Введение
Процесс взвешивания заключается в усилении влияния определенных аспектов явления (или набора данных) на результат по сравнению с другими, тем самым выделяя их в анализе. Иными словами, вместо того чтобы каждая переменная в наборе данных вносила равный вклад в конечный результат, некоторые данные корректируются для увеличения их вклада. Это аналогично практике добавления (дополнительного) веса на одну чашу весов, чтобы склонить их в пользу покупателя или продавца. Хотя взвешивание может применяться к наборам данных, например, к эпидемиологическим данным, оно чаще используется для измерения света, тепла, звука, гамма-излучения и, по сути, любого стимула, распределенного по спектру частот.
Вес и громкость
При измерении громкости, например, часто используется весовой фильтр для усиления частот в диапазоне от 3 до 6 кГц, где человеческое ухо наиболее чувствительно, и ослабления очень высоких и очень низких частот, к которым ухо менее чувствительно. Наиболее распространенным весом является кривая взвешивания А, которая приводит к единицам измерения уровня звукового давления в дБ(А). Поскольку частотная характеристика человеческого слуха меняется в зависимости от громкости, кривая взвешивания А корректна только при уровне 40 фон. Также используются другие кривые, известные как взвешивания B, C и D, причем последняя особенно предназначена для измерения шума самолетов.
Взвешивание в аудио измерении
При измерениях в радиовещании и аудиоаппаратуре предпочтительно использовать взвешивание 468, поскольку оно было специально разработано для получения субъективно достоверных измерений шума, а не чистых тонов. Часто не учитывают, что кривые равной громкости, и, следовательно, A-взвешивание, на самом деле применимы только к тонам, поскольку тесты с шумовыми полосами показывают повышенную чувствительность в диапазоне от 5 до 7 кГц к шуму по сравнению с тонами. Другие кривые взвешивания используются при измерении гула и трепетания для корректной оценки субъективного восприятия. В каждой области измерений используются специальные единицы для обозначения взвешенного измерения, в отличие от базового физического измерения уровня энергии. Для звука такой единицей является фон (уровень громкости, эквивалентный 1 кГц). В акустике и звукотехнике обычно применяется стандартная кривая, известная как A-взвешивание, одна из серии кривых, которые, как считается, получены из кривых равной громкости.
Взвешивание и гамма-лучи
При измерении гамма-лучей или другого ионизирующего излучения, радиационный монитор или дозиметр обычно использует фильтр для ослабления тех энергетических уровней или длин волн, которые причиняют наименьший вред организму человека, пропуская при этом те, которые наносят наибольший ущерб. Таким образом, любой источник излучения можно измерить с точки зрения его реальной опасности, а не только интенсивности. Результатом измерения является единица измерения – зиверт или микрозиверт.
Весы и цветные телевизионные компоненты
Еще одно применение взвешивания – в телевидении, где красные, зеленые и синие составляющие сигнала взвешиваются в соответствии с их воспринимаемой яркостью. Это обеспечивает совместимость с черно-белыми телевизорами, а также улучшает помехоустойчивость и позволяет разделить сигнал на значимые составляющие яркости и цветности для передачи.
Взвешивание и вывод УФ-фактора для воздействия солнца
Повреждение кожи, вызванное воздействием солнечного излучения, сильно зависит от длины волны в диапазоне УФ-излучения от 295 до 325 нм, при этом излучение с более короткой длиной волны вызывает примерно в 30 раз больше повреждений, чем излучение с большей длиной волны. При расчете УФ-индекса используется весовая кривая, известная как спектр эритемы МакКинли — Диффея.