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चूंकि आधार इकाइयाँ, एसआई इकाइयों में लिए गए सभी मापों के लिए संदर्भ बिंदु हैं, संदर्भ मान के बदल जाने पर सभी पूर्व माप गलत हो जायेंगे। वर्ष 2019 से पहले, यदि किलोग्राम के अंतर्राष्ट्रीय प्रोटोटाइप का एक टुकड़ा काट दिया गया होता, तो इसे अभी भी एक किलोग्राम के रूप में परिभाषित किया गया होता; एक किलोग्राम के मापे गए सभी पिछले मान भारी होंगे।<ref name=BGtoM>{{cite web|last1=Goldsmith|first1=Mike|title=A Beginner's Guide to Measurement|url=http://www.npl.co.uk/upload/pdf/NPL-Beginners-Guide-to-Measurement.pdf|publisher=National Physical Laboratory|access-date=16 February 2017|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170329111015/http://www.npl.co.uk/upload/pdf/NPL-Beginners-Guide-to-Measurement.pdf|archive-date=29 March 2017}}</ref> पुनरुत्पादित एसआई इकाइयों के महत्व ने बीआईपीएम को भौतिक स्थिरांक के संदर्भ में सभी एसआई आधार इकाइयों को परिभाषित करने के कार्य को पूरा करने के लिए प्रेरित किया है।<ref name=redef>{{cite web|title=On the future revision of the SI|url=http://www.bipm.org/en/measurement-units/rev-si/|publisher=Bureau International des Poids et Mesures|access-date=16 February 2017|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20170215111649/http://www.bipm.org/en/measurement-units/rev-si/|archive-date=15 February 2017}}</ref>
चूंकि आधार इकाइयाँ, एसआई इकाइयों में लिए गए सभी मापों के लिए संदर्भ बिंदु हैं, संदर्भ मान के बदल जाने पर सभी पूर्व माप गलत हो जायेंगे। वर्ष 2019 से पहले, यदि किलोग्राम के अंतर्राष्ट्रीय प्रोटोटाइप का एक टुकड़ा काट दिया गया होता, तो इसे अभी भी एक किलोग्राम के रूप में परिभाषित किया गया होता; एक किलोग्राम के मापे गए सभी पिछले मान भारी होंगे।<ref name=BGtoM>{{cite web|last1=Goldsmith|first1=Mike|title=A Beginner's Guide to Measurement|url=http://www.npl.co.uk/upload/pdf/NPL-Beginners-Guide-to-Measurement.pdf|publisher=National Physical Laboratory|access-date=16 February 2017|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170329111015/http://www.npl.co.uk/upload/pdf/NPL-Beginners-Guide-to-Measurement.pdf|archive-date=29 March 2017}}</ref> पुनरुत्पादित एसआई इकाइयों के महत्व ने बीआईपीएम को भौतिक स्थिरांक के संदर्भ में सभी एसआई आधार इकाइयों को परिभाषित करने के कार्य को पूरा करने के लिए प्रेरित किया है।<ref name=redef>{{cite web|title=On the future revision of the SI|url=http://www.bipm.org/en/measurement-units/rev-si/|publisher=Bureau International des Poids et Mesures|access-date=16 February 2017|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20170215111649/http://www.bipm.org/en/measurement-units/rev-si/|archive-date=15 February 2017}}</ref>


भौतिक स्थिरांक के संबंध में एसआई आधार इकाइयों को परिभाषित करके, न कि कलाकृतियों या विशिष्ट पदार्थों के साथ, वे उच्च स्तर के सटीकता और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता के साथ वास्तविक हैं।<ref name="redef" />20 मई 2019 को एसआई इकाइयों के पुनर्परिभाषित के रूप में [[ किलोग्राम | किलोग्राम]] , [[ एम्पेयर | एम्पेयर]] , [[ केल्विन | केल्विन]] , और मोल (यूनिट) को प्लैंक स्थिरांक के लिए सटीक संख्यात्मक मान स्थापित करके परिभाषित किया गया है ({{Math|h}}), प्राथमिक इलेक्ट्रिक चार्ज ({{Math|e}}), बोल्ट्जमैन स्थिरांक ({{Math|k}}), और एवोगैड्रो स्थिरांक ({{Math|''N''<sub>A</sub>}}), क्रमश।[[ दूसरा | दूसरा]] , मीटर, और [[ कैन्डेला | कैन्डेला]] पहले भौतिक स्थिरांक (Cesium Standart (Δν) द्वारा परिभाषित किया गया है<sub>Cs</sub>), प्रकाश की गति ({{Math|c}}), और की [[ चमकदार प्रभावकारिता | चमकदार प्रभावकारिता]] {{val|540|e=12|u=Hz}} दृश्य प्रकाश विकिरण<sub>cd</sub>)), उनकी वर्तमान परिभाषाओं के सुधार के अधीन।नई परिभाषाओं का उद्देश्य किसी भी इकाइयों के आकार को बदलने के बिना एसआई को बेहतर बनाना है, इस प्रकार मौजूदा माप के साथ निरंतरता सुनिश्चित करना।<ref name="Kuehne">
एसआई आधार इकाइयों को कलाकृतियों या विशिष्ट पदार्थों के स्थान पर भौतिक स्थिरांकों के संबंध में परिभाषित करके, ये उच्च स्तर की सटीकता और पुनरुत्पादकता के साथ प्राप्त करने योग्य हैं।<ref name="redef" /> 20 मई 2019 को एसआई इकाइयों की पुनर्परिभाषा के अनुसार, [[ किलोग्राम |किलोग्राम]], [[ एम्पेयर |एम्पियर]], [[ केल्विन |केल्विन]] और मोल को क्रमशः प्लैंक स्थिरांक ({{Math|h}}), प्राथमिक विद्युत आवेश ({{Math|e}}), बोल्ट्ज़मान स्थिरांक ({{Math|k}}) और अवोगाद्रो स्थिरांक ({{Math|''N''<sub>A</sub>}}) के सटीक संख्यात्मक मान निर्धारित करके परिभाषित किया गया है। मीटर और [[ कैन्डेला |कैन्डेला]] को पहले भौतिक स्थिरांक (सीज़ियम मानक (Δ''ν''<sub>Cs</sub>)), प्रकाश की गति ({{Math|c}}), और {{val|540|e=12|u=Hz}} दृश्य प्रकाश विकिरण (''K''<sub>cd</sub>) की [[ चमकदार प्रभावकारिता |चमकदार प्रभावकारिता]] द्वारा परिभाषित किया गया है, जो उनकी वर्तमान परिभाषाओं के लिए सुधार के अधीन हैं। नई परिभाषाओं का उद्देश्य किसी भी इकाई के आकार को बदले बिना एसआई में सुधार करना और इस प्रकार मौजूदा माप के साथ निरंतरता सुनिश्चित करना है।<ref name="Kuehne">
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=== इकाइयों का प्राप्ति ===
 
