Введение. ТЕМА «Основные термины и понятия метрологии»

ЛЕКЦИЯ № 1

ТЕМА « Основные термины и понятия метрологии»

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Единство измерений — такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время, с использованием разных методов и средств измерений.

Точность измерений характеризуется близостью их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Физическая величина – это свойство, общее для многих объектов, предметов, явлений, но в количественном отношении различное для них. При измерении мы получаем количественную оценку измеряемой физической величины в установленных единицах.

Размер физической величины

Каждому размеру величины можно приписать положительное действительное число , являющееся наименьшим из рациональных чисел т/п, где т и п — целые числа, определяемые из соотношения , где — некоторый размер физической величины, называемый единицей данной физической величины. Число называется числовым значением величины , а ее количественное выражение в виде некоторого числа принятых для нее единиц — значением физической величины:

.

Числовое значение величины показывает, во сколько раз значение измеряемой величины больше некоторого значения, принятого за единицу.

Для количественной оценки физических величин вводятся системы единиц.

Наиболее распространена Международная система единиц СИ.

В 1954 г. X Генеральная конференция по мерам и весам установила шесть основных единиц (метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина и свеча) практической системы единиц для международных сношений. Одновременно Международный комитет по мерам и весам выделил из своего состава комиссию по разработке единой Международной системы единиц.

Эта комиссия в 1956 г. разработала проект Международной системы единиц, который был принят Международным комитетом по мерам и весам и в 1960 г. утвержден XI Генеральной конференцией по мерам и весам. Система, основанная на утвержденных в 1954 г. шести основных единицах, была названа Международной системой единиц, сокращенно СИ (SI — начальные буквы французского наименования Systeme International). Был утвержден перечень шести основных, двух дополнительных и первый список двадцати семи производных единиц, а также приставки для образования кратных и дольных единиц.

В 1971 г. XIV Генеральная конференция по мерам и весам приняла седьмую основную единицу СИ — единицу количества вещества — моль.

Величина	Единица измерения	Сокращенное обозначение единицы
русское	международное
Длина	метр	м	m
Масса	килограмм	кг	kg
Время	секунда	с	s
Сила электрического тока	ампер	А	А
Термодинамическая температура	кельвин	К	К
Сила света	кандела	кд	cd
Количество вещества	моль	моль	mol

Определения основных единиц, соответствующие решениям Генеральной конференции по мерам и весам, следующие.

Метр равен длине пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.

Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.

Секунда равна 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного-состояния атома цезия-133.

Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2·10^-7Н.

Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.

Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10¹² Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Международная система единиц включает в себя две дополнительные единицы — для измерения плоского и телесного углов.

Угловые единицы не могут быть введены в число основных, так как это вызвало бы затруднение в трактовке размерностей величин, связанных с вращением (дуги окружности, площади круга, работы пары сил и т.д.). Вместе с тем они не являются и производными единицами, так как не зависят от выбора основных единиц. Действительно, при любых единицах длины размеры радиана и стерадиана остаются неизменными.

Единица плоского угла — радиан (рад) — угол между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу. В градусном исчислении радиан равен 57°17'44,8''.

Стерадиан (ср), принимаемый за единицу телесного угла, — телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, по длине равной радиусу сферы.

Телесному углу 1 ср соответствует плоский угол, равный 65°32', углу π ср — плоский угол 120°, углу 2π ср — плоский угол 180°.

Множители и приставки для образования кратных и дольных единиц и их наименования:

Множитель	Приставка	Обозначение приставки
русское	международное
10^18	экса	Э	Е
10^15	пета	П	Р
10^12	тера	Т	Т
10^9	гига	Г	G
10^6	мега	М	М
10^3	кило	к	k
10^2	гекто	г	h
10^1	дека	да	da
10^-1	деци	д	d
10^-2	санти	с	с
10^-3	милли	м	m
10^-6	микро	мк	μ
10^-9	нано	н	n
10^-12	пико	п	р
10^-15	фемто	ф	f
10^-18	атто	а	а

Дата добавления: 2014-01-07