Mērīšana– pārsvarā eksperimentālu darbību kopums, ko veic, izmantojot tehniskos līdzekļus, kas saglabā daudzuma vienību, ļaujot salīdzināt izmērīto daudzumu ar tā vienību un iegūt

vēlamā daudzuma vērtība. Šo vērtību sauc par mērījuma rezultātu.

Lai noteiktu atšķirības attēlotā objekta kvantitatīvā vērtībā, tiek ieviests fiziskā daudzuma jēdziens.

Fiziskais daudzums (PV) ir viena no fiziska objekta (parādība, procesa) īpašībām, kas kvalitatīvā ziņā ir kopīga daudziem fiziskiem objektiem, bet kvantitatīvi individuāla katram objektam (4.1. att.).

Piemēram, blīvums, spriegums, laušanas koeficients utt.

Tātad, izmantojot mērierīci, piemēram, līdzstrāvas voltmetru, mēs izmērām konkrētas elektriskās ķēdes spriegumu voltos, salīdzinot rādītāja (bultiņas) pozīciju ar voltmetra skalā saglabāto elektriskā sprieguma vienību. Atrastā sprieguma vērtība kā noteikts voltu skaits atspoguļo mērījuma rezultātu.

Rīsi. 4.1.

Daudzuma atšķirīga iezīme var būt mērvienība, mērīšanas metode, standarta paraugs vai to kombinācija.

Ja nepieciešams, iespējams izmērīt ne tikai fizisku lielumu, bet arī jebkuru fizisku un nefizisku objektu.

Ja ķermeņa masa ir 50 kg, tad mēs runājam par fiziskā lieluma lielumu.

Fiziskā daudzuma lielums– konkrētam materiālam objektam (parādībam, procesam) piemītoša fizikālā daudzuma kvantitatīvā noteikšana.

Patiesais izmērs fiziskais lielums ir objektīva realitāte, kas nav atkarīga no tā, vai tiek izmērīts objekta īpašību atbilstošs raksturlielums. Reālā vērtība fizikālais daudzums tiek atrasts eksperimentāli. Tā atšķiras no patiesās vērtības pēc kļūdas lieluma.

Daudzuma lielums ir atkarīgs no tā, kura vienība tiek izmantota daudzuma mērīšanai.

Lielumu var izteikt kā abstraktu skaitli, nenorādot mērvienību, kas atbilst fizikālā lieluma skaitliskā vērtība. Fiziskā daudzuma kvantitatīvo novērtējumu, ko attēlo skaitlis, kas norāda šī daudzuma vienību, sauc fiziskā lieluma vērtība.

Var runāt par dotā fiziskā daudzuma dažādu vienību izmēriem. Šajā gadījumā, piemēram, kilograma izmērs atšķiras no mārciņas (1 mārciņa = 32 lotes = 96 spoles = 409,512 g), pūda (1 punkts = 40 mārciņas = 1280 lotes = 16,3805 kg) utt. d.

Līdz ar to ir jāņem vērā dažādas fizikālo lielumu interpretācijas dažādās valstīs, pretējā gadījumā tas var radīt nepārvaramas grūtības, pat katastrofas.

Tā 1984. gadā Kanādas pasažieru lidmašīna Boeing-647 veica avārijas nosēšanos transportlīdzekļu izmēģinājumu poligonā pēc tam, kad izlietotās degvielas dēļ lidojuma laikā 10 tūkstošu m augstumā sabojājās dzinēji. Izskaidrojums šim incidentam bija tāds, ka lidmašīnā esošie instrumenti bija kalibrēti litros, bet Kanādas aviokompānijas instrumenti, kas uzpildīja lidmašīnu, tika kalibrēti galonos (aptuveni 3,8 L). Tādējādi tika iepildīts gandrīz četras reizes mazāk degvielas nekā nepieciešams.

Tātad, ja ir noteikts daudzums X, tam pieņemtā mērvienība ir [X], tad konkrēta fiziskā lieluma vērtību var aprēķināt, izmantojot formulu

X = q [X], (4.1)

Kur q – fizikālā lieluma skaitliskā vērtība; [ X] – fiziskā daudzuma vienība.

Piemēram, caurules garums l= 5m, kur l– garuma vērtība, 5 – tā skaitliskā vērtība, m – šajā gadījumā pieņemtā garuma mērvienība.

Tiek izsaukts vienādojums (4.1). pamata mērījumu vienādojums, kas parāda, ka daudzuma skaitliskā vērtība ir atkarīga no pieņemtās mērvienības lieluma.

Atkarībā no salīdzināšanas jomas vērtības var būt viendabīgs Un neviendabīgs. Piemēram, diametrs, apkārtmērs, viļņa garums, kā likums, tiek uzskatīti par viendabīgiem lielumiem, kas saistīti ar lielumu, ko sauc par garumu.

Tajā pašā daudzumu sistēmā viendabīgiem daudzumiem ir tāda pati dimensija. Tomēr vienas dimensijas daudzumi ne vienmēr ir viendabīgi. Piemēram, spēka moments un enerģija nav viendabīgi lielumi, bet tiem ir vienāda dimensija.

Daudzumu sistēma apzīmē daudzumu kopu kopā ar konsekventu vienādojumu kopu, kas savieno šos lielumus.

Pamata daudzums apzīmē daudzumu, kas ir nosacīti izvēlēts noteiktai daudzumu sistēmai un ir iekļauts pamatlielumu komplektā. Piemēram, SI sistēmas pamatlielumi. Galvenie daudzumi nav saistīti viens ar otru.

Atvasinātais daudzums daudzumu sistēma tiek noteikta caur šīs sistēmas pamatlielumiem. Piemēram, lielumu sistēmā, kur galvenie lielumi ir garums un masa, masas blīvums ir atvasināts lielums, kas tiek definēts kā masas koeficients, kas dalīts ar tilpumu (garums līdz trešajai pakāpei).

Vairākas vienības tiek iegūts, reizinot doto mērvienību ar veselu skaitli, kas ir lielāks par vienu. Piemēram, kilometrs ir metra decimāldaļskaitlis; un stunda ir vienība bez decimāldaļas, kas ir sekundes reizinājums.

vairāku vienību tiek iegūts, dalot mērvienību ar veselu skaitli, kas ir lielāks par vienu. Piemēram, milimetrs ir decimālā vienība, metra apakšreizinājums.

Nesistēmiska vienība mērījums nepieder šai mērvienību sistēmai. Piemēram, diena, stunda, minūte ir nesistēmiskas mērvienības attiecībā pret SI sistēmu.

Ieviesīsim vēl vienu svarīgu jēdzienu - mērījumu konvertēšana.

Tas tiek saprasts kā process, kurā tiek noteikta savstarpēja atbilstība starp divu lielumu izmēriem: lielumu, kas tiek pārveidots (ievade) un lielumu, kas pārveidots mērījumu rezultātā (ievade).

Tiek saukta ievades daudzuma izmēru kopa, kas tiek pārveidota, izmantojot tehnisko ierīci - mērpārveidotāju. konversijas diapazons.

Mērījumu pārveidošanu var veikt dažādos veidos atkarībā no fizisko lielumu veidiem, kurus parasti iedala trīs grupas.

Pirmā grupa apzīmē lielumus, kuru lielumu komplektā tiek noteiktas tikai to attiecības salīdzinājumu veidā “vājāks – stiprāks”, “mīkstāks – cietāks”, “vēsāks – siltāks” utt.

Šīs attiecības tiek izveidotas, pamatojoties uz teorētiskiem vai eksperimentāliem pētījumiem, un tiek sauktas pasūtījuma attiecības(ekvivalences attiecības).

Uz daudzumiem pirmā grupa ietver, piemēram, vēja stiprumu (vājš, stiprs, mērens, vētra utt.), cietību, ko raksturo pētāmā ķermeņa spēja pretoties iespiedumiem vai skrāpējumiem.

Otrā grupa apzīmē lielumus, kuriem noteiktas secības (ekvivalences) attiecības ne tikai starp daudzumu lielumiem, bet arī starp lielumu atšķirībām to lielumu pāros.

Tie ietver, piemēram, laiku, enerģiju, temperatūru, kas noteikta pēc šķidruma termometra skalas.