 
=== इकाइयों का अहसास ===


[[File:CGKilogram.jpg|thumb|alt=Computer-एक छोटे सिलेंडर की छवि। कंप्यूटर-जनित छवि किलोग्राम (IPK) के अंतर्राष्ट्रीय प्रोटोटाइप को साकार करती है, जो 90-प्रतिशत प्लैटिनम के मिश्र धातु से बनाई गई है और वजन से 10 प्रतिशत इरिडियम]]
[[File:CGKilogram.jpg|thumb|alt=Computer-एक छोटे सिलेंडर की छवि। कंप्यूटर-जनित छवि किलोग्राम (IPK) के अंतर्राष्ट्रीय प्रोटोटाइप को साकार करती है, जो 90-प्रतिशत प्लैटिनम के मिश्र धातु से बनाई गई है और वजन से 10 प्रतिशत इरिडियम]]
माप की एक इकाई का अहसास (माप विज्ञान) वास्तविकता में इसका रूपांतरण है।<ref name=OED>{{OED|Realise}}</ref> एहसास के तीन संभावित तरीकों को माप विज्ञान#विम में गाइड के लिए संयुक्त समिति द्वारा परिभाषित किया गया है: माप विज्ञान की अंतर्राष्ट्रीय शब्दावली (वीआईएम): इसकी परिभाषा से इकाई का एक भौतिक अहसास, परिभाषा के प्रजनन के रूप में एक उच्च-पूर्व-लाभकारी माप[[ ओम ]] के लिए [[ क्वांटम हॉल प्रभाव ]]), और माप मानक के रूप में एक भौतिक वस्तु का उपयोग।<ref>{{cite book|title=International vocabulary of metrology—Basic and general concepts and associated terms (VIM)|date=2012|publisher=[[International Bureau of Weights and Measures]] on behalf of the Joint Committee for Guides in Metrology|page=46|edition=3rd|url=http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_200_2012.pdf|access-date=1 March 2017|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170317223139/http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_200_2012.pdf|archive-date=17 March 2017}}</ref>
माप की एक इकाई की प्राप्ति इसका वास्तविकता में रूपांतरण है।<ref name=OED>{{OED|Realise}}</ref> प्राप्ति के तीन संभावित विधियों को माप विज्ञान (वीआईएम) की अंतर्राष्ट्रीय शब्दावली द्वारा परिभाषित किया गया है: इसकी परिभाषा से इकाई की भौतिक प्राप्ति, परिभाषा के पुनरुत्पादन के रूप में एक उच्च-प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य माप (जैसे [[ ओम |ओम]] के लिए [[ क्वांटम हॉल प्रभाव |क्वांटम हॉल प्रभाव]]) और माप मानक के रूप में एक भौतिक वस्तु का उपयोग।<ref>{{cite book|title=International vocabulary of metrology—Basic and general concepts and associated terms (VIM)|date=2012|publisher=[[International Bureau of Weights and Measures]] on behalf of the Joint Committee for Guides in Metrology|page=46|edition=3rd|url=http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_200_2012.pdf|access-date=1 March 2017|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170317223139/http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_200_2012.pdf|archive-date=17 March 2017}}</ref>
 
