз
9. Цвет твоих волос
10. Цвет конфет в пакете M&Ms

При номинальном уровне измерения мы ограничены в типах анализов, которые мы можем выполнять. Мы можем подсчитать частоты интересующих элементов, но мы не можем отсортировать данные таким образом, чтобы изменить взаимосвязь между исследуемыми переменными. Мы можем рассчитать моду часто встречающегося значения или значений. И мы также можем выполнять различные непараметрические проверки гипотез. Непараметрические тесты не делают никаких предположений относительно генеральной совокупности, из которой взяты данные. Но мы не можем рассчитать общие статистические показатели, такие как среднее значение, медиана, дисперсия или стандартное отклонение.

B. Порядковый уровень

Порядковый уровень измерения представляет собой более сложную шкалу, чем номинальный уровень. Эта шкала позволяет нам упорядочивать интересующие нас элементы по порядковым номерам. Порядковые номера обозначают положение или ранг элемента в последовательности: первый, второй, третий и т. д. Но нам не хватает измерения расстояния или интервалов между рангами. Например, предположим, что мы наблюдали скачки. Порядок отделки: Rosebud #1, Sea Biscuit #2 и Kappa Gamma #3. Нам не хватает информации о разнице во времени или расстоянии, которое разделяло лошадей, когда они пересекали финишную черту.

Вот несколько примеров данных порядкового уровня:

1. Порядок финиша в гонке или соревновании
2. Буквенные оценки: A, B, C, D или F
3. Рейтинг перца чили по шкале «острый, острее, самый острый»
4. Год обучения учащегося в средней школе или колледже: первокурсник, второкурсник, младший и старший
5. Стадия рака: Стадия I, II, III или IV
6. Уровень согласия: Категорически не согласен, Не согласен, Нейтрально, Согласен, Полностью согласен

С помощью порядкового уровня измерения мы можем подсчитать частоты интересующих элементов и отсортировать их в значимом порядке ранжирования. И, как мы сказали, мы не можем, однако, измерить расстояние между рангами. С точки зрения статистического анализа, мы можем подсчитать частоту возникновения события, рассчитать медиану, процентиль, дециль и квартили. Мы также можем выполнять различные непараметрические проверки гипотез. Но мы не можем рассчитать общие статистические показатели, такие как среднее значение, медиана, дисперсия или стандартное отклонение. И мы не можем выполнять параметрические проверки гипотез, используя значения z, значения t и значения F.

C. Интервальный уровень

С интервальным уровнем измерения у нас есть количественные данные. Как и порядковый уровень, интервальный уровень имеет неотъемлемый порядок. Но, в отличие от порядкового уровня, у нас есть расстояние между интервалами на шкале. Однако на интервальном уровне отсутствует реальный непроизвольный нуль.

Повторюсь, вот три характеристики интервального уровня:

1. Значения имеют осмысленный порядок
2. Расстояния между рядами измеримы
3. Не существует «истинного» или натурального нуля

Классическим примером интервальной шкалы является температура, измеряемая по шкале Фаренгейта или Цельсия. Предположим, что сегодня высокая температура составляет 60 градусов по Фаренгейту, а тридцать дней назад высокая температура была всего 30 градусов по Фаренгейту. Можно сказать, что разница между высокими температурами в эти два дня составляет 30 градусов. Но поскольку в нашей шкале измерения отсутствует реальный, не произвольный нуль, мы не можем сказать, что сегодняшняя температура в два раза выше, чем температура тридцать дней назад.

В дополнение к температуре по шкале Фаренгейта или Цельсия примеры измерения интервальной шкалы включают: 800

Коэффициент интеллекта равен

Даты в календаре

Высота волн в океане

Долготы на глобусе или карте

Размер обуви

С интервальным уровнем измерения мы можем выполнять большинство арифметических операций. Мы можем рассчитать общие статистические показатели, такие как среднее значение, медиана, дисперсия или стандартное отклонение. Но, поскольку у нас нет непроизвольного нуля, мы не можем вычислять пропорции, отношения, проценты и дроби. Мы также можем выполнять всевозможные проверки гипотез, а также базовые корреляционные и регрессионные анализы.

D. Уровень отношения

Последний и самый сложный уровень измерения – это уровень отношения. Как и в случае с порядковым и интервальным уровнями, данные имеют неотъемлемый порядок. И, подобно уровню интервала, мы можем измерить интервалы между рангами с помощью измеримой шкалы значений. Но, в отличие от интервального уровня, у нас теперь есть значимый нуль. Добавление непроизвольного нуля позволяет использовать для вычисления числовой зависимости между значениями с помощью соотношений: дроби, пропорции и проценты.

Примером отношения уровня измерения является вес. Человек, который весит 150 фунтов, весит в два раза больше, чем человек, который весит всего 75 фунтов, и вдвое меньше, чем человек, который весит 300 фунтов. Мы можем рассчитать такие отношения, потому что шкала веса в фунтах начинается с нуля фунтов.

В дополнение к весу, примеры мер шкалы соотношения включают:

1. Рост
2. Доход
3. Пройденное расстояние
4. Прошедшее или оставшееся время
5. Деньги на вашем банковском счете, в кошельке или кармане

С помощью уровня измерения отношения мы можем выполнять все арифметические операции, включая пропорции, отношения, проценты и дроби. С точки зрения статистического анализа мы можем рассчитать среднее значение, среднее геометрическое, среднее гармоническое, медиану, моду, дисперсию и стандартное отклонение. Мы также можем выполнять всевозможные проверки гипотез, а также корреляционный и регрессионный анализы.

