Fagstoff

Måling og vurdering

Publisert: 25.08.2010, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Måling av dekkstøy

Mennesket er avhengig av måling i alle mulige sammenhenger, og målingen må være pålitelig. Vi kan aldri være 100 prosent sikre på at målingen er korrekt, men vi må vite hvilke feilmarginer vi opererer med.

Gudinnen Seshat merker av på en målestav. Illustrasjon.Seshat, egyptisk gudinne for måling.   

 

 

Undersøkelser, måling og måleusikkerhet.  

 

 

En bevisst forbruker

En årvåken forbruker kontrollveide en pakke bacon og fant at den inneholdt rundt 110 g bacon, mens den ifølge pakningen skulle inneholde 150 g. I dette tilfellet var det ikke noe galt med vekten, men feilen var svindel fra leverandøren. Slik kan vi bli lurt hvis vi ikke passer på. Men det skal ikke være nødvendig å kontrollveie hvert produkt vi kjøper. Vi må normalt kunne stole på måleinstrumentene.

 

 

Et klassisk problem:

Du har tolv blykuler som du ikke ser forskjell på eller kjenner forskjell på. En av kulene er enten lettere eller tyngre enn de andre kulene. Du har en skålvekt som du kun kan benytte til tre veiinger. Hvordan kan du finne den ene kulen som skiller seg ut?

Målinger

Å måle betyr å finne en eller annen tallbeskrivelse av det som skal måles. Den eldste formen for måling er sannsynligvis telling og er antakelig den målemetoden de fleste forskerspirer først stifter bekjentskap med. Lenge før vår tidsregning oppstod behovet for å måle landarealer og omfanget av avlinger. Alt kjøp og salg krevde metoder for å veie og måle volum. Tegninger av en skålvekt er funnet i flere tusen år gamle egyptiske skrifter. De ble trolig brukt til veiing av edelsteiner, frø og korn. Her i landet har skålvekten vært i bruk i over 1000 år.

Kan vi stole på måleinstrumentene?

Bananer. Foto.    

Når vi handler frukt og grønnsaker i løs vekt, blir varene veid og prisen beregnet. For varer som er ferdigpakket, står det på pakningen hvor mye innholdet veier. En strekkode forteller hva varen koster. Her i landet er det Justervesenet som har ansvaret for å kontrollere og eventuelt justere måleinstrumentene som vi som forbrukere er avhengige av. Et overslag viser at verdien av varer som årlig omsettes i Norge etter mål og vekt, utgjør rundt 450 milliarder kroner. For oss som forbrukere er det derfor svært viktig at måleinstrumentene er nøyaktige.

Strømforbruk måles

En vanlig husholdning kjøper elektrisk energi for rundt 20 000 kroner årlig. Hvor mye energi som er brukt, blir avlest på måleinstrumentet i sikringsskapet, og prisen blir beregnet av energiselskapet. Kan vi være sikre på at avlest energibruk stemmer? Kan vi være sikre på at vi får korrekt volum på tanken når vi fyller bensin, eller at et kilogram smør virkelig veier 1 kg?

Måleusikkerhet og feil

Ved hver måling bruker vi våre sanser, i første rekke øynene, til å lese av et måleinstrument. Det er begrenset hvor nøyaktig vi kan lese av, eller hvor nøyaktig måleinstrumentet kan være. Uansett om instrumentet viser tall (digitalt) eller har en skala (analogt), er tallet vi leser av, usikkert. Det er bare tellinger som kan være eksakte. Når enhver avlesning av et måleinstrument er usikker, vil også beregningene som baserer seg på målingene, bli usikre.

Skalaen på et mikrometer. Foto.Her leser vi av 5,78 mm.  

Det er viktig å skille mellom målefeil (eller bare feil) og måleusikkerhet. Feil er noe vi kan og bør unngå, men usikkerhet er noe som følger enhver måling.

Forhold som fører til feil, kan være batterier med for lav spenning, at instrumentet ikke er nullstilt før måling, eller at instrumentet blir avlest på skrå slik at avlesningene enten blir for store eller for små. Slike feil kan for eksempel ikke reduseres ved at vi utfører flere målinger.

Størrelser og enheter

Hver eneste dag leser vi av et eller annet måleinstrument. Vi leser av temperatur på termometeret, masse på badevekta, tid på klokka og fart på speedometeret. Uansett hvilket måleinstrument vi leser av, leser vi av en fysisk størrelse.