 
=== मानक ===
=== मानक ===


एक [[ मानक (मेट्रोलॉजी) | मानक (माप विज्ञान)]] (या एटलोन) एक भौतिक मात्रा के माप की एक इकाई के लिए एक परिभाषित संबंध के साथ एक वस्तु, प्रणाली, या प्रयोग है।<ref>Phillip Ostwald,Jairo Muñoz, ''Manufacturing Processes and Systems (9th Edition)''John Wiley & Sons, 1997 {{ISBN|978-0-471-04741-4}} page 616</ref> मानक एक इकाई को साकार करने, संरक्षित करने या पुन: पेश करने के लिए वज़न और उपायों की एक प्रणाली के लिए मौलिक संदर्भ हैं, जिसके खिलाफ मापने वाले उपकरणों की तुलना की जा सकती है।<ref name=FCM/>माप विज्ञान के पदानुक्रम में मानकों के तीन स्तर हैं: प्राथमिक, माध्यमिक और कार्य मानकों।<ref name="silva">{{cite book|last1=de Silva|first1=G. M. S|title=Basic Metrology for ISO 9000 Certification|date=2012|publisher=Routledge|location=Oxford|isbn=978-1-136-42720-6|pages=12–13|edition=Online-Ausg.|url=https://books.google.com/books?id=0akABAAAQBAJ&q=standards+hierarchy+metrology&pg=PA13|access-date=17 February 2017|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20180227045858/https://books.google.com/books?id=0akABAAAQBAJ&pg=PA13&lpg=PA13&dq=standards+hierarchy+metrology&source=bl&ots=VMyW0MPSAL&sig=kziWErFv0k_dtc-EjphSzdVjV_8&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwjW3tzX_5fSAhVh6IMKHR2RCoUQ6AEIfTAU#v=onepage&q=standards%20hierarchy%20metrology&f=false|archive-date=27 February 2018}}</ref> प्राथमिक मानक (उच्चतम गुणवत्ता) किसी भी अन्य मानकों का संदर्भ नहीं देते हैं।माध्यमिक मानकों को प्राथमिक मानक के संदर्भ में कैलिब्रेट किया जाता है।कार्य मानकों, उपयोग करने वाले उपकरणों या अन्य भौतिक उपायों को मापने (या जांच) करने के लिए उपयोग किया जाता है, माध्यमिक मानकों के संबंध में कैलिब्रेट किया जाता है।पदानुक्रम उच्च मानकों की गुणवत्ता को संरक्षित करता है।<ref name = "silva"/>एक मानक का एक उदाहरण लंबाई के लिए [[ गेज ब्लॉक ]] होगा।एक गेज ब्लॉक धातु या सिरेमिक का एक ब्लॉक होता है, जिसमें दो विरोधी चेहरों के साथ सटीक सपाट और समानांतर, एक सटीक दूरी होती है।<ref>{{cite web|last1=Doiron|first1=Ted|last2=Beers|first2=John|title=The Gauge Block Handbook|url=https://www.nist.gov/sites/default/files/documents/calibrations/mono180.pdf|publisher=NIST|access-date=23 March 2018}}</ref> एक दूसरे के 1/299,792,458 के समय अंतराल के दौरान वैक्यूम में प्रकाश के पथ की लंबाई एक गेज ब्लॉक जैसे एक आर्टिफैक्ट मानक में सन्निहित है;यह गेज ब्लॉक तब एक प्राथमिक मानक है जिसका उपयोग यांत्रिक तुलनित्र के माध्यम से माध्यमिक मानकों को जांचने के लिए किया जा सकता है।<ref>{{cite web|title=e-Handbook of Statistical Methods|url=https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/mpc/section3/mpc312.htm|publisher=NIST/SEMATECH|access-date=23 March 2018}}</ref>
एक [[ मानक (मेट्रोलॉजी) |मानक (माप विज्ञान)]] (या etalon) एक वस्तु, प्रणाली, या प्रयोग है जो एक भौतिक मात्रा के मापन की एक इकाई के साथ परिभाषित संबंध के साथ है।<ref>Phillip Ostwald,Jairo Muñoz, ''Manufacturing Processes and Systems (9th Edition)''John Wiley & Sons, 1997 {{ISBN|978-0-471-04741-4}} page 616</ref> मापन उपकरणों की तुलना की जा सकने वाली एक इकाई को साकार, संरक्षित या पुन: प्रस्तुत करके वजन और माप की एक प्रणाली के लिए मानक मौलिक संदर्भ हैं।<ref name=FCM/> मेट्रोलॉजी के पदानुक्रम में मानकों के तीन स्तर हैं: प्राथमिक, माध्यमिक और कार्य मानकों।<ref name="silva">{{cite book|last1=de Silva|first1=G. M. S|title=Basic Metrology for ISO 9000 Certification|date=2012|publisher=Routledge|location=Oxford|isbn=978-1-136-42720-6|pages=12–13|edition=Online-Ausg.|url=https://books.google.com/books?id=0akABAAAQBAJ&q=standards+hierarchy+metrology&pg=PA13|access-date=17 February 2017|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20180227045858/https://books.google.com/books?id=0akABAAAQBAJ&pg=PA13&lpg=PA13&dq=standards+hierarchy+metrology&source=bl&ots=VMyW0MPSAL&sig=kziWErFv0k_dtc-EjphSzdVjV_8&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwjW3tzX_5fSAhVh6IMKHR2RCoUQ6AEIfTAU#v=onepage&q=standards%20hierarchy%20metrology&f=false|archive-date=27 February 2018}}</ref> प्राथमिक मानक (उच्चतम गुणवत्ता) किसी अन्य मानक का संदर्भ नहीं देते हैं। माध्यमिक मानकों को प्राथमिक मानक के संदर्भ में अंशांकित किया जाता है। मापने के उपकरणों या अन्य सामग्री उपायों को कैलिब्रेट (या जांच) करने के लिए उपयोग किए जाने वाले कार्य मानकों को माध्यमिक मानकों के संबंध में कैलिब्रेट किया जाता है। पदानुक्रम उच्च मानकों की गुणवत्ता को बरकरार रखता है।<ref name = "silva"/> एक मानक का एक उदाहरण लंबाई के लिए [[ गेज ब्लॉक |गेज ब्लॉक]] होगा। एक गेज ब्लॉक धातु या सिरेमिक का एक ब्लॉक होता है, जिसमें दो विरोधी चेहरों के साथ सटीक सपाट और समानांतर, एक सटीक दूरी होती है।<ref>{{cite web|last1=Doiron|first1=Ted|last2=Beers|first2=John|title=The Gauge Block Handbook|url=https://www.nist.gov/sites/default/files/documents/calibrations/mono180.pdf|publisher=NIST|access-date=23 March 2018}}</ref> एक सेकंड के 1/299,792,458 के समय अंतराल के दौरान निर्वात में प्रकाश के पथ की लंबाई एक आर्टिफैक्ट मानक जैसे गेज ब्लॉक में सन्निहित है; यह गेज ब्लॉक तब एक प्राथमिक मानक है जिसका उपयोग यांत्रिक तुलनित्रों के माध्यम से माध्यमिक मानकों को जांचने के लिए किया जा सकता है।<ref>{{cite web|title=e-Handbook of Statistical Methods|url=https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/mpc/section3/mpc312.htm|publisher=NIST/SEMATECH|access-date=23 March 2018}}</ref>
 