тк | вернуться наверх | предыдущая страница | следующая страница

 

 

 

 

 

Уровни измерения

Уровни измерения

Автор(ы)

Дэн Ошерсон и Дэвид М. Лейн

Предпосылки

Переменные

Цели обучения

1. Определение и различие между номинальным, порядковым, интервальным и отношением весы
2. Определите тип весов
3. Обсудите тип шкалы, используемой в психологических измерениях
4. Приведите примеры ошибок, которые можно совершить, не понимая правильное использование измерительных весов

Типы весов

Прежде чем мы сможем провести статистический анализ, нам нужно измерить нашу зависимость переменная. То, как именно выполняется измерение, зависит от типа переменной, участвующей в анализе. Различные виды измеряются по-разному. Чтобы измерить время, необходимое для ответа стимула, вы можете использовать секундомер. Секундомеры бесполезно, конечно, когда дело доходит до измерения чьего-то отношения по отношению к политическому кандидату. Рейтинговая шкала более уместна в данном случае (с ярлыками вроде «очень благоприятно», «несколько благоприятный» и т. д.). Для зависимой переменной, такой как «любимый цвет», вы можете просто отметить слово цвета (например, «красный») что предлагает предмет.

Хотя процедуры измерения различаются во многих способами их можно классифицировать, используя несколько основных категорий. В данной категории все процедуры имеют общие свойства. о которых вам важно знать. Категории называемые «типами шкал» или просто «масштабами», и описаны в этом разделе.

Номинальные весы

При измерении с использованием номинальной шкалы достаточно просто называет или классифицирует ответы. Пол, рука, любимый цвет, и религия являются примерами переменных, измеряемых по номинальной шкале. Существенным моментом относительно номинальных шкал является то, что они не подразумевают любой порядок среди ответов. Например, при классификации людей по любимому цвету, нет смысла в какой зеленый цвет расположен «перед» синим. Ответы просто категоризировано. Номинальные шкалы воплощают самый низкий уровень измерение.

Порядковые шкалы

Исследователь, желающий измерить удовлетворенность своими микроволновыми печами может попросить их указать их чувства либо «очень недовольны», «несколько недоволен», «в некоторой степени удовлетворен» или «очень удовлетворены. » Пункты в этой шкале упорядочены, начиная от наименее до наиболее удовлетворены. Это то, что отличает порядковый номер от номинальных шкал. В отличие от номинальных шкал, порядковые шкалы позволяют сравнить степень, в которой два субъекты обладают зависимой переменной. Например, наш упорядочение удовлетворения делает осмысленным утверждение, что одно человек больше других доволен своей микроволновкой печи. Такое утверждение отражает использование первым лицом словесная метка, которая идет позже в списке, чем метка выбрал второй человек.

С другой стороны, порядковые шкалы не отражают важная информация, которая будет присутствовать в других шкалах мы рассматриваем. В частности, разница между двумя уровнями порядковая шкала не может считаться такой же, как разница между двумя другими уровнями. По нашей шкале удовлетворенности например, разница между ответами «очень недоволен» а «несколько недоволен» наверное нет эквивалентно разнице между «несколько недоволен» и «несколько удовлетворены.» Ничто в нашей процедуре измерения не позволяет нам определить, отражают ли два различия одно и то же разница в психологическом удовлетворении. Статистики выражают этот момент, говоря, что различия между соседними значения масштаба не обязательно представляют равные интервалы на основная шкала, дающая начало измерениям. (В нашем В этом случае основной шкалой является истинное чувство удовлетворения, которую мы пытаемся измерить.)

Что, если бы исследователь измерил удовлетворенность просят потребителей указать уровень их удовлетворенности выбирая число от одного до четырех? Будет ли разница между ответы один и два обязательно отражают одно и то же различие удовлетворенности как разница между ответами два и три? Ответ — Нет. Изменение формата ответа на числа не меняет смысла шкалы. Мы все еще не в положении утверждать, что мысленный шаг от 1 до 2 (например) является то же, что и мысленный шаг с 3 по 4.

Интервальные весы

Интервальные шкалы — это числовые шкалы, в которых интервалы имеют одинаковую интерпретацию повсюду. В качестве примера, рассмотрим температурную шкалу Фаренгейта. Разница между 30 градусов и 40 градусов представляют собой одинаковую разницу температур. как разница между 80 градусами и 90 градусами. Это потому что каждый 10-градусный интервал имеет один и тот же физический смысл (в терминах кинетической энергии молекул).

Однако

Интервальные шкалы не идеальны. Особенно, они не имеют истинной нулевой точки, даже если одно из масштабированных значений случается носить имя «ноль». Шкала Фаренгейта иллюстрирует проблему. Ноль градусов по Фаренгейту не представляет полное отсутствие температуры (отсутствие какого-либо молекулярного кинетическая энергия). На самом деле применяется ярлык «ноль». к его температуре по совершенно случайным причинам, связанным с История измерения температуры. Поскольку интервальная шкала имеет нет истинной нулевой точки, нет смысла вычислять отношения температуры. Например, нет никакого смысла в том, чтобы отношение от 40 до 20 градусов по Фаренгейту такое же, как отношение 100 до 50 градусов; никаких интересных физических свойств не сохраняется два соотношения. Ведь если бы «нулевая» метка была применяется при температуре, которую Фаренгейт обозначает как 10 градусов, вместо этого два отношения будут 30 к 10 и 9от 0 до 40, уже не то! По этой причине не имеет смысла сказать, что 80 градусов «в два раза горячее», чем 40 градусов. Такое требование зависело бы от произвольного решения о том, где чтобы «запустить» температурную шкалу, а именно какая температура называть нулем (тогда как утверждение предназначено для того, чтобы сделать более фундаментальный утверждение о лежащей в основе физической реальности).