Iespēja salīdzināt šo daudzumu lielumu atšķirības slēpjas otrās grupas daudzumu noteikšanā.

Tādējādi, izmantojot dzīvsudraba termometru, temperatūras atšķirības (piemēram, diapazonā no +5 līdz +10 ° C) tiek uzskatītas par vienādām. Tādējādi šajā gadījumā pastāv gan lieluma sakarība (25 “siltāks” par 10°C), gan ekvivalences sakarība starp lieluma vērtību pāru atšķirībām: pāra atšķirība (25–20°C). ) atbilst pāra starpībai (10–5°C).

Abos gadījumos secības sakarība tiek nepārprotami noteikta, izmantojot mērinstrumentu (mērīšanas devēju), kas ir minētais šķidruma termometrs.

Ir viegli secināt, ka temperatūra pieder gan pirmās, gan otrās grupas vērtībām.

Trešā grupa lielumus raksturo tas, ka uz to lielumu kopas (izņemot norādītās otrās grupas lielumiem raksturīgās kārtas un ekvivalences attiecības) iespējams veikt saskaitīšanai vai atņemšanai līdzīgas darbības (summēšanas īpašība).

Trešās grupas daudzumos ietilpst ievērojams skaits fizisko lielumu, piemēram, garums, masa.

Tādējādi divi ķermeņi, kas katrs sver 0,5 kg, novietoti uz vienas no vienādu roku svaru pannām, tiek līdzsvaroti ar 1 kg smagu svaru, kas novietots uz otras pannas.

Lejupielādējiet no vietnes Depositfiles

Lekcija 1.Īpašums. Lielums. Mērījumu pamatvienādojums

2. Mērījumi

Daudzumi, mērījumi un mērinstrumenti tiek detalizēti apgūti kursā “Metroloģija”, kas jums tiks pasniegts ceturtajā kursā. Šeit mēs apskatīsim galvenos punktus, kas mums būs jāzina kursā “Ģeodēziskie instrumenti un mērījumi”.

1. Īpašums. Lielums. Mērījumu pamatvienādojums

Visus apkārtējās pasaules objektus raksturo to īpašības.

Piemēram, mēs varam nosaukt tādas objektu īpašības kā krāsa, svars, garums, augstums, blīvums, cietība, maigums utt. Tomēr no tā, ka kāds objekts ir krāsains vai garš, mēs neko neuzzinām, izņemot to, ka tam piemīt krāsa vai garums.

Dažādu īpašību, procesu un fizisko ķermeņu kvantitatīvām aprakstam tiek ieviests kvantitātes jēdziens.

Visus daudzumus var iedalīt divos veidos:īsts Un ideāls .

Ideāli daudzumi galvenokārt attiecas uz matemātiku un ir konkrētu reālu jēdzienu vispārinājums (modelis). Mūs tie neinteresē.

Īsta daudzumus savukārt dala arfiziskais Un nefizisks .

UZ nefizisks jāiekļauj vērtības, kas raksturīgas sociālajām (nefiziskajām) zinātnēm - filozofijai, socioloģijai, ekonomikai utt. Mūs neinteresē šie daudzumi.

Fiziskā lielumu vispārīgā gadījumā var definēt kā lielumu, kas raksturīgs dabas (fizika, ķīmija) un tehniskajās zinātnēs pētītiem materiāliem objektiem (procesiem, parādībām). Tieši šie daudzumi mūs interesē.

Individualitāte kvantitatīvā izteiksmē tiek saprasta tādā nozīmē, ka īpašība vienam objektam var būt noteikta reižu lielāka vai mazāka nekā citam.

Piemēram, katram objektam uz Zemes ir tāda īpašība kā svars. Ja ņemat vairākus ābolus, katram no tiem ir svars. Bet tajā pašā laikā katra ābola svars atšķirsies no citu ābolu svara.

Fizikālos lielumus var iedalītizmērāms Un novērtēts.

Fizikālos lielumus, kuriem viena vai otra iemesla dēļ nevar veikt mērījumu vai ievadīt mērvienību, var tikai novērtēt. Tādus fizikālos lielumus sauc vērtējams . Šādus fiziskos lielumus novērtē, izmantojot parastās skalas. Piemēram, zemestrīču intensitāte tiek lēsta ar Rihtera skala, minerālu cietība - Mosa skala.

Atbilstoši nosacītās neatkarības pakāpei no citiem lielumiem fizikālos lielumus iedala pamata (nosacīti neatkarīgs),atvasinājumi (nosacīti atkarīgs) unpapildu .

Visu mūsdienu fiziku var balstīt uz septiņiem pamatlielumiem, kas raksturo materiālās pasaules pamatīpašības. Tie ietverseptiņi izvēlētie fizikālie lielumiSI sistēma kā galvenais , Un divi papildu fizikālie lielumi.

Ar galveno septiņu un divu papildu lielumu palīdzību, kas ieviesti tikai ērtības labad, tiek veidota visa atvasināto fizisko lielumu dažādība un sniegts fizisko objektu un parādību īpašību apraksts.

Pēc dimensijas klātbūtnes fizikālie lielumi tiek sadalītidimensiju , t.i. kam ir dimensija, unbezizmēra .

Koncepcija fiziskā lieluma izmēri tika ieviests Furjē 1822. gadā.

Izmērs kvalitāti tā raksturlielumus un norāda ar simbolu
, kas nāk no vārda dimensiju (angļu valodā - izmērs, izmērs). Izmērs galvenais fiziskos daudzumus norāda ar atbilstošiem lielajiem burtiem. Piemēram, garumam, masai un laikam

Atvasinātā fiziskā daudzuma dimensiju izsaka ar pamata fizisko lielumu izmēriem, izmantojot jaudas monomu:

Kur ,
,, … – fizisko pamatlielumu izmēri;

, ,, … – dimensijas rādītāji.

Turklāt katrs no dimensijas rādītājiem var būt pozitīvs vai negatīvs, vesels vai daļskaitlis, kā arī nulle.

Ja visi dimensiju rādītāji ir vienādi ar nulli , tad šo daudzumu sauc bezizmēra .

Izmērs izmērītais daudzums irkvantitatīvi tās īpašības.

Piemēram, dēļa garums ir dēļa kvantitatīvs raksturlielums. Pašu garumu var noteikt tikai mērīšanas rezultātā.

Skaitļu kopai, kas apzīmē dažāda lieluma viendabīgus daudzumus, jābūt identisku skaitļu kopai. Šis nosaukums ir fiziskā daudzuma vienība vai tās daļa. Tas pats piemērs ar dēļa garumu. Ir skaitļu kopa, kas raksturo dažādu dēļu garumu: 110, 115, 112, 120, 117. Visus skaitļus sauc par centimetriem. Nosaukuma centimetrs ir fiziskā daudzuma vienība, šajā gadījumā garuma vienība.

Piemēram, metrs, kilograms, sekunde.

Piemēram, 54,3 metri, 76,8 kilogrami, 516 sekundes.

Piemēram, 54,3, 76,8, 516.

Visi trīs uzskaitītie parametri ir savstarpēji saistīti ar attiecību

, (3.1) ko saucpamata mērījumu vienādojums .

2. Mērījumi

No pamata mērījumu vienādojuma izriet, kamērīšana - tā ir daudzuma vērtības noteikšana jeb, citiem vārdiem sakot, tā ir daudzuma salīdzināšana ar tā vienību. Fizikālo lielumu mērījumi tiek veikti, izmantojot tehniskos līdzekļus. Var sniegt šādu mērījuma definīciju.

Šī definīcija satur četrus mērījumu jēdziena raksturlielumus.

1. Var izmērīt tikai fiziskos lielumus(t.i. materiālo objektu, parādību, procesu īpašības).

2. Mērīšana ir daudzuma eksperimentāls novērtējums, t.i. tas vienmēr ir eksperiments.

Aprēķināto daudzuma noteikšanu, izmantojot formulas un zināmus sākotnējos datus, nevar saukt par mērījumu.

3. Mērījumu veic, izmantojot īpašus tehniskos līdzekļus - vienību izmēru vai svaru nesējus, ko sauc par mērinstrumentiem.