 
=== ट्रेसबिलिटी और अंशांकन ===
=== ट्रेसबिलिटी और अंशांकन ===


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ट्रेसबिलिटी को अक्सर अंशांकन द्वारा प्राप्त किया जाता है, एक मापने वाले उपकरण (या माध्यमिक मानक) और मानक के मूल्य पर एक संकेत के बीच संबंध स्थापित करता है।एक अंशांकन एक ऐसा ऑपरेशन है जो एक ज्ञात माप अनिश्चितता और मूल्यांकन किए जा रहे डिवाइस के साथ एक माप मानक के बीच संबंध स्थापित करता है।यह प्रक्रिया उस डिवाइस की माप मूल्य और अनिश्चितता को निर्धारित करेगी जिसे कैलिब्रेट किया जा रहा है और माप मानक के लिए एक ट्रेसबिलिटी लिंक बनाएगा।<ref name = VIM/>अंशांकन के लिए चार प्राथमिक कारण ट्रेसबिलिटी प्रदान करना है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि साधन (या मानक) अन्य मापों के अनुरूप है, सटीकता का निर्धारण करने के लिए, और विश्वसनीयता स्थापित करने के लिए।<ref name=FCM/>ट्रेसबिलिटी एक पिरामिड के रूप में काम करती है, शीर्ष स्तर पर अंतर्राष्ट्रीय मानक हैं, अगले स्तर पर राष्ट्रीय माप विज्ञान संस्थान प्राथमिक मानक और यूनिट परिभाषा से ट्रेसबिलिटी लिंक बनाने वाली इकाइयों की प्राप्ति के माध्यम से प्राथमिक मानकों को कैलिब्रेट करते हैं।<ref name=WMO/>राष्ट्रीय माप विज्ञान संस्थानों, अंशांकन प्रयोगशालाओं, और उद्योग और परीक्षण प्रयोगशालाओं के बीच बाद के अंशांकन के माध्यम से इकाई परिभाषा की प्राप्ति पिरामिड के माध्यम से नीचे प्रचारित की जाती है।<ref name=WMO/>ट्रेसबिलिटी श्रृंखला पिरामिड के नीचे से ऊपर की ओर काम करती है, जहां उद्योग और परीक्षण प्रयोगशालाओं द्वारा किए गए माप सीधे तौर पर कैलिब्रेशन द्वारा बनाई गई ट्रेसबिलिटी श्रृंखला के माध्यम से शीर्ष पर इकाई परिभाषा से संबंधित हो सकते हैं।<ref name = BGtoM/>
ट्रेसबिलिटी को अक्सर अंशांकन द्वारा प्राप्त किया जाता है, एक मापने वाले उपकरण (या माध्यमिक मानक) और मानक के मूल्य पर एक संकेत के बीच संबंध स्थापित करता है।एक अंशांकन एक ऐसा ऑपरेशन है जो एक ज्ञात माप अनिश्चितता और मूल्यांकन किए जा रहे डिवाइस के साथ एक माप मानक के बीच संबंध स्थापित करता है।यह प्रक्रिया उस डिवाइस की माप मूल्य और अनिश्चितता को निर्धारित करेगी जिसे कैलिब्रेट किया जा रहा है और माप मानक के लिए एक ट्रेसबिलिटी लिंक बनाएगा।<ref name = VIM/>अंशांकन के लिए चार प्राथमिक कारण ट्रेसबिलिटी प्रदान करना है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि साधन (या मानक) अन्य मापों के अनुरूप है, सटीकता का निर्धारण करने के लिए, और विश्वसनीयता स्थापित करने के लिए।<ref name=FCM/>ट्रेसबिलिटी एक पिरामिड के रूप में काम करती है, शीर्ष स्तर पर अंतर्राष्ट्रीय मानक हैं, अगले स्तर पर राष्ट्रीय माप विज्ञान संस्थान प्राथमिक मानक और यूनिट परिभाषा से ट्रेसबिलिटी लिंक बनाने वाली इकाइयों की प्राप्ति के माध्यम से प्राथमिक मानकों को कैलिब्रेट करते हैं।<ref name=WMO/>राष्ट्रीय माप विज्ञान संस्थानों, अंशांकन प्रयोगशालाओं, और उद्योग और परीक्षण प्रयोगशालाओं के बीच बाद के अंशांकन के माध्यम से इकाई परिभाषा की प्राप्ति पिरामिड के माध्यम से नीचे प्रचारित की जाती है।<ref name=WMO/>ट्रेसबिलिटी श्रृंखला पिरामिड के नीचे से ऊपर की ओर काम करती है, जहां उद्योग और परीक्षण प्रयोगशालाओं द्वारा किए गए माप सीधे तौर पर कैलिब्रेशन द्वारा बनाई गई ट्रेसबिलिटी श्रृंखला के माध्यम से शीर्ष पर इकाई परिभाषा से संबंधित हो सकते हैं।<ref name = BGtoM/>
=== अनिश्चितता ===
=== अनिश्चितता ===