Шкалы соотношения

Шкала отношений измерений является наиболее информативной шкала. Это интервальная шкала с дополнительным свойством: его нулевое положение указывает на отсутствие измеряемой величины. измерено. Вы можете думать о шкале отношений как о трех предыдущих весы свернуты в одну. Как и номинальная шкала, она дает имя или категории для каждого объекта (номера служат метками). Нравиться порядковая шкала, объекты упорядочены (с точки зрения упорядоченности из чисел). Подобно шкале интервалов, та же самая разница в два места на шкале имеют одинаковое значение. И вдобавок, одно и то же соотношение в двух точках шкалы также несет в себе то же самое значение.

Шкала Фаренгейта для температуры имеет произвольную нулевую точку и поэтому не является шкалой отношений. Однако ноль по шкале Кельвина — это абсолютный ноль. Это делает шкалу Кельвина шкалой отношений. Например, если одна температура в два раза выше другой по шкале Кельвина, то ее кинетическая энергия вдвое больше, чем у другой температуры.

Другим примером шкалы отношений является количество денег. у вас в кармане прямо сейчас (25 центов, 55 центов и т. д.). Деньги измеряется по шкале отношений, потому что, помимо наличия свойства интервальной шкалы, она имеет истинную нулевую точку: если у вас ноль денег, это подразумевает отсутствие денег. С деньги имеют истинную нулевую точку, имеет смысл сказать, что кто-то с 50 центами имеет в два раза больше денег, чем тот, у кого 25 центов (или что у Билла Гейтса в миллион раз больше денег, чем у вас).

Какой уровень измерения используется для психологического переменные?

Рейтинговые шкалы часто используются в психологических исследовательская работа. Например, испытуемых могут попросить оценить их уровень боли, насколько они любят потребительский продукт, их отношение к смертной казни, их уверенность в ответе на контрольный вопрос. Обычно такие оценки выставляются по 5-балльной шкале. или по 7-балльной шкале. Эти шкалы являются порядковыми шкалами, поскольку не является гарантией того, что данное различие представляет одно и то же во всем диапазоне шкалы. Например, нет возможности быть уверенным, что лечение, уменьшающее боль от номинального уровня боли от 3 до номинального уровня боли 2 представляет тот же уровень облегчения как лечение, которое уменьшает боль с номинального уровня боли 7 до номинального уровня боли 6,

В экспериментах с памятью зависимая переменная Часто это количество правильно воспроизведенных предметов. Какой масштаб измерение это? Можно обоснованно утверждать, что это соотношение шкала. Во-первых, существует настоящая нулевая точка: некоторые испытуемые могут ни один пункт не правильный. Кроме того, разница в единицу представляет разница в одном элементе вспоминается по всей шкале. Это безусловно справедливо сказать, что кто-то, кто вспомнил 12 предметов, вспомнил в два раза больше предметов, чем тот, кто вспомнил только 6 предметов.

Но количество отозванных предметов является более сложным случае, чем кажется на первый взгляд. Рассмотрим следующий пример в которых испытуемых просят вспомнить как можно больше предметов из списка из 10. Предположим, что (а) есть 5 простых заданий и 5 сложных заданий, (б) половина испытуемых в состоянии вспомнить все легкие предметы и разное количество сложных предметов, в то время как в) другая половина испытуемых не может вспомнить ни одного из сложные предметы, но они помнят разное количество простых предметов. Некоторые примеры данных показаны ниже.

Субъект	Легкие предметы					Сложные предметы					Оценка
А	0	0	1	1	0	0	0	0	0	0	2
Б	1	0	1	1	0	0	0	0	0	0	3
С	1	1	1	1	1	1	1	0	0	0	7
Д	1	1	1	1	1	0	1	1	0	1	8

Давайте сравним (1) разницу между оценкой субъекта А по 2 и оценка Субъекта Б 3 с (2) разницей между Субъект С получил 7 баллов, а Субъект D — 8 баллов. разница есть разница в одном простом предмете; последняя разница разница в одном сложном элементе. Эти два отличия обязательно означают же разницу в памяти? Мы склонен ответить «Нет» на этот вопрос, так как лишь немного может потребоваться больше памяти, чтобы сохранить дополнительный простой элемент тогда как для сохранения дополнительных твердый предмет. Общий вывод заключается в том, что это часто неуместно. рассматривать шкалы психологических измерений как интервальные или соотношение.

Последствия уровня измерения

Почему нас так интересует тип шкалы который измеряет зависимую переменную? Суть дела в том связь между уровнем измерения переменной и статистика, которую можно осмысленно вычислить с помощью этой переменной. Например, рассмотрим гипотетическое исследование, в котором 5 детей просят выбрать любимый цвет из синего, красного, желтого, зеленый и фиолетовый. Исследователь кодирует результаты следующим образом:

Цвет	Код
Синий Красный Желтый Зеленый Фиолетовый	1 2 3 4 5

Это означает, что если ребенок сказал, что его любимый цвет «красный», затем выбор кодировался как «2», если ребенок говорил ее любимый цвет был «Фиолетовый», тогда ответ был кодируется как 5 и так далее. Рассмотрим следующую гипотетическую данные:

Субъект	Цвет	Код
1 2 3 4 5	Синий Синий Зеленый Зеленый Фиолетовый	1 1 4 4 5

 

Каждый код является числом, поэтому нам ничего не мешает от вычисления среднего кода, присвоенного детям. в среднем получается 3, но вы видите, что это было бы бессмысленно сделать вывод, что средний любимый цвет — желтый (цвет с кодом 3). Такой бред возникает из-за того, что любимый цвет является номинальной шкалой, и взяв среднее значение ее числовых меток это как считать количество букв в имени змеи чтобы увидеть, как долго зверь.