4. Mērīšana ir daudzuma vērtības noteikšana, t.i. ir daudzuma salīdzinājums ar tā mērvienību vai mērogu. Šī pieeja ir izstrādāta gadsimtiem ilgā mērīšanas praksē. Tas pilnībā atbilst jēdziena “mērīšana” saturam, ko pirms vairāk nekā 200 gadiem deva L. Eilers: “ Nav iespējams definēt vai izmērīt vienu lielumu, izņemot, ja tiek ņemts zināms cits tāda paša veida daudzums un norādīta attiecība, kādā tas tiek atrasts. » .

Fiziskā lieluma mērīšana ietver divus (parasti var būt vairāki) posmi:

A) izmērītā daudzuma salīdzinājums ar vienību;

b) pārveidošana lietošanai ērtā formā(dažādas displeja metodes).

Mērījumi atšķir:

A) mērīšanas princips– tā ir mērījumu pamatā esoša fiziska parādība vai efekts;

b) mērīšanas metode– paņēmiens vai paņēmienu kopums izmērītā fiziskā daudzuma salīdzināšanai ar tā mērvienību saskaņā ar ieviesto mērīšanas principu. Mērīšanas metodi parasti nosaka mērinstrumentu konstrukcija.

Visus cilvēku praksē sastopamos iespējamos mērījumus var klasificēt vairākos virzienos.

1. Klasifikācija pēc mērījumu veidiem :

A) tiešā mērīšana – mērījums, kurā tieši iegūst vēlamo fizikālā lieluma vērtību.

Piemēri: līnijas garuma mērīšana ar mērlenti, horizontālo vai vertikālo leņķu mērīšana ar teodolītu;

b) netiešais mērījums – fizikālā lieluma vēlamās vērtības noteikšana, pamatojoties uz citu fizikālo lielumu tiešu mērījumu rezultātiem, kas funkcionāli saistīti ar vēlamo lielumu.

Piemērs 1. Līniju garumu mērīšana ar paralakses metodi, kurā horizontālo leņķi mēra uz pamatsliedes atzīmēm, kuru attālums ir zināms; nepieciešamo garumu aprēķina, izmantojot formulas, kas šo garumu attiecina uz horizontālo leņķi un pamatni.

Piemērs 2. Līnijas garuma mērīšana ar diapazona meklētāju. Šajā gadījumā tieši mēra nevis pašu līnijas garumu, bet gan elektromagnētiskā impulsa pārejas laiku starp emitētāju un reflektoru, kas uzstādīts virs punktiem, starp kuriem mēra līnijas garumu.

3. piemērs. Zemes virsmas punkta telpisko koordinātu noteikšana, izmantojot globālo satelītu navigācijas sistēmu (GNSS). Šajā gadījumā tiek mērītas nevis koordinātas vai pat garumi, bet gan laiks, kas nepieciešams signālam no katra satelīta līdz uztvērējam. Izmantojot izmērīto laiku, tiek netieši noteikti attālumi no satelītiem līdz uztvērējam, un pēc tam atkal netiešā veidā tiek noteiktas stāvēšanas punkta koordinātas.

V) locītavu mērījumi – divu vai vairāku dažādu lielumu vienlaicīga mērījumu veikšana, lai noteiktu saistību starp tiem.

Piemērs. Metāla stieņa garuma mērīšana un temperatūra, kurā mēra stieņa garumu. Šādu mērījumu rezultāts ir tā metāla lineārās izplešanās koeficienta noteikšana, no kura tiek izgatavots stienis temperatūras izmaiņu dēļ.

G) summārie mērījumi – vienlaicīgi veikti vairāku viena nosaukuma lielumu mērījumi, kuros lielumu vēlamās vērtības nosaka, risinot vienādojumu sistēmu, kas iegūta, mērot šos lielumus dažādās kombinācijās.

2. Klasifikācija pēc mērīšanas metodēm :

A) tiešās novērtēšanas metode– metode, kurā daudzuma vērtību nosaka tieši no indikācijas mērinstrumenta;

piemēri spiediena mērīšanai ar barometru vai temperatūras mērīšanai ar termometru;

b) salīdzināšanas metode ar mēru– mērīšanas metode, kurā izmērīto vērtību salīdzina ar mēra reproducēto vērtību;

piemēri:

uzliekot jebkurai daļai lineālu ar dalījumiem, tie pēc būtības salīdzina tā izmēru ar lineāla saglabāto mērvienību un, nolasījuši, iegūst daudzuma vērtību (garumu, augstumu, biezumu un citus parametrus);

izmantojot mērierīci, lieluma (piemēram, leņķa) lielumu, kas pārvērsts rādītāja kustībā (alidadē), salīdzina ar mērvienību, kas saglabāta pēc šīs ierīces skalas (horizontāls aplis, apļa dalīšana ir mērs), un tiek veikta skaitīšana.

Mērījumu precizitātes īpašība ir tās kļūda vai nenoteiktība.

Veicot mērījumus, reālais mēramais objekts vienmēr tiek aizstāts ar tā modeli, kas sava nepilnības dēļ atšķiras no reālā objekta. Rezultātā lielumi, kas raksturo reālu objektu, arī atšķirsies no līdzīgiem tā paša objekta daudzumiem. Tas noved pie neizbēgamām mērījumu kļūdām, kuras parasti iedala nejaušās un sistemātiskās.

Mērīšanas metode. Mērīšanas metodes izvēli nosaka pieņemtais mērīšanas objekta modelis un pieejamie mērinstrumenti. Izvēloties mērīšanas metodi, tiek nodrošināts, ka mērīšanas metodes kļūda, t.i. sistemātiskās mērījumu kļūdas komponente pieņemtā modeļa un mērīšanas metodes nepilnības (pretējā gadījumā teorētiskā kļūda) dēļ nav manāmi ietekmējusi radušos mērījumu kļūdu, t.i. nepārsniedza 30% no viņas.

Objekta modelis. Modeļa izmērīto parametru izmaiņas novērošanas cikla laikā, kā likums, nedrīkst pārsniegt 10% no norādītās mērījumu kļūdas. Ja ir iespējamas alternatīvas, tad tiek ņemti vērā arī ekonomiskie apsvērumi: modeļa un mērījumu metodes precizitātes nevajadzīga pārvērtēšana rada nepamatotas izmaksas. Tas pats attiecas uz mērinstrumentu izvēli.

Mērinstrumenti. Mērinstrumentu un palīgierīču izvēli nosaka mērāmais daudzums, pieņemtā mērīšanas metode un nepieciešamā mērījumu rezultātu precizitāte (precizitātes standarti). Mērījumi ar nepietiekamas precizitātes mērinstrumentiem ir mazvērtīgi (pat bezjēdzīgi), jo tie var radīt nepareizus secinājumus. Pārāk precīzu mērinstrumentu izmantošana nav ekonomiski izdevīga. Tiek ņemts vērā arī izmērītās vērtības izmaiņu diapazons, mērīšanas apstākļi, mērinstrumentu darbības raksturlielumi un to izmaksas.

Galvenā uzmanība tiek pievērsta mērinstrumentu kļūdām. Ir nepieciešams, lai mērījumu rezultāta kopējā kļūda
bija mazāka par maksimāli pieļaujamo mērījumu kļūdu
, t.i.

— maksimālā kļūda operatora dēļ.<

Mērījumu kvalitāte

Neviena zinātne nevar iztikt bez mērījumiem, tāpēc metroloģija kā mērījumu zinātne ir ciešā saistībā ar visām pārējām zinātnēm. Tāpēc metroloģijas galvenais jēdziens ir mērīšana. Saskaņā ar GOST 16263-70 mērīšana ir fiziskā daudzuma (PV) vērtības noteikšana eksperimentāli, izmantojot īpašus tehniskos līdzekļus.

Mērīšanas iespēju nosaka mērīšanas objekta dotās īpašības iepriekšēja izpēte, abstraktu modeļu konstruēšana gan pašai īpašībai, gan tās nesējam - mērījumu objektam kopumā. Tāpēc mērīšanas vieta tiek noteikta starp izziņas metodēm, kas nodrošina mērījuma ticamību. Ar metroloģisko procedūru palīdzību tiek risinātas datu ģenerēšanas (izziņas rezultātu reģistrēšanas) problēmas. Mērīšana no šī viedokļa ir informācijas kodēšanas un saņemtās informācijas reģistrēšanas metode.