Revision as of 10:58, 7 October 2022

This article is about माप का विज्ञान. For मौसम का अध्ययन, see मौसम विज्ञान.
File:Microarcsecond testbed.jpg
एक वैज्ञानिक माइक्रोअर्सकंड माप विज्ञान (एमएएम) के सामने खड़ा है।

माप विज्ञान या मापिकी, माप का वैज्ञानिक अध्ययन है।[1] यह मानवीय गतिविधियों को जोड़ने में महत्वपूर्ण इकाइयों की एक सामान्य समझ स्थापित करता है।[2] फ्रांस में इकाइयों को मानकीकृत करने के लिए फ्रांसीसी क्रांति की राजनीतिक प्रेरणा में ही आधुनिक माप विज्ञान का मूल निहित है, जब प्राकृतिक स्रोत से लिया गया लंबाई का एक मानक प्रस्तावित किया गया था। इससे वर्ष 1795 में दशमलव-आधारित मीटर प्रणाली का निर्माण हुआ, जिसने अन्य प्रकार के मापों के लिए मानकों का एक सुव्यवस्थित समूह स्थापित किया। कई अन्य देशों ने वर्ष 1795 और 1875 के बीच मीटर प्रणाली को अपनाया; अंतर्राष्ट्रीय भार और उपाय ब्यूरो (बीआईपीएम) की स्थापना देशों के बीच अनुरूपता सुनिश्चित करने के लिए मीटर सम्मेलन द्वारा की गई थी।[3][4] यह 11वें भार और माप पर आम सम्मेलन (सीजीपीएम) में एक प्रस्ताव के परिणामस्वरूप इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एसआई) के रूप में विकसित हुआ है।[5]

माप विज्ञान को तीन बुनियादी अतिव्यापी गतिविधियों में विभाजित किया गया है:[6][6]

  • माप की इकाइयों की परिभाषा
  • व्यवहार में माप की इन इकाइयों की प्राप्ति
  • पता लगाने की क्षमता-संदर्भ मानकों के अभ्यास में किए गए मापों को जोड़ना

इन अतिव्यापी गतिविधियों का उपयोग माप विज्ञान के तीन बुनियादी उप-क्षेत्रों द्वारा अलग-अलग कोटि में किया जाता है:[7]

  • माप की इकाइयों की स्थापना से संबंधित वैज्ञानिक या मौलिक माप विज्ञान
  • अनुप्रयुक्त, तकनीकी या औद्योगिक माप विज्ञान- समाज में विनिर्माण और अन्य प्रक्रियाओं के लिए माप का अनुप्रयोग
  • कानूनी माप विज्ञान, माप उपकरणों और माप के तरीकों के लिए विनियमन और वैधानिक आवश्यकताओं को सम्मिलित करता है

