Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Объектами измерений являются свойства объективных реальностей (тел, веществ, явлений, процессов). Свойство — это выражение какой-либо стороны вещи или явления. Каждая вещь обладает множеством свойств, в которых проявляется ее качество. Одни свойства существенны, другие несущественны. Изменение существенных свойств равнозначно изменению качественного состояния вещи или явления.

Под измерением, в общем случае, следует понимать процедуру количественной или качественной оценки рассматриваемого свойства. Ее осуществление оказывается возможным, если удается сформировать шкалу рассматриваемого свойства с учетом логических отношений, существующих между элементами множества различных проявлений свойства в конкретных объектах, т.е. системы с отношениями. Для построения такой системы с отношениями используется модель объекта измерений, достаточно адекватно (для решения поставленной измерительной задачи) описывающая рассматриваемый объект. Имеются в виду отношения типа “эквивалентность” (равенство), “больше”, “меньше”, “сумма”. При отображении системы с отношениями, характеризующей рассматриваемое свойство, на числовую систему с отношениями получается шкала этого свойства. В теории измерений принято, в основном, различать пять типов шкал: наименований, порядка, разностей (интервалов), отношений и абсолютные.

Шкалы наименований характеризуются только отношением эквивалентности. Примером такой шкалы является распространенная классификация (оценка) цвета по наименованиям (атласы цветов).

Шкалы порядка соответствуют свойствам, для которых имеют смысл не только отношение эквивалентности, но и отношение порядка (по возрастанию или уменьшению количественного проявления свойства). Характерные примеры шкал порядка — существующие шкалы твердости тел.

Шкала интервалов отличается от шкалы порядка тем, что имеет смысл отношения эквивалентности, порядка и суммирования интервалов (разностей) между различными количественными проявлениями свойства. Характерный пример — шкала интервалов времени, так как интервалы времени можно суммировать (вычитать), но складывать, например, даты каких-либо событий не имеет смысла. Шкалы Цельсия, Фаренгейта, Реомюра.

Шкалы отношений описывают свойства, к множеству самих количественных проявлений которых применимы отношения эквивалентности, порядка и суммирования, а, следовательно, вычитания и умножения. В шкале отношений существует также естественный критерий нулевого количественного проявления свойства. Наглядный пример шкал отношений — шкалы длин.

Абсолютные шкалы обладают всеми признаками шкал отношений, но дополнительно в них существует естественное однозначное определение единицы измерения. Такие шкалы соответствуют относительным величинам (отношениям одноименных физических величин, описываемых шкалами отношений). К таким величинам относятся коэффициент усиления, добротность колебательной системы, ослабление и т.п. Среди абсолютных шкал выделяются ограниченные абсолютные шкалы, значения которых находятся в пределах от 0 до 1. Соответствующими величинами являются коэффициенты полезного действия, отражения, амплитудной модуляции и т. п.