Имеет ли смысл вычислять среднее числовое значение? измеряется по порядковой шкале? Это сложный вопрос, один что статистики обсуждали на протяжении десятилетий. Вы будете в состоянии изучить этот вопрос самостоятельно в моделировании, показанном в следующем раздел и сделать свой собственный вывод. Преобладающее (но по далеко не единодушно) мнение статистиков таково, что почти во всех практических ситуациях среднее значение порядково измеряемой переменной является значимой статистикой. Однако, как вы увидите в моделировании, существуют экстремальные ситуации, в которых вычисление среднего значения обычно измеряемая переменная может вводить в заблуждение.

Пожалуйста, ответьте на вопросы:

обратная связь

уровней измерения: номинальный, порядковый, интервальный и относительный

---

В статистике мы используем данные для ответа на интересные вопросы. Но не все данные одинаковы. На самом деле существует четыре различных  шкалы измерения данных , которые используются для классификации различных типов данных:

1. Номинал

2. Порядковый номер

3. Интервал

4. Отношение

В этом посте мы определяем каждую шкалу измерения и приводим примеры масштабов, которые можно использовать.

Номинальная

Простейшая шкала измерений, которую мы можем использовать для маркировки переменных, — это номинальная шкала .

Номинальная шкала: Шкала, используемая для маркировки переменных, не имеющих количественных значений.

Некоторые примеры переменных, которые можно измерить по номинальной шкале, включают:

• Пол:  Мужской, женский
• Цвет глаз: Синий, зеленый, коричневый
• Цвет волос: Светлые, черные, каштановые, седые, другие
• Группа крови: O-, O+, A-, A+, B-, B+, AB-, AB+
• Политические предпочтения: республиканец, демократ, независимый
• Место проживания: Город, пригород, село

Переменные, которые можно измерить по номинальной шкале, обладают следующими свойствами:

• У них нет естественного порядка. Например, мы не можем расположить цвета глаз в порядке от худшего к лучшему или от низшего к высшему.
• Категории взаимоисключающие. Например, у человека не может быть одновременно голубых и карих глаз. Точно так же физическое лицо не может жить одновременно в городе и в сельской местности.
• Единственным числом, которое мы можем рассчитать для этих переменных, является считает . Например, мы можем подсчитать, у скольких людей светлые волосы, у скольких — черные, у скольких — каштановые и т. д.
• Единственной мерой центральной тенденции, которую мы можем вычислить для этих переменных, является мода . Режим сообщает нам, в какой категории было больше всего значений. Например, мы могли бы найти, какой цвет глаз встречался чаще всего.

Наиболее распространенным способом сбора данных о номинальных весах является опрос. Например, исследователь может опросить 100 человек и спросить каждого из них, в каком месте они живут9. 0003

Вопрос: В каком районе вы живете?

Возможные ответы: Город, Пригород, Село.

Используя эти данные, исследователь может узнать, сколько людей проживает в каждом районе, а также какой район является наиболее распространенным.

Порядковый номер

переменные label — это порядковый номер шкала .

Порядковая шкала: Шкала, используемая для маркировки переменных, имеющих натуральный или , но нет количественной разницы между значениями.

Некоторые примеры переменных, которые можно измерить по порядковой шкале, включают:

• Удовлетворенность: Очень неудовлетворен, неудовлетворен, нейтрален, удовлетворен, очень удовлетворен
• Социально-экономический статус:  Низкий доход, средний доход, высокий доход
• Статус рабочего места: Вступительный аналитик, Аналитик I, Аналитик II, Ведущий аналитик
• Степень боли:  Небольшая боль, средняя боль, сильная боль

Переменные, которые можно измерить в порядковой шкале, обладают следующими свойствами:

• Они имеют естественный порядок. Например, «очень доволен» лучше, чем «удовлетворен», что лучше, чем «нейтрально» и т. д.
• Невозможно оценить разницу между значениями. Например, мы не можем точно сказать, что разница между «очень доволен» и «удовлетворен» такая же, как разница между «удовлетворен» и «нейтрален».
• Две меры центральной тенденции, которые мы можем рассчитать для этих переменных, — это мода и медиана . Режим сообщает нам, в какой категории было больше всего подсчетов, а медиана сообщает нам «среднее» значение.

Данные в порядковой шкале часто собираются компаниями в ходе опросов, которые ищут отзывы об их продуктах или услугах. Например, продуктовый магазин может опросить 100 недавних покупателей и спросить их об их общем опыте.

Вопрос: Насколько Вы были довольны своим последним посещением нашего магазина?

Возможные ответы: Очень неудовлетворен, неудовлетворен, нейтрален, удовлетворен, очень удовлетворен.

Используя эти данные, продуктовый магазин может проанализировать общее количество ответов для каждой категории, определить, какой ответ был наиболее распространенным, и определить средний ответ.

Интервал

Следующий тип шкалы измерения, которую мы можем использовать для маркировки переменных, — это  интервал масштаб .

Интервальная шкала:  Шкала, используемая для маркировки переменных, которые имеют естественный порядок и измеримую разницу между значениями, , но не имеют значения «истинный нуль» .

Некоторые примеры переменных, которые могут быть измерены по интервальной шкале, включают:

• Температура: Измеряется в градусах Фаренгейта или Цельсия
• Кредитные баллы: Измеряется от 300 до 850
• Оценка SAT: Измерено от 400 до 1600

Переменные, которые можно измерить по интервальной шкале, обладают следующими свойствами:

• Эти переменные имеют естественный порядок.
• Мы можем измерить среднее значение, медиану, моду и стандартное отклонение этих переменных.
• Эти переменные имеют точную разницу между значениями. Напомним, что порядковые переменные не имеют точной разницы между переменными — мы не знаем, является ли разница между «очень доволен» и «удовлетворен» такой же, как разница между «удовлетворен» и «нейтрально». Однако для переменных по шкале интервалов мы знаем, что разница между кредитным рейтингом 850 и 800 точно такая же, как разница между 800 и 750.
• Эти переменные не имеют истинного нулевого значения. Например, невозможно иметь нулевой кредитный рейтинг. Также невозможно иметь нулевой балл SAT. А для температур возможны отрицательные значения (например, -10 ° F), что означает, что не существует истинного нулевого значения, ниже которого значения не могут опускаться.