प्रत्येक देश में प्रयोगशालाओं, अंशांकन सुविधाओं और मान्यता निकायों के एक जालतंत्र के रूप में एक राष्ट्रीय माप प्रणाली (एनएमएस) मौजूद है, जो माप विज्ञान के बुनियादी ढांचे को प्रयुक्त करने और बनाए रखने का कार्य करती है।[8][9] राष्ट्रीय माप प्रणाली किसी देश की मापन विधि और अंतर्राष्ट्रीय समुदाय द्वारा उसकी मान्यता को प्रभावित करती है, जिसका उसके समाज (अर्थशास्त्र, ऊर्जा, पर्यावरण, स्वास्थ्य, विनिर्माण, उद्योग और उपभोक्ता विश्वास सहित) में व्यापक प्रभाव पड़ता है।[10][11] व्यापार और अर्थव्यवस्था पर माप विज्ञान के प्रभाव कुछ सबसे आसान-अवलोकन सामाजिक प्रभाव हैं। निष्पक्ष व्यापार को सुविधाजनक बनाने के लिए माप की एक सहमत प्रणाली का होना अति-आवश्यक है।[11]

इतिहास

See also: माप का इतिहास

मापन-क्षमता एकल रूप में अपर्याप्त है; अतः मापन के सार्थक होने के लिए मानकीकरण महत्वपूर्ण है।[12] स्थायी मानक का पहला रिकॉर्ड 2900 ईसा पूर्व में था, जब मिस्र की शाही नाप को काले ग्रेनाइट से उकेरा गया था।[12] इस नाप को फिरौन के अग्रभाग की लंबाई और उसके हाथ की चौड़ाई के रूप में घोषित किया गया था, और इसके प्रतिचित्रित मानक निर्माणकर्ताओं को प्रदान किये गये थे।[3] एक मानकीकृत लंबाई की सफलता गिज़ा पिरामिड समूह के निर्माण के लिए उनके आधारों की लंबाई में 0.05 प्रतिशत से अधिक के अंतर से संकेतित होती है।[12]

अन्य सभ्यताओं ने रोमन और ग्रीक वास्तुकला के साथ माप की अलग-अलग प्रणालियों पर आधारित सामान्यतः स्वीकृत माप मानकों का निर्माण किया।[12] साम्राज्यों के पतन और उसके बाद के अंधकार युग ने अत्यधिक माप ज्ञान और मानकीकरण को खो दिया। माप की स्थानीय प्रणालियों के सामान्य होने पर भी कई स्थानीय प्रणालियों के असंगत होने के कारण तुलना करना कठिन था।[12] इंग्लैंड ने वर्ष 1196 में लंबाई की माप हेतु मानक बनाने के लिए माप के आकार की स्थापना की, और वर्ष 1215 के मैग्ना कार्टा में वाइन और बीयर के मापन के लिए एक खंड सम्मिलित था।[13]

आधुनिक माप विज्ञान का मूल फ्रांसीसी क्रांति में निहित हैं। पूरे फ्रांस में इकाइयों में सामंजस्य स्थापित करने के लिए एक राजनीतिक प्रेरणा के साथ प्राकृतिक स्रोत पर आधारित एक लंबाई मानक प्रस्तावित किया गया था।[12] मीटर इकाई को मार्च 1791 में परिभाषित किया गया था।[4] इसने वर्ष 1795 में दशमलव-आधारित मीटर प्रणाली का निर्माण किया, और अन्य प्रकार के मापों के लिए मानक स्थापित किए। कई अन्य देशों ने वर्ष 1795 और 1875 के बीच मीटर प्रणाली को अपनाया; मीटर सम्मेलन द्वारा अंतर्राष्ट्रीय वज़न और माप ब्यूरो (French: अंतर्राष्ट्रीय बाट और माप ब्यूरो, या बीआईपीएम) का गठन अंतर्राष्ट्रीय अनुरूपता को सुनिश्चित करने के लिए किया गया था।[3] हालांकि बीआईपीएम का मूल उद्देश्य माप की इकाइयों के लिए अंतरराष्ट्रीय मानकों का निर्माण करना और अनुरूपता सुनिश्चित करने के लिए उन्हें राष्ट्रीय मानकों से जोड़ना था, इसका दायरा विद्युत और प्रकाश-मापन इकाइयों और आयनकारी विकिरण माप मानकों को सम्मिलित करने के लिए व्यापक हो गया है।[4] तौल और माप के 11वें सामान्य सम्मेलन (सीजीपीएम) में एक प्रस्ताव के परिणामस्वरूप वर्ष 1960 में मीटर प्रणाली का आधुनिकीकरण इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एसआई) के निर्माण के साथ किया गया था।[5]

उप-क्षेत्र

अंतर्राष्ट्रीय भार और माप ब्यूरो (बीआईपीएम) द्वारा माप विज्ञान को "विज्ञान और प्रौद्योगिकी के किसी भी क्षेत्र में अनिश्चितता के किसी भी स्तर पर प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक निर्धारण दोनों को अपनाते हुए माप के विज्ञान" के रूप में परिभाषित किया गया हैं।[14] यह मानव गतिविधि के लिए महत्वपूर्ण इकाइयों की एक सामान्य समझ स्थापित करता है।[2] माप विज्ञान एक व्यापक पहुंच वाला क्षेत्र है, लेकिन इसे तीन बुनियादी गतिविधियों, माप की अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर स्वीकृत इकाइयों की परिभाषा, व्यवहार में माप की इन इकाइयों की प्राप्ति और पता लगाने की क्षमता की श्रृंखलाओं का अनुप्रयोग (माप को संदर्भ मानकों से जोड़ना) के माध्यम से संक्षेपित किया जा सकता है।[2][7] ये अवधारणायें माप विज्ञान के तीन मुख्य क्षेत्रों में अलग-अलग कोटि में प्रयुक्त होती हैं: वैज्ञानिक माप विज्ञान; अनुप्रयुक्त, तकनीकी या औद्योगिक माप विज्ञान और कानूनी माप विज्ञान।[7]