Mērījumi sniedz kvantitatīvu informāciju par apsaimniekošanas vai kontroles objektu, bez kuras nav iespējams precīzi reproducēt visus norādītos tehniskā procesa nosacījumus, nodrošināt augstu produkcijas kvalitāti un efektīvu objekta pārvaldību. Tas viss veido mērījumu tehnisko aspektu.

Līdz 1918. gadam metriskā sistēma Krievijā tika ieviesta pēc izvēles kopā ar vecajām krievu un angļu (collu) sistēmām. Būtiskas izmaiņas metroloģiskās darbībās sākās pēc tam, kad RSFSR Tautas komisāru padome parakstīja dekrētu "Par starptautiskās svaru un mēru metriskās sistēmas ieviešanu". Metriskās sistēmas ieviešana Krievijā notika no 1918. līdz 1927. gadam.Pēc Lielā Tēvijas kara un līdz šai dienai metroloģiskie darbi mūsu valstī tiek veikti Valsts standartu komitejas (Gosstandart) vadībā.

1960. gadā XI Starptautiskajā svaru un mēru konferencē tika pieņemta Starptautiskā VF mērvienību sistēma - SI sistēma. Mūsdienās metriskā sistēma ir legalizēta vairāk nekā 124 valstīs visā pasaulē.

Pašlaik uz Galvenās svaru un mēru kameras bāzes atrodas valsts augstākā zinātniskā institūcija - Viskrievijas Metroloģijas pētniecības institūts. DI. Mendeļejevs (VNIIM). Institūta laboratorijās tiek izstrādāti un uzglabāti valsts mērvienību etaloni, noteiktas vielu un materiālu fizikālās konstantes un īpašības. Institūta darbs aptver lineāros, leņķiskos, optiskos un fotometriskos, akustiskos, elektriskos un magnētiskos mērījumus, masas, blīvuma, spēka, spiediena, viskozitātes, cietības, ātruma, paātrinājuma un virkni citu lielumu mērījumus.

1955. gadā netālu no Maskavas tika izveidots valsts otrais metroloģijas centrs - tagad Viskrievijas Fizikālo, tehnisko un radioinženiertehnisko mērījumu pētniecības institūts (VNIIFTRI). Viņš izstrādā standartus un precizitātes mērīšanas rīkus vairākās nozīmīgās zinātnes un tehnoloģiju jomās: radioelektronikā, laika un frekvenču dienestos, akustikā, atomfizikā, zemas temperatūras un augsta spiediena fizikā.

Trešais metroloģijas centrs Krievijā ir Viskrievijas Metroloģiskā dienesta pētniecības institūts (VNIIMS), kas ir vadošā organizācija lietišķās un juridiskās metroloģijas jomā. Viņam uzticēta valsts metroloģiskā dienesta koordinācija un zinātniskā un metodiskā vadība. Papildus uzskaitītajiem ir vairāki reģionālie metroloģijas institūti un centri.

Starptautiskās metroloģijas organizācijas ir Starptautiskā Legālās metroloģijas organizācija (OIML), kas izveidota 1956. gadā. Starptautiskais legālās metroloģijas birojs darbojas Parīzē OILM pakļautībā. Tās darbību pārvalda Starptautiskā juridiskās metroloģijas komiteja. Dažus metroloģijas jautājumus risina Starptautiskā standartizācijas organizācija (ISO).

Fizikālās īpašības un daudzumi. Fizikālo lielumu klasifikācija.

Mēru svari

Visus apkārtējās pasaules objektus raksturo to īpašības.

Īpašums- filozofiska kategorija, kas izsaka tādu objekta (parādības vai procesa) aspektu, kas nosaka tā atšķirību vai kopību ar citiem objektiem, un atklājas attiecībās ar tiem. Īpašums - kvalitātes kategorija. Fizisko ķermeņu, parādību un procesu dažādu īpašību kvantitatīvam aprakstam tiek ieviests kvantitātes jēdziens.

Lielums- tas ir objekta (parādība, process vai kaut kas cits) mērs, mērs tam, ko var atšķirt starp citām īpašībām un vienā vai otrā veidā novērtēt, tostarp kvantitatīvi. Daudzums neeksistē pats par sevi; tas pastāv tikai tiktāl, ciktāl ir objekts ar īpašībām, kas izteiktas ar noteiktu daudzumu.

Tādējādi kvantitātes jēdziens ir jēdziens ar lielāku vispārīgumu nekā kvalitāte (īpašība, atribūts) un kvantitāte.

Fizikālās īpašības un daudzumi

Ir divu veidu daudzumi: reāls un ideāls.

Ideālie daudzumi (lielumu skaitliskās vērtības, grafiki, funkcijas, operatori utt.) galvenokārt attiecas uz matemātiku un ir konkrētu reālu jēdzienu vispārinājums (matemātiskais modelis). Tie tiek aprēķināti vienā vai otrā veidā.

Īstas vērtības, savukārt, tiek sadalīti kā fiziskais Un nefizisks. kurā, fiziskais daudzums vispārīgā gadījumā var definēt kā lielumu, kas raksturīgs dabas (fizika, ķīmija) un tehniskajās zinātnēs pētītajiem materiāliem objektiem (ķermeņiem, procesiem, parādībām). UZ nefiziskie lielumi jāiekļauj vērtības, kas raksturīgas sociālajām (nefiziskajām) zinātnēm - filozofijai, socioloģijai, ekonomikai utt.

GOST 16263-70 standarts interpretē fiziskais daudzums, kā fiziska objekta konkrētas īpašības skaitliska izteiksme, kvalitatīvā nozīmē, kas ir kopīga daudziem fiziskiem objektiem, un kvantitatīvā nozīmē absolūti individuāla katram no tiem. Individualitāte kvantitatīvā izteiksmē šeit tiek saprasta tādā nozīmē, ka īpašība vienam objektam var būt lielāka, noteiktu skaitu reižu vai mazāka nekā citam.

Tādējādi fizikālie lielumi ir izmērāmas fizisko objektu vai procesu īpašības, ar kuru palīdzību tos var pētīt.

Vēlams sīkāk klasificēt fiziskos lielumus (PV) kā izmērāms Un novērtēts.

Izmērītie fizikālie lielumi var izteikt kvantitatīvi ar noteiktu skaitu noteikto mērvienību. Spēja ieviest un izmantot mērvienības ir svarīga izmērīto PV atšķirības iezīme.

Fizikālos lielumus, kuriem viena vai otra iemesla dēļ nevar ieviest mērvienību, var tikai novērtēt. Šajā gadījumā novērtējums tiek saprasts kā darbība, kas noteikta skaitļa piešķiršanai noteiktai vērtībai, kas tiek veikta saskaņā ar noteiktiem noteikumiem. Vērtības tiek novērtētas, izmantojot skalas.

Nefiziskus lielumus, kuriem principā nevar ieviest mērvienības un skalas, var tikai novērtēt.

Fizikālo lielumu klasifikācija

Detalizētākai PV izpētei nepieciešams tos klasificēt, identificējot to atsevišķo grupu vispārējās metroloģiskās pazīmes. Iespējamās PV klasifikācijas ir parādītas attēlā. 2.2.

Autors parādību veidi tos iedala šādās grupās:

· īsts, t.i. aprakstot vielu, materiālu un no tiem izgatavoto izstrādājumu fizikālās un fizikāli ķīmiskās īpašības. Šajā grupā ietilpst masa, blīvums, elektriskā pretestība, kapacitāte, induktivitāte utt. Dažreiz šos PV sauc par pasīviem. To mērīšanai nepieciešams izmantot palīgenerģijas avotu, ar kura palīdzību tiek ģenerēts mērījumu informācijas signāls. Šajā gadījumā pasīvie PV tiek pārveidoti par aktīvajiem, kas tiek izmērīti;

· enerģiju, t.i. lielumi, kas raksturo enerģijas pārveidošanas, pārvades un izmantošanas procesu enerģētiskos raksturlielumus. Tie ietver strāvu, spriegumu, jaudu, enerģiju. Šos daudzumus sauc par aktīviem. Tos var pārvērst mērījumu informācijas signālos, neizmantojot papildu enerģijas avotus;

·
raksturojošs procesu norise laika gaitā. Šajā grupā ietilpst dažāda veida spektrālie raksturlielumi, korelācijas funkcijas utt.