Преимущество данных шкалы интервалов заключается в том, что их можно анализировать разными способами, чем номинальные или порядковые данные. Например, исследователи могли бы собрать данные о кредитных рейтингах жителей определенного округа и рассчитать следующие показатели:

• Медиана кредитного балла («среднее» значение кредитного балла)
• Средний кредитный балл (средний кредитный балл)
• Кредитный рейтинг в режиме (наиболее часто встречающийся кредитный рейтинг)
• Стандартное отклонение кредитных баллов (способ измерения разброса кредитных баллов)

Соотношение

Последний тип шкалы измерения, которую мы можем использовать для маркировки переменных, — это отношение шкала .

Шкала соотношения: Шкала, используемая для маркировки переменных, которые имеют естественный порядок, измеримую разницу между значениями и «истинное нулевое» значение.

Некоторые примеры переменных, которые можно измерить по шкале отношений, включают:

• Рост:  Может измеряться в сантиметрах, дюймах, футах и ​​т. д. и не может иметь значение ниже нуля.
• Вес: Может измеряться в килограммах, фунтах и ​​т. д. и не может иметь значение ниже нуля.
• Длина: Может измеряться в сантиметрах, дюймах, футах и ​​т. д. и не может иметь значение ниже нуля.

Переменные, которые можно измерить по шкале отношений, обладают следующими свойствами:

• Эти переменные имеют естественный порядок.
• Мы можем рассчитать среднее значение, медиану, моду, стандартное отклонение и множество других описательных статистик для этих переменных.
• Эти переменные имеют точную разницу между значениями.
• Эти переменные имеют «истинное нулевое» значение. Например, длина, вес и рост имеют минимальное значение (ноль), которое не может быть превышено. Переменные отношения не могут принимать отрицательные значения. По этой причине можно рассчитать отношение между значениями. Например, тот, кто весит 200 фунтов. можно сказать, что он весит 90 707, в два раза больше 90 708, чем человек, весящий 100 фунтов. Точно так же человек ростом 6 футов в раз в 1,5 раза выше, чем человек ростом 4 фута.

Данные, которые можно измерить по шкале отношений, можно анализировать различными способами. Например, исследователи могли бы собрать данные о росте людей в определенной школе и рассчитать следующие показатели:

• Средний рост
• Средняя высота
• Высота режима
• Стандартное отклонение высот
• Отношение наибольшей высоты к наименьшей высоте

Сводка

В следующей таблице представлена ​​сводка переменных по каждой шкале измерения:

Собственность	Номинальный	Порядковый номер	Интервал	Соотношение
Имеет естественный «порядок»	ДА	ДА	ДА	ДА
Режим можно рассчитать	ДА	ДА	ДА	ДА
Можно рассчитать медиану		ДА	ДА	ДА
Среднее значение можно рассчитать			ДА	ДА
Точная разница между значениями			ДА	ДА
Имеет «истинное нулевое» значение				ДА

Опубликовано Заком

Просмотреть все сообщения Зака ​​

Десяток способов измерения уровня жидкости и принципы их работы — Измерение уровня | Датчики уровня | Датчики уровня

Технология измерения уровня в процессе перехода

Самым простым и старейшим промышленным устройством для измерения уровня является, конечно же, смотровое стекло. Ручной подход к измерению, смотровые очки всегда имели ряд ограничений. Материал, используемый для обеспечения прозрачности, может потерпеть катастрофический отказ с последующим воздействием на окружающую среду, опасными условиями для персонала и/или пожаром и взрывом. Уплотнения склонны к протечкам, а отложения, если они есть, затемняют видимый уровень. Можно безоговорочно заявить, что обычные смотровые стекла являются самым слабым звеном любой установки. Поэтому они быстро заменяются более передовыми технологиями.

К другим устройствам определения уровня относятся устройства, основанные на удельном весе, физическом свойстве, наиболее часто используемом для определения уровня поверхности. Простой поплавок, имеющий удельный вес между технологической жидкостью и паром свободного пространства, будет плавать на поверхности, точно следуя ее подъемам и падениям. Измерения гидростатического напора также широко использовались для определения уровня.

Когда речь идет о более сложных физических принципах, новые технологии часто используют компьютеры для выполнения расчетов. Для этого требуется отправка данных в машиночитаемом формате с датчика в систему управления или мониторинга. Полезными форматами выходного сигнала преобразователя для компьютерной автоматизации являются токовые петли, аналоговые напряжения и цифровые сигналы. Аналоговые напряжения просты в настройке и работе, но могут иметь серьезные проблемы с шумами и помехами.

Простейшая и старейшая промышленная передача сигналов — токовые петли 4–20 мА (где ток петли изменяется в зависимости от измерения уровня) — наиболее распространенный выходной механизм на сегодняшний день. Токовые петли могут передавать сигналы на большие расстояния с меньшим ухудшением качества. Цифровые сигналы, закодированные в любом из нескольких протоколов (например, Foundation Fieldbus, Hart, Honeywell DE, Profibus и RS-232), являются наиболее надежными, но более старые технологии, такие как RS-232, могут работать только на ограниченных расстояниях. Новые беспроводные возможности можно найти в сигналах новейших передатчиков, что позволяет передавать их на огромные расстояния практически без ухудшения качества.