वैज्ञानिक माप विज्ञान

वैज्ञानिक माप विज्ञान का सम्बन्ध, माप की इकाइयों की स्थापना, नई माप विधियों के विकास, माप मानकों की प्राप्ति और एक समाज में पता लगाने की क्षमताओं का इन मानकों से उपयोगकर्ताओं तक हस्तांतरण से है।[2][3] इस प्रकार के माप विज्ञान को माप विज्ञान का शीर्ष स्तर माना जाता है, जो सटीकता के उच्चतम स्तर की प्राप्ति के लिए प्रयासरत रहता है।[2] बीआईपीएम विश्व भर के संस्थानों के माप-वैज्ञानिक अंशांकन और माप क्षमताओं का एक डेटाबेस रखता है। गतिविधियों की समकक्ष-समीक्षा वाले ये संस्थान माप-वैज्ञानिक अनुरेखण क्षमता के लिए मौलिक संदर्भ बिंदु प्रदान करते हैं। बीआईपीएम ने माप के क्षेत्र में माप विज्ञान के नौ क्षेत्रों की पहचान की है, जिनमें ध्वनिकी, बिजली और चुंबकत्व, लंबाई, द्रव्यमान और संबंधित मात्रा, प्रकाश-मापन और रेडियो-मापन, आयनकारी विकिरण, समय और आवृत्ति, तापमापन और रसायन शास्त्र सम्मिलित हैं।[15]

कोई भी भौतिक वस्तु मई 2019 तक आधार इकाइयों को परिभाषित नहीं करती है।[16] आधार इकाइयों के परिवर्तन में प्रेरणा, संपूर्ण प्रणाली को भौतिक स्थिरांकों से व्युत्पन्न करने योग्य बनाना है, जिसके लिए प्रोटोटाइप किलोग्राम को हटाने की आवश्यकता होती है क्योंकि यह इकाई परिभाषाओं पर निर्भर अंतिम कलाकृति है।[17] वैज्ञानिक माप विज्ञान, इकाइयों की इस पुनर्परिभाषा में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है क्योंकि आधार इकाइयों की सटीक परिभाषा के लिए भौतिक स्थिरांक के सटीक मापन की आवश्यकता होती है। एक कलाकृति के बिना एक किलोग्राम के मूल्य को फिर से परिभाषित करने के लिए प्लैंक स्थिरांक का मान बीस भाग प्रति अरब होना चाहिए।[18] वैज्ञानिक माप विज्ञान ने किबल संतुलन और अवोगैड्रो परियोजना के विकास के माध्यम से किलोग्राम के पुनर्निर्धारण की अनुमति देने के लिए कम अनिश्चितता के साथ प्लैंक स्थिरांक का एक मूल्य उत्पन्न किया है।[17]

अनुप्रयुक्त, तकनीकी या औद्योगिक माप विज्ञान

अनुप्रयुक्त, तकनीकी या औद्योगिक माप विज्ञान का सम्बन्ध, माप उपकरणों की उपयुक्तता, उनके अंशांकन और गुणवत्ता नियंत्रण के सुनिश्चितीकरण, निर्माण और अन्य प्रक्रियाओं एवं समाज में उनके उपयोग के लिए माप के अनुप्रयोग से है।[2] उद्योगों में अच्छे मापन का उत्पादन महत्वपूर्ण है क्योंकि यह अंतिम उत्पाद के मूल्य और गुणवत्ता को प्रभावित करता है, और उत्पादन लागत पर 10-15% प्रभाव डालता है।[7] यद्यपि माप विज्ञान के इस क्षेत्र में माप पर ही जोर दिया जाता है, माप-उपकरणों के अंशांकन की अनुरेखण-क्षमता माप में विश्वास सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है। उद्योगों में माप-वैज्ञानिक क्षमता की पहचान पारस्परिक मान्यता समझौतों, मान्यता या समकक्ष समीक्षा के माध्यम से प्राप्त की जा सकती है।[7] देश के आर्थिक और औद्योगिक विकास के लिए औद्योगिक माप विज्ञान महत्वपूर्ण है, और देश के औद्योगिक-माप विज्ञान कार्यक्रम की स्थिति इसकी आर्थिक स्थिति को इंगित कर सकती है।[19]