Pēc piederības dažādām fizisko procesu grupām Fiziku iedala spatiotemporālajā, mehāniskajā, termiskajā, elektriskajā un magnētiskajā, akustiskajā, gaismas, fizikāli ķīmiskajā, jonizējošā starojuma, atomu un kodolfizikā.

Atbilstoši nosacītās neatkarības pakāpei no citiem lielumiem no šīs grupas PV iedala pamata (nosacīti neatkarīgos), atvasinātajos (nosacīti atkarīgos) un papildu. Šobrīd SI sistēmā tiek izmantoti septiņi fizikālie lielumi, kas izvēlēti kā galvenie: garums, laiks, masa, temperatūra, elektriskā strāva, gaismas intensitāte un vielas daudzums. Papildu fizikālie lielumi ietver plaknes un telpiskos leņķus.

Pamatojoties uz izmēru pieejamību PV iedala dimensiju, t.i. kam ir dimensija un bezizmēra.

Fiziskiem objektiem ir neierobežots skaits īpašību, kas izpaužas bezgalīgā daudzveidībā. Tas apgrūtina to atspoguļošanu kā skaitļu kopas ar ierobežotu bitu dziļumu, kas rodas to mērīšanas laikā. Starp daudzajām specifiskajām īpašību izpausmēm ir arī vairākas kopīgas. N.R. Kempbels visai fiziska objekta īpašību X daudzveidībai noteica trīs vispārīgāko izpausmju klātbūtni ekvivalences, secības un aditivitātes attiecībās. Šīs attiecības matemātiskajā loģikā analītiski apraksta ar vienkāršākajiem postulātiem.

Salīdzinot daudzumus, tiek atklāta pasūtījuma sakarība (lielāka par, mazāka vai vienāda ar), t.i. nosaka attiecību starp daudzumiem. Intensīvu daudzumu piemēri ir materiāla cietība, smaka utt.

Intensīvus daudzumus var noteikt, klasificēt pēc intensitātes, pakļaut kontrolei, kvantitatīvi noteikt ar monotoni pieaugošiem vai samazinošiem skaitļiem.

Pamatojoties uz jēdzienu “intensīvs daudzums”, tiek ieviesti fiziskā daudzuma un tā lieluma jēdzieni. Fiziskā daudzuma lielums- PV jēdzienam atbilstoša īpašuma kvantitatīvais saturs dotajā objektā.

Mēru svari

Praktiskajā darbībā nepieciešams veikt dažādu fizikālu lielumu mērījumus, kas raksturo ķermeņu, vielu, parādību un procesu īpašības. Dažas īpašības parādās tikai kvalitatīvi, citas - kvantitatīvi. Dažādas vienas vai otras pētāmā objekta īpašību izpausmes (kvantitatīvās vai kvalitatīvās) veido kopu, kuras elementu samērojumi sakārtotā skaitļu kopā vai, vispārīgākā gadījumā, nosacītās zīmes, veido mērīšanas skalašo īpašumu. Konkrēta fiziskā daudzuma kvantitatīvās īpašības mērīšanas skala ir šī fiziskā daudzuma skala. Tādējādi fizisko daudzumu skala ir sakārtota PV vērtību secība, kas pieņemta pēc vienošanās, pamatojoties uz precīzu mērījumu rezultātiem. Mērīšanas skalu teorijas termini un definīcijas ir izklāstītas dokumentā MI 2365-96.

Saskaņā ar īpašību izpausmes loģisko struktūru tiek izdalīti pieci galvenie mērījumu skalu veidi.

1. Nosaukuma skala (klasifikācijas skala). Šādas skalas tiek izmantotas, lai klasificētu empīriskus objektus, kuru īpašības parādās tikai saistībā ar ekvivalenci. Šīs īpašības nevar uzskatīt par fiziskiem lielumiem, tāpēc šāda veida svari nav PV svari. Šis ir vienkāršākais mēroga veids, kura pamatā ir skaitļu piešķiršana objektu kvalitatīvajām īpašībām, spēlējot nosaukumu lomu. Nosaucot skalas, kurās atspoguļotās īpašības piešķiršana noteiktai ekvivalences klasei tiek veikta, izmantojot cilvēka maņas, vispiemērotākais rezultāts ir ekspertu vairākuma izvēlētais rezultāts. Šajā gadījumā liela nozīme ir pareizai līdzvērtīgas skalas klašu izvēlei - novērotājiem un ekspertiem, novērtējot šo īpašību, tās ir ticami jānošķir. Objektu numerācija nosaukumu skalā tiek veikta pēc principa: “nepiešķiriet vienu un to pašu numuru dažādiem objektiem”. Objektiem piešķirtos skaitļus var izmantot, lai noteiktu dotā objekta rašanās varbūtību vai biežumu, bet tos nevar izmantot summēšanai vai citām matemātiskām darbībām.

Tā kā šīs skalas raksturo tikai ekvivalences attiecības, tās nesatur jēdzienus nulle, “vairāk” vai “mazāk” un mērvienības. Nosaukšanas skalu piemērs ir plaši izmantoti krāsu atlanti, kas paredzēti krāsu identificēšanai.

2. Pasūtījuma skala (rangu skala). Ja dotā empīriskā objekta īpašība izpaužas saistībā ar ekvivalenci un kārtību, palielinot vai samazinot īpašības kvantitatīvo izpausmi, tad tai var izveidot secības skalu. Tas monotoni palielinās vai samazinās un ļauj noteikt lielāku/mazāku attiecību starp daudzumiem, kas raksturo norādīto īpašību. Kārtības skalās nulle eksistē vai neeksistē, bet mērvienības principā nav iespējams ieviest, jo tām nav noteikta proporcionalitātes attiecība un attiecīgi nevar spriest, cik reižu vairāk vai mazāk konkrēta īpašuma izpausmes ir.

Gadījumos, kad parādības zināšanu līmenis neļauj precīzi noteikt attiecības, kas pastāv starp noteiktā raksturlieluma vērtībām, vai arī skalas izmantošana ir ērta un pietiekama praksei, nosacītās (empīriskās) kārtas skalas. tiek izmantoti. Nosacījuma mērogs ir PV skala, kuras sākotnējās vērtības ir izteiktas parastajās vienībās. Piemēram, Englera viskozitātes skala, 12 punktu Boforta skala jūras vēja stiprumam.

Plaši izplatītas ir pasūtījuma svari, uz kuriem ir atzīmēti atskaites punkti. Šādas skalas, piemēram, ietver Mosa skalu minerālu cietības noteikšanai, kurā ir 10 atsauces (references) minerāli ar dažādiem cietības skaitļiem: talks - 1; ģipsis - 2; kalcijs - 3; fluorīts - 4; apatīts - 5; ortoklāze - 6; kvarcs - 7; topāzs - 8; korunds - 9; dimants - 10. Minerāla piešķiršana noteiktai cietības pakāpei tiek veikta, pamatojoties uz eksperimentu, kas sastāv no testa materiāla skrāpēšanas ar balstu. Ja pēc pārbaudītā minerāla skrāpēšanas ar kvarcu (7) uz tā paliek pēda, bet pēc ortoklāzes (6) nav, tad pārbaudāmā materiāla cietība ir lielāka par 6, bet mazāka par 7. Iedot nevar. precīzāka atbilde šajā gadījumā.

Parastos svaros vieni un tie paši intervāli starp noteiktā daudzuma izmēriem neatbilst tiem pašiem skaitļu izmēriem, kas parāda izmērus. Izmantojot šos skaitļus, var atrast varbūtības, režīmus, mediānas, kvantiles, taču tos nevar izmantot summēšanai, reizināšanai un citām matemātiskām darbībām.