Что касается более продвинутых технологий измерения (например, ультразвуковых, радарных и лазерных), более сложные цифровые форматы кодирования требуют цифрового компьютерного интеллекта для форматирования кодов. Сочетание этого требования с потребностью в расширенных коммуникационных возможностях и схемах цифровой калибровки объясняет тенденцию к внедрению компьютеров на базе микропроцессоров практически во все устройства для измерения уровня (см. рис. 1).

Установленные технологии измерения уровня

В этой статье мы предполагаем, что плотность пара в свободном пространстве (обычно воздуха) пренебрежимо мала по сравнению с плотностью технологической жидкости. Предположим также, что в резервуаре находится только одна однородная технологическая жидкость. Некоторые из этих технологий можно использовать для многоуровневых приложений, когда две или более несмешивающихся жидкостей находятся в одном сосуде.

1. Стеклянный уровнемер. Доступные в различных исполнениях, как бронированные, так и незащищенные, стеклянные уровнемеры используются уже более 200 лет в качестве простого метода измерения уровня жидкости. Преимуществом такой конструкции является возможность видеть истинный уровень через прозрачное стекло. Обратной стороной является возможность разбития стекла, что может привести к разливу или безопасности персонала.

2. Поплавки . Поплавки работают по простому принципу: плавучий объект с удельным весом, промежуточным между технологической жидкостью и паром в свободном пространстве, помещают в резервуар, а затем прикрепляют механическое устройство для считывания его положения. Поплавок опускается на дно паров свободного пространства и плавает над технологической жидкостью. В то время как сам поплавок является основным решением проблемы определения местоположения поверхности жидкости, считывание положения поплавков (т. е. выполнение фактического измерения уровня) по-прежнему проблематично. В ранних поплавковых системах для передачи уровня использовались механические компоненты, такие как тросы, ленты, шкивы и шестерни. Сегодня популярны поплавки с магнитами.

Ранние поплавковые датчики уровня обеспечивали имитацию аналогового или дискретного измерения уровня с использованием сети резисторов и нескольких герконов, что означает, что выходной сигнал датчика изменяется дискретно. В отличие от устройств непрерывного измерения уровня, они не могут различать значения уровня между ступенями.

Гидростатические устройства

3. Буйки, 4. Баблеры и 5. Датчики перепада давления  — все это устройства для гидростатических измерений. Таким образом, любое изменение температуры вызовет изменение удельного веса жидкости, равно как и изменения давления, влияющие на удельный вес пара над жидкостью. Оба приводят к снижению точности измерения. Вытеснители работают по принципу Архимеда. Как показано на рисунке 2, в сосуде подвешена колонна из твердого материала (вытеснитель). Плотность буйка всегда больше, чем плотность технологической жидкости (он будет тонуть в технологической жидкости), и он должен простираться от самого низкого требуемого уровня до, по крайней мере, самого высокого измеряемого уровня. По мере повышения уровня технологической жидкости колонна вытесняет объем жидкости, равный произведению площади поперечного сечения колонны на уровень технологической жидкости в буйке. Выталкивающая сила, равная этому вытесненному объему, умноженному на плотность технологической жидкости, давит на буек вверх, уменьшая силу, необходимую для его поддержки против силы тяжести. Преобразователь, связанный с преобразователем, отслеживает и связывает это изменение силы с уровнем.

Датчик уровня барботажного типа показан на рисунке 3. Эта технология используется в сосудах, работающих при атмосферном давлении. Погружная трубка с открытым концом вблизи открытого сосуда подает продувочный газ (обычно воздух, хотя может использоваться инертный газ, такой как сухой азот, когда существует опасность загрязнения или окислительной реакции с технологической жидкостью) в бак.

По мере того как газ стекает к выходу погружной трубки, давление в трубке повышается до тех пор, пока не превысит гидростатическое давление, создаваемое уровнем жидкости на выходе. Давление равно плотности технологической жидкости, умноженной на ее глубину от конца погружной трубки до поверхности, и контролируется датчиком давления, подключенным к трубке.

Датчик уровня дифференциального давления (DP) показан на рис. 4. Важным измерением является разница между общим давлением на дне резервуара (гидростатическим напором жидкости плюс статическое давление в сосуде) и статическим или напорным давление в сосуде. Как и в барботере, перепад гидростатического давления равен плотности технологической жидкости, умноженной на высоту жидкости в сосуде. В устройстве на рис. 4 в качестве эталона используется атмосферное давление. Вентиляционное отверстие в верхней части удерживает давление над головой равным атмосферному давлению.

В отличие от барботеров, датчики перепада давления можно использовать в невентилируемых (находящихся под давлением) сосудах. Все, что требуется, это соединить эталонный порт (сторона низкого давления) с портом в сосуде выше максимального уровня заполнения. В зависимости от физических условий технологического процесса и/или расположения преобразователя относительно присоединений к процессу все же могут потребоваться продувки жидкостью или барботеры.

6. Тензодатчики. Тензодатчик или тензодатчик, по существу, представляет собой механический опорный элемент или кронштейн, оснащенный одним или несколькими датчиками, которые обнаруживают небольшие деформации опорного элемента. При изменении силы на тензодатчике кронштейн слегка изгибается, что приводит к изменению выходного сигнала. Были изготовлены калиброванные тензодатчики с допустимым усилием от долей унции до тонны.

Для измерения уровня тензодатчик должен быть встроен в опорную конструкцию судна. По мере того, как технологическая жидкость заполняет сосуд, сила на тензодатчике увеличивается. Зная геометрию сосуда (в частности, его площадь поперечного сечения) и удельный вес жидкости, можно легко преобразовать известное значение выходного сигнала тензодатчика в уровень жидкости.