कानूनी माप विज्ञान

कानूनी माप विज्ञान "उन गतिविधियों से संबंधित है जो वैधानिक आवश्यकताओं और सम्बंधित माप, माप की इकाई, माप उपकरणों और माप के तरीकों से उत्पन्न होती हैं और जो सक्षम निकायों द्वारा की जाती हैं"।[20] ऐसी वैधानिक आवश्यकताएं स्वास्थ्य की सुरक्षा, सार्वजनिक सुरक्षा, पर्यावरण, कराधान को सक्षम करने, उपभोक्ताओं की सुरक्षा और निष्पक्ष व्यापार की आवश्यकता से उत्पन्न हो सकती हैं। कानूनी माप विज्ञान के लिए अंतर्राष्ट्रीय संगठन (ओआईएमएल) की स्थापना राष्ट्रीय सीमाओं के पार नियमों में सामंजस्य स्थापित करने में सहायता के लिए की गई थी, जिससे यह सुनिश्चित किया जा सके कि कानूनी आवश्यकतायें व्यापार को बाधित नहीं करती हैं।[21] यह सामंजस्य सुनिश्चित करता है कि एक देश में मापक उपकरणों का प्रमाणन दूसरे देश की प्रमाणन प्रक्रिया के अनुकूल है, जिससे मापक उपकरणों और उन पर निर्भर उत्पादों के व्यापार की अनुमति मिलती है। यूरोपीय संघ और यूरोपीय मुक्त व्यापार संघ (ईएफटीए) के सदस्य राज्यों में कानूनी माप विज्ञान के क्षेत्र में सहयोग को बढ़ावा देने के लिए वर्ष 1990 में वेल्मेक की स्थापना की गई थी।[22] संयुक्त राज्य अमेरिका में कानूनी माप विज्ञान, राष्ट्रीय मानक और प्रौद्योगिकी संस्थान (एनआईएसटी) के तौल और माप कार्यालय के अधिकार के अधीन है, जिसे अलग-अलग राज्यों द्वारा लागू किया गया है।[21]

अवधारणाएँ

इकाइयों की परिभाषा

इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एसआई), सात आधार इकाइयों लंबाई, द्रव्यमान, समय, विद्युत प्रवाह, ऊष्मागतिकी तापमान, पदार्थ की मात्रा और प्रकाशयुक्त तीव्रता को परिभाषित करती है।[23] इनमें से प्रत्येक इकाई को सम्मेलन द्वारा पारस्परिक रूप से स्वतंत्र माना जाता है और इनका निर्माण सीधे उनके परिभाषित स्थिरांकों से किया जा सकता है।[24]: 129 अन्य सभी एसआई इकाइयों का निर्माण सात आधार इकाइयों की घातों के गुणनफलों के रूप में किया जाता है।[24]: 129 

एसआई आधार इकाइयाँ और मानक
मूल राशि नाम संकेत परिभाषा
समय सेकंड s सीजियम-133 परमाणु की भौमिक अवस्था के दो अति-सूक्ष्म स्तरों के बीच संक्रमण के अनुरूप विकिरण के 9192631770 आवर्तकालों की अवधि[24]: 130 
लम्बाई मीटर m एक सेकंड के 1/299792458 के समय अंतराल के दौरान निर्वात में प्रकाश द्वारा तय किए गए पथ की लंबाई[24]: 131 
द्रव्यमान किलोग्राम kg वर्ष 2019 तक परिभाषित "... प्लांक नियतांक का निश्चित संख्यात्मक मान, h, 6.62607015×10−34 लेते हुए, जब जूल-सेकंड इकाई में व्यक्त किया जाता है, जो कि किग्रा-मीटर2 सेकंड-1 के बराबर है ... "[24]: 131 
विद्युत-धारा एम्पियर A वर्ष 2019 तक परिभाषित "... प्रारम्भिक आवेश का निश्चित संख्यात्मक मान, e, 1.602176634×10−19 लेने पर, जब कूलाम इकाई में व्यक्त किया जाता है, जो एम्पियर-सेकंड के बराबर है ..."[24]: 132 
ऊष्मागतिकी-तापमान केल्विन K वर्ष 2019 तक परिभाषित "...बोल्ट्जमान नियतांक का निश्चित संख्यात्मक मान, k, 1.380649×10−23 लेने पर, जब जूल-केल्विन−1 इकाई में व्यक्त किया जाता है, जो किग्रा-मीटर2-सेकंड−2 केल्विन−1 के बराबर है ..."[24]: 133 
पदार्थ की मात्रा मोल mol वर्ष 2019 तक परिभाषित "... 6.02214076×1023 प्राथमिक इकाइयाँ। यह संख्या एवोगैड्रो स्थिरांक, NA का निश्चित संख्यात्मक मान है, जब इसे मोल−1 इकाई में व्यक्त किया जाता है ..."[24]: 134 
ज्योति-तीव्रता कैन्डिला cd 540×1012 हर्ट्ज की आवृत्ति के एकवर्णी विकिरण उत्सर्जित करने वाले स्रोत की दी गई दिशा में ज्योति तीव्रता, उस दिशा में 1/683 वाट प्रति स्टेरेडियन की ज्योति-तीव्रता के साथ[24]: 135 

चूंकि आधार इकाइयाँ, एसआई इकाइयों में लिए गए सभी मापों के लिए संदर्भ बिंदु हैं, संदर्भ मान के बदल जाने पर सभी पूर्व माप गलत हो जायेंगे। वर्ष 2019 से पहले, यदि किलोग्राम के अंतर्राष्ट्रीय प्रोटोटाइप का एक टुकड़ा काट दिया गया होता, तो इसे अभी भी एक किलोग्राम के रूप में परिभाषित किया गया हो