Daudzumu vērtības noteikšanu, izmantojot pasūtījuma skalas, nevar uzskatīt par mērījumu, jo šajās skalās nevar ievadīt mērvienības. Darbība ar skaitļa piešķiršanu vajadzīgajai vērtībai jāuzskata par aplēsi. Vērtējums pēc pasūtījuma skalām ir neskaidrs un ļoti nosacīts, par ko liecina aplūkotais piemērs.

3. Intervālu skala (atšķirības skala). Šīs skalas ir secības skalu tālāka attīstība un tiek izmantotas objektiem, kuru īpašības apmierina ekvivalences, secības un aditivitātes attiecības. Intervālu skala sastāv no identiskiem intervāliem, tai ir mērvienība un patvaļīgi izvēlēts sākums - nulles punkts. Šādi mērogi ietver hronoloģiju pēc dažādiem kalendāriem, kuros par izejas punktu tiek ņemta vai nu pasaules radīšana, vai Kristus piedzimšana utt. Celsija, Fārenheita un Reaumura temperatūras skalas ir arī intervālu skalas.

Intervālu skala nosaka intervālu saskaitīšanas un atņemšanas darbības. Patiešām, laika skalā intervālus var summēt vai atņemt un salīdzināt ar to, cik reižu viens intervāls ir lielāks par citu, taču jebkuru notikumu datumu saskaitīšana ir vienkārši bezjēdzīga.

4. Attiecību skala. Šīs skalas apraksta empīrisko objektu īpašības, kas apmierina ekvivalences, secības un aditivitātes attiecības (otrā veida skalas ir aditīvas), un dažos gadījumos proporcionalitāti (pirmā veida skalas ir proporcionālas). To piemēri ir masas skala (otrais veids), termodinamiskā temperatūra (pirmais veids).

Attiecību skalās ir nepārprotams dabisks kritērijs īpašības nulles kvantitatīvā izpausme un mērvienība, kas noteikta vienošanās. No formālā viedokļa attiecību skala ir intervālu skala ar dabisku izcelsmi. Visas aritmētiskās darbības ir piemērojamas šajā skalā iegūtajām vērtībām, kas ir svarīgi, mērot EF.

Attiecību skalas ir vismodernākās. Tos apraksta vienādojums , kur Q ir PV, kuram skala ir konstruēta, [Q] ir tās mērvienība, q ir PV skaitliskā vērtība. Pāreja no vienas attiecību skalas uz otru notiek saskaņā ar vienādojumu q 2 = q 1 /.

5. Absolūtie svari. Daži autori izmanto absolūto skalu jēdzienu, ar to saprotot skalas, kurām piemīt visas attiecību skalu pazīmes, bet papildus ir dabiska viennozīmīga mērvienības definīcija un kas nav atkarīgas no pieņemtās mērvienību sistēmas. Šādas skalas atbilst relatīvajām vērtībām: pastiprinājums, vājināšanās uc Lai veidotu daudzas atvasinātās vienības SI sistēmā, tiek izmantotas absolūto skalu bezdimensiju un skaitīšanas vienības.

Ņemiet vērā, ka nosaukumu un secības skalas sauc par nemetriskām (konceptuālām), bet intervālu un attiecību skalas sauc par metrisko (materiālu). Absolūtās un metriskās skalas pieder pie lineārās kategorijas. Mērskalu praktiskā realizācija tiek veikta, standartizējot gan pašus svarus, gan mērvienības, gan, ja nepieciešams, metodes un nosacījumus to nepārprotamai atveidei.

Fizikālais daudzums un tā īpašības.

Visiem materiālās pasaules objektiem ir vairākas īpašības, kas ļauj atšķirt vienu objektu no cita.

Īpašums objekts ir objektīva pazīme, kas izpaužas tā radīšanas, darbības un patēriņa laikā.

Objekta īpašība ir jāizsaka kvalitatīvi - verbāla apraksta formā, un kvantitatīvi - grafiku, attēlu, diagrammu, tabulu veidā.

Metroloģijas zinātne nodarbojas ar materiālo objektu kvantitatīvo īpašību mērīšanu - fizikālie lielumi.

Fiziskais daudzums- ϶ᴛᴏ īpašība, kas kvalitatīvi piemīt daudziem objektiem un kvantitatīvi katram no tiem ir individuāla.

Piemēram, masa ir visi materiālie objekti, bet katrs no tiem masas vērtība individuāls.

Fiziskie lielumi tiek sadalīti izmērāms Un novērtēts.

Izmērāms var izteikt fizikālos lielumus kvantitatīvi noteikta skaita noteikto mērvienību veidā.

Piem, tīkla sprieguma vērtība ir 220 IN.

Fizikālos lielumus, kuriem nav mērvienības, var tikai novērtēt. Piemēram, smarža, garša. To novērtējums tiek veikts, degustējot.

Dažus daudzumus var novērtēt uz skalas. Piemēram: materiāla cietība – pēc Vikersa, Brinela, Rokvela skalas, zemestrīces stiprums – pēc Rihtera skalas, temperatūra – pēc Celsija (Kelvina) skalas.

Fiziskos daudzumus var kvalificēt pēc metroloģiskajiem kritērijiem.

Autors parādību veidi tie ir sadalīti

A) īsts, kas apraksta vielu, materiālu un no tiem izgatavoto izstrādājumu fizikālās un fizikāli ķīmiskās īpašības.

Piemēram, masa, blīvums, elektriskā pretestība (lai izmērītu vadītāja pretestību, caur to jāiziet strāva, šo mērījumu sauc pasīvs).

b) enerģiju, aprakstot enerģijas pārveidošanas, pārvades un izmantošanas procesu raksturojumu.

Tie ietver: strāva, spriegums, jauda, ​​enerģija. Šos fiziskos lielumus sauc aktīvs. Viņiem nav nepieciešams papildu enerģijas avots.

Ir fizikālo lielumu grupa, kas raksturo procesu norisi laikā, piemēram, spektrālie raksturlielumi, korelācijas funkcijas.

Autors Piederumi dažādām fizikālo procesu grupām, daudzumi ir

· telpiski un laikā,

· mehānisks,

· elektriskā,

· magnētisks,

· termiski,

· akustiskā,

· gaisma,

· fizikāli un ķīmiski,

· jonizējošais starojums, atomu un kodolfizika.

Autors nosacītās neatkarības pakāpes fizikālie lielumi tiek sadalīti

· pamata (neatkarīgs),

· atvasinājumi (atkarīgi),

· papildu.

Autors dimensijas klātbūtne fizikālos lielumus iedala dimensiju un bezdimensiju lielumos.

Piemērs dimensiju apjoms ir spēku, bezizmēra- līmenis skaņas jauda.

Lai noteiktu fizisko daudzumu, tiek ieviests jēdziens Izmērs fiziskais daudzums.

Fiziskā daudzuma lielums- tā ir fiziska daudzuma kvantitatīvā noteiktība, kas raksturīga konkrētam materiālam objektam, sistēmai, procesam vai parādībai.

Piem, katram ķermenim ir noteikta masa, tāpēc tos var atšķirt pēc masas, ᴛ.ᴇ. pēc fiziskā izmēra.

Fiziskā daudzuma lieluma izteiksme noteikta tam pieņemto vienību skaita veidā tiek definēta kā fiziskā lieluma vērtība.

Fiziskā lieluma vērtība irŠī ir fiziska daudzuma izteiksme noteikta tam pieņemto mērvienību skaita veidā.

Mērīšanas process ir procedūra nezināma daudzuma salīdzināšanai ar zināmu fizisko lielumu (salīdzinājums), un šajā sakarā tiek ieviests jēdziens patiesā nozīme fiziskais daudzums.

Fiziskā lieluma patiesā vērtība- ϶ᴛᴏ fiziskā lieluma vērtība, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ ideāli raksturo atbilstošo fizisko daudzumu kvalitatīvā un kvantitatīvā attiecībā.

Neatkarīgo fizisko lielumu patiesā vērtība ir atveidota to standartos.

Patiesā nozīme tiek lietota reti, vairāk izmantota reālā vērtība fiziskais daudzums.

Fiziskā lieluma reālā vērtība- ϶ᴛᴏ vērtība, kas iegūta eksperimentāli un nedaudz tuvu patiesajai vērtībai.