Несмотря на то, что тензодатчики имеют преимущества во многих приложениях из-за их бесконтактного характера, они дороги, а опорная конструкция сосуда и соединительные трубопроводы должны быть спроектированы с учетом требований тензодатчика к плавающему основанию. Общий вес сосуда, трубопроводов и соединительных конструкций, поддерживаемых сосудом, будет взвешиваться нагрузочной системой в дополнение к желаемому весу нетто или продукта. Этот общий вес часто создает очень плохой динамический диапазон для веса нетто, а это означает, что вес нетто составляет очень небольшой процент от общего веса. Наконец, рост несущей конструкции, вызванный неравномерным нагревом (например, утренним и вечерним солнечным светом), может быть отражен как уровень, так же как и боковая нагрузка, ветровая нагрузка, жесткие трубы и крепления от оборудования для предотвращения опрокидывания (для тензодатчиков, установленных снизу). . Короче говоря, требования к системе взвешивания датчика веса должны быть первостепенным соображением при первоначальном проектировании поддержки сосуда и трубопровода, иначе производительность быстро ухудшится.

7. Магнитные уровнемеры. Эти манометры (см. рис. 5) являются предпочтительной заменой смотровых стекол. Они похожи на поплавковые устройства, но сообщают о местоположении поверхности жидкости с помощью магнита. Поплавок, несущий набор сильных постоянных магнитов, перемещается во вспомогательной колонне (поплавковой камере), прикрепленной к сосуду с помощью двух технологических соединений. Эта колонна удерживает поплавок сбоку, так что он всегда находится близко к боковой стенке камеры. По мере того, как поплавок перемещается вверх и вниз по уровню жидкости, вместе с ним перемещается намагниченный челнок или гистограмма, показывая положение поплавка и тем самым обеспечивая индикацию уровня. Система может работать только в том случае, если вспомогательная колонна и стенки камеры выполнены из немагнитного материала.

Многие производители предлагают конструкции поплавков, оптимизированные для удельного веса измеряемой жидкости, будь то бутан, пропан, масло, кислота, вода или границы раздела двух жидкостей, а также большой выбор материалов поплавков.

Это означает, что манометры могут работать при высоких температурах, высоком давлении и агрессивных средах. Поплавковые камеры увеличенного размера и поплавки с высокой плавучестью доступны для приложений, где ожидается накопление.

Камеры, фланцы и технологические соединения могут быть изготовлены из специальных пластиков, таких как Kynar, или экзотических сплавов, таких как Hastelloy C-276. Камеры специальной конфигурации могут работать в экстремальных условиях, таких как паровая рубашка для жидкого асфальта, увеличенные камеры для мгновенного испарения, температурные конструкции для жидкого азота и хладагентов. Многочисленные металлы и сплавы, такие как титан, инколой и монель, доступны для различных комбинаций высоких температур, высокого давления, низкого удельного веса и коррозионно-активных жидкостей. Современные магнитные уровнемеры также могут быть оснащены магнитострикционными и волноводными радарными передатчиками, что позволяет преобразовывать локальные показания уровнемера в выходные сигналы 4-20 мА и цифровую связь, которую можно отправлять на контроллер или систему управления.

8. Датчики емкости. Эти устройства (см. рис. 6) основаны на том факте, что технологические жидкости обычно имеют диэлектрическую проницаемость ᶓ, значительно отличающуюся от диэлектрической проницаемости воздуха, которая очень близка к 1,0. Масла имеют диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 5. Чистый гликоль — 37; водные растворы находятся в диапазоне от 50 до 80. Эта технология требует изменения емкости, которое изменяется в зависимости от уровня жидкости, создаваемого либо изолированным стержнем, прикрепленным к преобразователю и технологической жидкости, либо неизолированным стержнем, прикрепленным к преобразователю и либо стенке сосуда или эталонному зонду. По мере того, как уровень жидкости поднимается и заполняет все больше пространства между пластинами, пропорционально увеличивается общая емкость. Электронная схема, называемая емкостным мостом, измеряет общую емкость и обеспечивает непрерывное измерение уровня.

 

Современные технологии

Возможно, наиболее существенное различие между более ранними технологиями непрерывного измерения уровня жидкости и теми, которые сейчас набирают популярность, заключается в использовании времяпролетных измерений (TOF) для преобразования уровня жидкости в обычный выходной сигнал. . Эти устройства обычно работают путем измерения расстояния между уровнем жидкости и контрольной точкой на датчике или преобразователе в верхней части сосуда. Система обычно генерирует импульсную волну в контрольной точке, которая проходит либо через паровое пространство, либо через проводник, отражается от поверхности жидкости и возвращается к датчику в контрольной точке. Электронная схема измерения времени измеряет общее время в пути. Разделив время движения на удвоенную скорость волны, мы получим расстояние до поверхности жидкости. Технологии различаются в основном типом импульса, используемого для измерения. Ультразвук, микроволны (радар) и свет оказались полезными.

9. Магнитострикционные датчики уровня. Преимущества использования магнита с поплавком для определения уровня жидкости уже установлены, а магнитострикция является проверенной технологией для очень точного считывания местоположения поплавка. Вместо механических связей магнитострикционные передатчики используют скорость крутильных волн вдоль провода, чтобы найти поплавок и сообщить о его местоположении.

В магнитострикционной системе (см. рис. 7) поплавок несет ряд постоянных магнитов. Провод датчика подсоединяется к пьезокерамическому датчику на преобразователе, а к противоположному концу трубки датчика прикрепляется приспособление для натяжения. Трубка либо проходит через отверстие в центре поплавка, либо примыкает к поплавку за пределами немагнитной поплавковой камеры.