Vi skal se nærmere på størrelser og enheter. les mer
Når vi ser et rundt skilt med rød rand og tallet 50 på en norsk landevei, skjønner de fleste hva det betyr. Men hva tror en uinnvidd turist? Er fartsgrensen 50 knop eller 50 miles per time eller 50 meter per sekund? Eller kanskje det er 50 kilometer til nærmeste bensinstasjon? Her er det noe som mangler.

Norsk veiskilt. Foto. Peter John AcklamFartsgrense 50 km/t 

Det som står på skiltet, er et måltall. Enheten (eller måleenheten) er underforstått kilometer per time med symbolet km/t. Fartsgrensen er altså 50 × km/t, og det er et eksempel på en fysisk størrelse. Multiplikasjonstegnet er tatt med for å vise at det egentlig er et produkt, men det pleier vi vanligvis ikke å skrive. Vi definerer en fysisk størrelse slik (ofte sløyfer vi forstavelsen «fysisk» og skriver bare størrelse):

fysisk størrelse = måltall • enhet

Hver gang vi måler avstand med meterstav, tid med klokke, masse med vekt, volum med litermål og så videre, sammenligner vi størrelsen (avstand, tid, masse osv.) med en kjent enhet. I dag bruker man enheter som gjelder over hele verden (meter, sekund, kilogram osv.).

SI-enheter
Navn Symbol Enhet for
meter
m lengde
kilogram kg masse
sekund s tid
ampere A strøm
kelvin K temperatur
mol mol stoffmengde
candela cd lysstyrke

 

Hva enhetene skal hete, og hvilke symboler de skal ha, blir vedtatt i
Paris av det internasjonale byrået for vekt og mål, som på norsk
heter Meterbyrået. Meterbyrået har valgt sju størrelser som grunnstørrelser, og disse danner grunnlaget for det internasjonale enhetssystemet SI (fra fransk Système International d’Unités).

skjul

Masse

Det er neppe noen som er i tvil om hva som har størst masse av en sau, en elefant og en jumbojet. Men når det er mindre forskjell mellom massene, kan det bli vanskelig å avgjøre hvilken masse som er størst, og hvilken som er minst. Da må vi ha noe å sammenligne massene med, en masseenhet.

Vi skal se nærmere på masse. les mer

Finn fram ting, én bok, to bøker, gjenstander fra laboratoriet, en ransel, en beholder med litt vann i, som du mener er så nær ett kilogram som mulig. Vurder tyngden av det ved å holde det i hånden. For å gjøre det lettere kan du sammenligne med et kilogramlodd som du holder i den andre hånden. Etterpå kan læreren kontrollere ved å veie gjenstanden. Hvem i klassen kom nærmest?

En annen måte å sammenligne masser på er å riste dem. Jo større masse, desto større krefter må vi bruke på å riste den. Prøv.

Vi kan også måle masser med skålvekt, og da bruker vi lodd. Når skålvekten er i likevekt, har massene på hver skål samme tyngde, og da har de også samme masse. Med skålvekt måler vi altså masser ved å sammenligne to tyngder. Det finnes ett originalt kilogramlodd i verden, og det oppbevares i Paris. Dette loddet blir kalt kilogramprototypen, og alle andre kilogramlodd i verden er kopier av det. I tillegg til disse kopiene er det også laget mindre lodd på 500 g, 100 g, 1 g osv.

skjul

Den menneskelige faktor

I utgangspunktet kan vi i det hele tatt ikke stole på menneskers observasjoner, fordi vi så lett lar oss påvirke av det vi ønsker å registrere, eller det vi føler at andre ønsker. Dermed registrerer vi ofte at vi ser, smaker og hører noe helt annet enn det vi virkelig gjør.

Blindtesting

Hvis vi skal bruke mennesker i våre forsøk, må vi derfor være sikre på at de ikke vet noe om forsøksbetingelsene, gjennom såkalt blindtesting. Helst bør vi ha dobbel blindtest, som betyr at de som gjennomfører forsøket, heller ikke vet noe om forutsetningene. Hvis det for eksempel dreier seg om smakstesting av brus, skal verken smakerne eller de som serverer brusen, vite hvilke merker som er i hvilke glass. Først når alle svar er registrert, kan det avsløres hvilke merker som var hva.

Relatert innhold