Iepriekš bija jēdziens “izmērāmi parametri”, bet tagad saskaņā ar normatīvo dokumentu RMG 29-99 ir ieteicams jēdziens “izmērāmie daudzumi”.

Ir daudz fizisko lielumu, un tie ir sistematizēti. Fizikālo lielumu sistēma ir fizisko lielumu kopums, kas izveidots saskaņā ar pieņemtajiem noteikumiem, kad daži lielumi tiek uzskatīti par neatkarīgiem, bet citi tiek definēti kā neatkarīgu lielumu funkcijas.

Fizisko lielumu sistēmas nosaukumā tiek izmantoti kā pamata pieņemtie lielumu simboli.

Piemēram, mehānikā, kur garumi tiek uzskatīti par pamata - L , svars - m un laiks - t , sistēmas nosaukums attiecīgi ir Lm t .

Starptautiskajai SI mērvienību sistēmai atbilstošo bāzes lielumu sistēmu izsaka ar simboliem LmtIKNJ , ᴛ.ᴇ. tiek izmantoti pamatlielumu simboli: garums - L , svars - M , laiks - t , strāvas stiprums - es , temperatūra - K, vielas daudzums - N , gaismas spēks - Dž .

Pamatfiziskie lielumi nav atkarīgi no citu šīs sistēmas lielumu vērtībām.

Atvasinātais fiziskais daudzums- ϶ᴛᴏ fiziskais daudzums, kas iekļauts lielumu sistēmā un noteikts, izmantojot šīs sistēmas pamatlielumus. Piemēram, spēks tiek definēts kā masa reizināts ar paātrinājumu.

3. Fizikālo lielumu mērvienības.

Fiziskā lieluma mērvienību parasti sauc par lielumu, kam pēc definīcijas tiek piešķirta skaitliska vērtība, kas vienāda ar 1 un ko izmanto ar to viendabīgu fizisko daudzumu kvantitatīvai izteiksmei.

Fizisko lielumu vienības tiek apvienotas sistēmā. Pirmo sistēmu ierosināja Gauss K (milimetrs, miligrams, otrais). Tagad ir spēkā SI sistēma, agrāk bija CMEA valstu standarts.

Mērvienības ir sadalītas pamata, papildu, atvasinātā un nesistēmiskā.

SI sistēmā septiņas pamatvienības:

· garums (metrs),

· svars (kilograms),

· laiks (otrais),

· termodinamiskā temperatūra (kelvins),

· vielas daudzums (mol),

· elektriskās strāvas stiprums (ampēros),

· gaismas intensitāte (kandela).

1. tabula

SI bāzes vienību apzīmējums

Fiziskais daudzums	Mērvienība
Vārds	Apzīmējums	Vārds	Apzīmējums
krievu valoda	starptautiskā
pamata
Garums	L	metrs	m	m
Svars	m	kilogramu	Kilograms	Kilograms
Laiks	t	otrais	Ar	s
Elektriskās strāvas stiprums	es	ampērs	A	A
Termodinamiskā temperatūra	T	kelvins	UZ	UZ
Vielas daudzums	n,v	kurmis	kurmis	mol
Gaismas spēks	Dž	kandela	cd	cd
papildu
Plakans leņķis	-	radiāns	priecīgs	rad
Ciets leņķis	-	steradiāns	Tr	sr

Piezīme. Radiāns ir leņķis starp diviem apļa rādiusiem, starp kuriem loka garums ir vienāds ar rādiusu. Grādos radiāns ir vienāds ar 57 0 17 ’ 48 ’’ .

Steradiāns ir ciets leņķis, kura virsotne atrodas sfēras centrā un kas izgriež uz sfēras virsmas laukumu, kas vienāds ar kvadrāta laukumu, kura malas garums ir vienāds ar sfēras rādiusu. . Telpas leņķi mēra, nosakot plaknes leņķus un veicot papildu aprēķinus, izmantojot formulu:

Q = 2p (1 — cosa/2),

Kur J- ciets leņķis,a - plaknes leņķis konusa virsotnē, ko sfēras iekšpusē veido noteikts telpiskais leņķis.

Ciets leņķis 1 Tr atbilst plaknes leņķim, kas vienāds ar 65 0 32 ’ , stūrisp vid - plakans leņķis 120 0 , stūris2pср - 180 0 .

Papildu SI vienības izmanto, lai veidotu leņķiskā ātruma, leņķiskā paātrinājuma un dažu citu lielumu vienības.

Pats radiāns un steradiāns galvenokārt tiek izmantoti teorētiskām konstrukcijām un aprēķiniem, jo Lielākā daļa praktisko leņķu vērtību (pilns leņķis, taisnleņķis utt.) radiānos tiek izteiktas ar pārpasaulīgiem skaitļiem ( 2p, p/2).

Atvasinājumi sauc par mērvienībām, kas iegūtas, izmantojot fizikālo lielumu savienojuma vienādojumus. Piemēram, spēka SI mērvienība ir ņūtons ( N ):

N = kg∙m/s 2 .

Neskatoties uz to, ka SI sistēma ir universāla, tā ļauj izmantot dažus nesistēmiskas vienības, kas atraduši plašu praktisku pielietojumu (piemēram, hektārs).

Tos sauc par nesistēmiskiem vienības, kas nav iekļautas nevienā no vispārpieņemtajām fizisko lielumu vienību sistēmām.

Daudzos praktiskos gadījumos izvēlētie fizisko lielumu izmēri ir neērti - pārāk mazi vai lieli. Šī iemesla dēļ mērīšanas praksē viņi bieži izmanto daudzkārtēji Un apakšvairāki vienības.

Vairāki Vienību pieņemts saukt veselu skaitu reižu, kas ir lielāks par sistēmisku vai nesistēmisku vienību. Piemēram, viena daudzkārtnis 1km = 1000 m.

Dolnojs Vienību pieņemts saukt veselu skaitu reižu mazāk nekā sistēmisku vai nesistēmisku vienību. Piemēram, vairākkārtēja vienība 1 cm = 0,01 m.

Pēc metriskās mēru sistēmas pieņemšanas tika pieņemta decimālā sistēma daudzkārtņu un apakškārtu veidošanai, kas atbilst mūsu skaitliskās skaitīšanas decimālajai sistēmai. Piemēram, 10 6 – mega, A 10 -6 – mikro.

Fizikālais daudzums un tā īpašības. - jēdziens un veidi. Kategorijas "Fizikālais daudzums un tā īpašības" klasifikācija un pazīmes. 2017., 2018. gads.

Visus apkārtējās pasaules objektus raksturo to īpašības. Kopumā konkrētajam objektam vai parādībai piemīt neskaitāmas īpašības. Bet, pateicoties šīm īpašībām, mēs varam atšķirt vienu objektu no cita vai, gluži pretēji, tos grupēt, t.i., piešķirt vienai objektu klasei. Piemēram, liela, silta, smaga. Objekta īpašība izpaužas tikai tā mijiedarbībā ar citiem objektiem. Piemēram, bumbiņas elastīgā īpašība izpaužas, kad tā mijiedarbojas ar grīdu.

Īpašums – filozofiska kategorija, kas izsaka tādu objekta (procesa fenomena) aspektu, kas nosaka tā atšķirību vai kopību ar citiem objektiem (parādībām, procesiem) un atklājas attiecībās ar tiem. Īpašums – kvalitātes kategorija. Lai kvantitatīvi raksturotu dažādas procesu un fizisko ķermeņu īpašības, tiek ieviests kvantitātes jēdziens.

Lielums - tas ir kaut kā īpašums, ko var atšķirt no citām īpašībām un novērtēt vienā vai otrā veidā, tostarp kvantitatīvi. Daudzums neeksistē pats par sevi; tas pastāv tikai tiktāl, ciktāl ir objekts ar īpašībām, kas izteiktas ar noteiktu daudzumu.

Vērtības var iedalīt divos veidos: īsts Un ideāls.

Ideālās vērtības galvenokārt attiecas uz matemātiku un ir konkrētu reālu jēdzienu vispārinājums (modelis).