Чтобы обнаружить поплавок, передатчик посылает короткий импульс тока по проводу датчика, создавая магнитное поле по всей его длине. Одновременно срабатывает схема синхронизации. Поле непосредственно взаимодействует с полем, создаваемым магнитами в поплавке. Общий эффект заключается в том, что в течение короткого времени, в течение которого протекает ток, в проводе создается скручивающая сила, очень похожая на ультразвуковую вибрацию или волну. Эта сила возвращается к пьезокерамическому датчику с характерной скоростью. Когда датчик обнаруживает волну напряжения, он генерирует электрический сигнал, который уведомляет схему синхронизации о приходе волны и останавливает схему синхронизации. Схема синхронизации измеряет временной интервал (TOF) между началом импульса тока и приходом волны.

На основе этой информации местоположение поплавка очень точно определяется и представляется датчиком в виде сигнала уровня. Ключевые преимущества этой технологии заключаются в том, что скорость сигнала известна и постоянна в зависимости от технологических параметров, таких как температура и давление, а на сигнал не влияет пена, расходимость луча или ложные эхосигналы. Еще одним преимуществом является то, что единственной движущейся частью является поплавок, который перемещается вверх и вниз вместе с поверхностью жидкости.

  10. Ультразвуковые датчики уровня. Ультразвуковые датчики уровня (см. рис. 8) измеряют расстояние между преобразователем и поверхностью, используя время, необходимое для прохождения ультразвукового импульса от преобразователя к поверхности жидкости и обратно (TOF). Эти датчики используют частоты в диапазоне десятков килогерц; время прохождения ~6 мс/м. Скорость звука (340 м/с в воздухе при 15°С, 1115 футов в секунду при 60°F) зависит от смеси газов в свободном пространстве и их температуры. В то время как температура датчика компенсируется (при условии, что датчик имеет ту же температуру, что и воздух в свободном пространстве), эта технология ограничена измерениями атмосферного давления в воздухе или азоте.

11. Лазерные нивелиры. Разработанные для сыпучих материалов, взвесей и непрозрачных жидкостей, таких как грязные отстойники, молоко и жидкий стирол, лазеры работают по принципу, очень похожему на принцип работы ультразвуковых датчиков уровня. Однако вместо скорости звука для определения уровня они используют скорость света (см. рис. 9). Лазерный излучатель в верхней части сосуда испускает короткий импульс света на поверхность технологической жидкости, которая отражает его обратно к детектору. Схема синхронизации измеряет прошедшее время (TOF) и вычисляет расстояние. Ключевым моментом является то, что лазеры практически не имеют рассеяния луча (расхождение луча 0,2 градуса) и ложных эхо-сигналов, и могут быть направлены в пространство размером всего 2 дюйма, 2. Лазеры точны даже в паре и пене. Они идеально подходят для использования на судах с многочисленными препятствиями и могут измерять расстояния до 1500 футов. Для приложений с высокими температурами или высоким давлением, например, в корпусах реакторов, лазеры часто используются в сочетании со специальными смотровыми окнами для изоляции передатчика от процесс. Эти стеклянные окна изолируют передатчик от процесса. Эти стеклянные окна пропускают лазерный луч с минимальной диффузией и затуханием и должны содержать условия процесса.

12. Радарные уровнемеры. Воздушные радиолокационные системы излучают микроволны вниз от рупорной или стержневой антенны наверху судна. Сигнал отражается от поверхности жидкости обратно к антенне, а схема синхронизации рассчитывает расстояние до уровня жидкости, измеряя время прохождения туда и обратно (TOP). Ключевой переменной в радиолокационной технологии является диэлектрический контакт жидкости. Причина в том, что количество отраженной энергии на микроволновых (радарных) частотах зависит от диэлектрической проницаемости жидкости, и если Er низкое, большая часть энергии радара входит или проходит. Вода (Er=80) дает превосходное отражение при изменении или неоднородности Er.

Передатчики волноводного радара (GWR) (см. рис. 10) также очень надежны и точны. Жесткий зонд или гибкая кабельная антенная система направляет микроволны вниз от верхней части резервуара к уровню жидкости и обратно к передатчику. Как и в случае радиолокатора, работающего в воздухе, изменение Er от более низкого к более высокому вызывает отражение. Волноводный радар в 20 раз более эффективен, чем воздушный радар, потому что направляющая обеспечивает более сфокусированный энергетический путь. Различные конфигурации антенн позволяют проводить измерения вплоть до ER=1,4 и ниже. Причем эти системы могут быть установлены как вертикально, так и в некоторых случаях горизонтально с изгибом направляющей до 9°.0 градусов под углом и обеспечивают четкий измерительный сигнал.

GWR обладает большинством преимуществ и некоторыми недостатками ультразвуковых, лазерных и радиолокационных систем под открытым небом. Скорость волны радара в значительной степени не зависит от состава парового пространства, температуры или давления. Он работает в вакууме без необходимости повторной калибровки и может измерять через большинство слоев пенопласта. Ограничение волны, которая следует за зондом или кабелем, устраняет проблемы с распространением луча и ложные эхо-сигналы от стенок и конструкций резервуара.

Резюме

Общие тенденции в различных технологиях измерения отражают движущие силы рынка. Усовершенствованная цифровая электроника делает датчики уровня и другие измерительные устройства более удобными для пользователя, более надежными, простыми в настройке и менее дорогими. Усовершенствованные коммуникационные интерфейсы передают данные об измерении уровня в существующую систему управления и/или информационную систему компании.

Современные датчики уровня изготавливаются из все большего числа материалов и сплавов для работы в неблагоприятных условиях, таких как масла, кислоты, а также при экстремальных температурах и давлениях.