Виды измерений. Классификация физических величин и единиц их изменения

Классификация физических величин и единиц их изменения

Классификация единиц измерения физических величин представлена на рис. 2.2.

Основная физическая величина - величина, условно принятая в качестве независимой от других физических величин. Примером основной физической величины могут служить длина, масса и т.п. (табл. 2.1).

Основная физическая величина - это физическая величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы (табл. 2.1).

Производная физическая величина - физическая величина, определяемая через основные величины этой системы. К производным величинам относятся объем, площадь, скорость движения, относительная плотность и др.

Производная единица физической величины - единица производной физической величины. Производные физические величины могут быть получены из одноименных или разноименных физических величин. Примером одноименных величин могут служить дольные единицы массы грамм, миллиграмм или кратные - тонна (т), центнер (ц), а разноименных - метр в секунду (м/с), грамм на дециметр кубический (г/дм³) и т.п.

Система единиц физических величин - совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принципами для заданной системы физических величин.

Первой системой единиц физических величин была метрическая система, в которой вначале было две основные единицы: метр - единица длины и грамм - единица веса. Метрическая система сначала была принята во Франции (1840), затем в Германии (1849). В дальнейшем она была допущена наряду с национальными системами в Великобритании (1864), США (1866), России (1899). Однако наряду с метрической системой в других странах использовались и национальные, исторически сложившиеся системы, которые применяются и в настоящее время. Например, в Великобритании, США и Канаде до сих пор используются единицы, не имеющие целочисленного десятичного соотношения с метрической системой.

В 1960 г. ХI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила Международную систему единиц, содержащую шесть основных физических величин и обозначаемую сокращенно SI, в русской транскрипции - СИ. В 1970 г. эта система была дополнена седьмой основной физической единицей - количеством вещества - молем. В 1980 г. СИ была принята в нашей стране. (см. табл. 2.1).

Единицы измерения являются одним из объектов ФЗ ОЕИ (ст. 6), в котором регламентируются требования к единицам величин. (списать самостоятельно)

Требования к единицам величин заключаются в следующем:

· в РФ применяются единицы величин СИ, принятые Генеральной конференцией по мерам и весам (ГМКВ) и рекомендованные к применению Международной организацией законодательной метрологии. Правительством РФ могут быть допущены к применению в РФ наравне с единицами величин СИ внесистемные единицы величин. Наименования единиц величин, допускаемых к применению в РФ, их обозначения, правила написания, а также правила их применения устанавливаются Правительством РФ;

· характеристики и параметры продукции, поставляемой на экспорт, в том числе средств измерений, могут быть выражены в единицах величин, предусмотренных договором (контрактом), заключенным с заказчиком;

· единицы величин передаются средствам измерений, техническим системам и устройствам с измерительными функциями от эталонов единиц величин и стандартных образцов.

В России внесистемными единицами измерений являются, например, градус Цельсия и килокалория наряду с кельвином и джоулем.

В соответствии с решениями Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ), принятыми в разные годы, действуют следующие определения основных единиц СИ.

Единица длины - метр - длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 доли секунды.

Единица массы - килограмм - масса, равная массе международного прототипа килограмма.

Единица времени - секунда - продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 не возмущенного внешними полями.

Единица силы электрического тока - ампер - сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создал бы между этими проводниками силу, равную 2·10^-7 Н на каждый метр длины.

Единица термодинамической температуры - кельвин - 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается выражение термодинамической температуры в градусах Цельсия.

Единица количества вещества - моль - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углевода- 12 массой 0,012 кг.

Единица силы света - кандела - сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10¹² Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Как отмечалось, наряду с системными единицами СИ допускается применение внесистемных единиц. Примером внесистемных единиц массы, являющимися производными от килограмма, могут служить тонна, центнер, пуд, карат, золотник и др.

Производные единицы физических величин подразделяются на системные и внесистемные, а по отношению к основным единицам - на кратные и дольные.

Кратная единица физической величины - единица физической величины, в целое число раз большая системной или внесистемной единицы.

Дольная единица физической величины - единица физической величины в целое число раз меньшая системной или внесистемной единицы.

Примером кратной единицы длины основной единице - метру - служат километр, а дольной - миллиметр, сантиметр, дециметр.

Для удобства применения единиц физических величин приняты приставки для образования кратных и дольных единиц, например, деци, санти и т.д.

Практическая работа по единицам Там списать таблицы из Сергеева стр. 21-29)

Измерения подразделяются на виды по определенным классификационным признакам (рис. 2.3):

1) по способу получения информации - на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения - измерения, при которых искомое значение величины получают непосредственно от средства измерений, например, измерение длины линейкой.

Косвенные измерения - измерения, при которых искомое значение величины определяется на основании прямых измерений других физических величин, связанных с искомой величиной известной функциональной зависимостью, и расчета первой через вторые. Например, содержание крахмала в картофеле и соли в рассоле определяют по относительной плотности клубней или рассола.

Совокупные измерения - измерения, при которых определяются фактические значения нескольких однородных величин, а действительное значение искомой величины устанавливается путем решения системы уравнений.

Число уравнений системы должно быть меньше числа искомых величин. Совокупные измерения являются усложненной разновидностью прямых измерений. Например, при определении объема объекта измеряется три длины: длина (L), ширина (d) и высота (h), при этом объем находят по формуле V=Ldh.

Совместные измерения - измерения, при которых устанавливаются фактические значения неоднородных величин с целью нахождения зависимости между ними. Совместные измерения являются разновидностью косвенных. Часто совместные измерения применяются для определения коэффициентов. Например, коэффициент загрузки склада рассчитывают путем измерения массы товаров и занимаемой ими полезной складской площади;

2) по характеру измерения получаемой информации в процессе измерений - на статические, динамические и статистические.

Статические измерения - измерения, которые проводятся при практическом постоянстве искомой величины, например измерение массы металлического объекта. Т.е. если определяются характеристики случайных процессов, то измерения называются статическими и их можно определить только многократными измерениями.

Динамические измерения - измерения, в процессе которых искомая величина изменяется во времени. Например, при измерении массы растертой влажной навески продукта за счет постоянного испарения воды масса уменьшается.

Статистические измерения - измерения, связанные с определением характеристик случайных процессов, шумовых сигналов и др., например измерения массы дефектной продукции при окончательном контроле у изготовителя;

Дата добавления: 2015-04-30