Īstas vērtības savukārt tiek sadalīti fiziskais Un nefizisks . Fizikālo lielumu (PV) parasti var definēt kā lielumu, kas raksturīgs materiāliem objektiem (procesiem, parādībām), kas pētīti dabas (fizika, ķīmija) un tehniskajās zinātnēs. Pie nefizikālajiem lielumiem pieder tie, kas pieder pie sociālajām (nefizikālajām) zinātnēm – filozofijai, socioloģijai, ekonomikai u.c.

Fiziskais daudzums - viena no fiziska objekta īpašībām, kas kvalitatīvā nozīmē ir kopīga daudziem fiziskiem objektiem, un kvantitatīvā nozīmē - individuāla katram no tiem. Individualitāte kvantitatīvā izteiksmē tiek saprasta tādā nozīmē, ka īpašība vienam objektam var būt noteikta reižu lielāka vai mazāka nekā citam. Piemēram, fiziskiem objektiem ir masa - tā ir to kopīgā īpašība. Bet katram ķermenim ir sava masas vērtība kvantitatīvā izteiksmē. Tādējādi fizikālie lielumi ir fizisko objektu un procesu izmērītās īpašības, ar kuru palīdzību tos var pētīt.

Fiziskos lielumus ieteicams sadalīt izmērītajos un novērtētajos. Izmērīto EF var kvantitatīvi izteikt noteikta skaita noteikto mērvienību veidā. Iespēja ieviest un izmantot pēdējo ir svarīga izmērītā EF atšķirības iezīme. Fizikālos lielumus, kuriem viena vai otra iemesla dēļ nevar ieviest mērvienību, var tikai novērtēt. Vērtības tiek novērtētas, izmantojot skalas.

Lieluma skala – sakārtota tā vērtību secība, kas pieņemta pēc vienošanās, pamatojoties uz precīzu mērījumu rezultātiem.

Nefiziskus lielumus, kuriem mērvienību principā nevar ieviest, var tikai novērtēt. Nefizikālo lielumu novērtēšana neietilpst teorētiskās metroloģijas uzdevumos.

Fiziskā daudzuma mērvienība [ J ] ir fiksēta izmēra PV, kam nosacīti tiek piešķirta skaitliskā vērtība, kas vienāda ar vienu, un tiek izmantota viendabīga PV kvantitatīvai izteiksmei.

Fiziskā daudzuma vērtība J ir tā lieluma aplēse noteikta tam pieņemto vienību skaita veidā.

Fizikālā lieluma skaitliskā vērtība q – abstrakts skaitlis, kas izsaka daudzuma vērtības attiecību pret attiecīgās PV atbilstošo vienību.

Vienādojums

sauca pamata mērījumu vienādojums .

Mērīšana – kognitīvs process, kas sastāv no konkrētas PV fizikāla eksperimenta salīdzināšanas ar zināmu PV, kas ņemta par mērvienību.

Praktiskajā darbībā nepieciešams izmērīt dažādus lielumus, kas raksturo ķermeņu, vielu, parādību un procesu īpašības. Dažas izpausmes īpašības (kvantitatīvās vai kvalitatīvās) jebkurām īpašību formu kopām, kuru elementu samērošana sakārtotā skaitļu kopā vai, vispārīgākā gadījumā, nosacītās zīmes mērīšanas svari šīs īpašības. Kvantitatīvā īpašību mērīšanas skala ir PV skala.

Fiziskā daudzuma skala ir sakārtota PV vērtību secība, kas pieņemta pēc vienošanās, pamatojoties uz precīzu mērījumu rezultātiem.

Ir pieci galvenie mērskalu veidi.

Nosaukšanas skala (klasifikācijas skala). Šāda veida svari nav EF svari. Šis ir vienkāršākais mēroga veids, kura pamatā ir skaitļu piešķiršana objektu kvalitatīvajām īpašībām, spēlējot nosaukumu lomu. Šajās skalās atspoguļotās īpašības piešķiršana vienai vai otrai ekvivalences klasei tiek veikta, izmantojot cilvēka maņas - tas ir vispiemērotākais rezultāts, ko izvēlas lielākā daļa ekspertu. Objektu numerācija nosaukumu skalā tiek veikta pēc principa: “nepiešķiriet vienu un to pašu numuru dažādiem objektiem”. Šajās skalās nav jēdzienu nulle, “vairāk” vai “mazāk” un mērvienības. Nosaukšanas skalu piemērs ir plaši izmantots ziedu atlanti, kas paredzēts krāsu identificēšanai.

Pasūtījumu skala (rangu skala). Kārtības skalās nulle eksistē vai neeksistē, bet mērvienības principā ieviest nav iespējams. Šīs skalas monotoni pieaug vai samazinās, kas ļauj noteikt lielāku/mazāku attiecību starp lielumiem. Šādas skalas, piemēram, ietver Mosa skalu minerālu cietības noteikšanai, kurā ir 10 atsauces (references) minerāli ar dažādiem cietības skaitļiem: talks - 1; ģipsis – 2; kalcijs – 3; fluorīts – 4; apatīts – 5; ortoklāze – 6; kvarcs – 7; topāzs – 8; korunds – 9; dimants – 10. Minerāla piešķiršana noteiktai cietības gradācijai tiek veikta, pamatojoties uz eksperimentu, kas sastāv no testa materiāla skrāpēšanas ar balstu. Ja pēc pārbaudītā minerāla skrāpēšanas ar kvarcu (7) uz tā paliek pēda, bet pēc ortoklāzes (6) nav, tad pārbaudāmā materiāla cietība ir lielāka par 6, bet mazāka par 7. Šajā gadījumā tā nav iespējams sniegt precīzāku atbildi. Parastos svaros vieni un tie paši intervāli starp noteiktā daudzuma izmēriem neatbilst tiem pašiem skaitļu izmēriem, kas parāda izmērus. Daudzumu vērtības noteikšanu, izmantojot pasūtījuma skalas, nevar uzskatīt par mērījumu, jo šajās skalās nevar ievadīt mērvienības. Darbība ar skaitļa piešķiršanu vajadzīgajai vērtībai jāuzskata par aplēsi. Vērtēšana, izmantojot pasūtījuma skalas, ir neskaidra un ļoti nosacīta.

Intervālu skala (atšķirības skala). Intervālu skala sastāv no identiskiem intervāliem, tai ir mērvienība un patvaļīgi izvēlēts sākums - nulles punkts. Šādas skalas ietver hronoloģiju pēc dažādiem kalendāriem, kuros par sākumpunktu tiek ņemta vai nu pasaules radīšana, vai Kristus piedzimšana utt.. Temperatūras skalas pēc Celsija, Fārenheita un Reaumura ir arī intervālu skalas.

Q vērtības intervāla skalu var attēlot kā vienādojumu:

kur q ir daudzuma skaitliskā vērtība, Q 0 ir skalas sākums; [Q] – apskatāmā daudzuma vienība.

Šādu skalu pilnībā nosaka skalas atskaites punkta Q 0 vērtība un šīs vērtības vienība [Q]. Mērogu var iestatīt divos veidos. Pirmajā veidā tiek atlasītas divas vērtības Q 0 un Q 1, kuras tiek salīdzinoši vienkārši fiziski īstenotas. Šīs vērtības tiek sauktas atskaites punkti , vai galvenie reperi , un intervāls (Q 1 -Q 0) – galvenais intervāls . Punkts Q 0 tiek ņemts par izcelsmi, un vērtība:

uz mērvienību.

Attiecību skala . To piemēri ir masas skala un termodinamiskā temperatūra. Attiecību skalās ir nepārprotams dabisks kritērijs īpašības un mērvienības kvantitatīvajai nulles izpausmei. Attiecību skalas ir vismodernākās. Tos apraksta ar vienādojumu:

kur Q ir PV, kuram skala ir izveidota; [Q] ir tā mērvienība; q ir PV skaitliskā vērtība.

Absolūtie svari . Ar absolūto mēs saprotam skalas, kurām ir visas attiecību skalu pazīmes, bet papildus ir dabiska viennozīmīga mērvienības definīcija un kas nav atkarīgas no pieņemtās mērvienību sistēmas. Šādas skalas atbilst relatīvajām vērtībām: pastiprinājums, vājināšanās utt.

Tiek izsauktas nosaukšanas un secības skalas nemetriska (konceptuālās), un intervālu un attiecību skalas ir metriska (materiāls).