Ce valori poate lua o mărime fizică? Mărimea fizică ca obiect al metrologiei

Mărimea mărimii fizice– determinarea cantitativă a unei mărimi fizice inerentă unui anumit obiect material, sistem, fenomen sau proces.

Uneori se opune folosirii pe scară largă a cuvântului „mărime”, argumentând că se referă doar la lungime. Totuși, observăm că fiecare corp are o anumită masă, în urma căreia corpurile pot fi distinse prin masa lor, adică. după mărimea mărimii fizice care ne interesează (masă). Privind obiecte AȘi ÎN, se poate, de exemplu, susține că diferă unul de celălalt ca lungime sau dimensiune (de exemplu, A > B). O estimare mai precisă poate fi obținută numai după măsurarea lungimii acestor obiecte.

Adesea, în expresia „mărimea mărimii” cuvântul „mărimea” este omis sau înlocuit cu expresia „valoarea mărimii”.

În inginerie mecanică, termenul „dimensiune” este utilizat pe scară largă, însemnând prin el sensul unei mărimi fizice - lungimea caracteristică oricărei piese. Aceasta înseamnă că pentru a exprima un concept „valoarea unei mărimi fizice” se folosesc doi termeni („mărime” și „valoare”), care nu pot contribui la ordonarea terminologiei. Strict vorbind, este necesar să se clarifice conceptul de „mărime” în inginerie mecanică, astfel încât să nu contrazică conceptul de „dimensiune a unei mărimi fizice” adoptat în metrologie. GOST 16263-70 oferă o explicație clară asupra acestei probleme.

O evaluare cantitativă a unei mărimi fizice specifice, exprimată sub forma unui anumit număr de unități dintr-o anumită mărime, se numește „valoarea unei mărimi fizice”.

Un număr abstract inclus în „valoarea” unei cantități se numește valoare numerică.

Există o diferență fundamentală între dimensiune și mărime. Mărimea unei cantități chiar există, indiferent dacă o știm sau nu. Puteți exprima mărimea unei cantități folosind oricare dintre unitățile unei cantități date, cu alte cuvinte, folosind o valoare numerică.

Este caracteristic unei valori numerice că atunci când este utilizată o unitate diferită, aceasta se schimbă, în timp ce dimensiune fizică valoarea rămâne neschimbată.

Dacă notăm mărimea măsurată cu x, unitatea de cantitate cu x 1 , iar raportul lor cu q 1, atunci x = q 1 x 1 .

Mărimea mărimii x nu depinde de alegerea unității, ceea ce nu se poate spune despre valoarea numerică a lui q, care este în întregime determinată de alegerea unității. Dacă pentru a exprima mărimea unei mărimi x în loc de unitatea x 1  folosim unitatea x 2  , atunci mărimea x neschimbată va fi exprimată printr-o valoare diferită:

x = q 2 x 2  , unde n 2 n 1 .

Dacă folosim q= 1 în expresiile de mai sus, atunci mărimile unităților

x 1 = 1x 1 și x 2 = 1x 2 .

Dimensiunile diferitelor unități ale aceleiași cantități sunt diferite. Astfel, dimensiunea unui kilogram este diferită de dimensiunea unei lire; dimensiunea unui metru este de la dimensiunea unui picior etc.

1.6. Dimensiunea mărimilor fizice

Dimensiunea mărimilor fizice - aceasta este relația dintre unitățile de mărime incluse în ecuație care leagă o mărime dată cu alte mărimi prin care se exprimă.

Dimensiunea unei marimi fizice este notata cu dim A(din lat. dimensiune – dimensiune). Să presupunem că mărimea fizică A asociat cu X, Ecuația A = F(X, Y). Apoi cantitățile X, Y, A poate fi reprezentat sub formă

X = x [X]; Y = y [Y];A = a [A],

Unde A, X, Y - simboluri care denotă o mărime fizică; a, x, y - valorile numerice ale mărimilor (adimensionale); [A];[X]; [Y]- unități corespunzătoare de date ale mărimilor fizice.

Dimensiunile valorilor mărimilor fizice și unitățile acestora coincid. De exemplu:

A = X/Y; dim(a) = dim(X/Y) = [X]/[Y].

Dimensiune - o caracteristică calitativă a unei mărimi fizice, dând o idee despre tipul, natura cantității, relația acesteia cu alte mărimi, ale căror unități sunt luate ca fiind de bază.

Fizica, ca știință care studiază fenomenele naturale, folosește metode standard de cercetare. Etapele principale pot fi numite: observarea, formularea unei ipoteze, efectuarea unui experiment, fundamentarea teoriei. În timpul observării se stabilește trăsături distinctive fenomene, cursul cursului său, motive posibile si consecinte. O ipoteză ne permite să explicăm cursul unui fenomen și să stabilim tiparele acestuia. Experimentul confirmă (sau nu confirmă) validitatea ipotezei. Vă permite să stabiliți o relație cantitativă între cantități în timpul unui experiment, ceea ce duce la o stabilire precisă a dependențelor. O ipoteză confirmată prin experiment stă la baza unei teorii științifice.

Nicio teorie nu poate pretinde fiabilitate dacă nu a primit o confirmare completă și necondiționată în timpul experimentului. Efectuarea acestuia din urmă este asociată cu măsurători ale mărimilor fizice care caracterizează procesul. - aceasta este baza măsurătorilor.

Ce este

Măsurarea se referă la acele mărimi care confirmă validitatea ipotezei despre tipare. Cantitatea fizică este caracteristici științifice corp fizic, a cărui relație calitativă este comună multor corpuri similare. Pentru fiecare organism, această caracteristică cantitativă este pur individuală.

Dacă ne întoarcem la literatura de specialitate, atunci în cartea de referință a lui M. Yudin și colab.(ediția 1989) citim că o mărime fizică este: „o caracteristică a uneia dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), comun din punct de vedere calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individual cantitativ pentru fiecare obiect.”

Dicționarul lui Ozhegov (ediția din 1990) afirmă că o cantitate fizică este „mărimea, volumul, extensia unui obiect”.

De exemplu, lungimea este o mărime fizică. Mecanica interpretează lungimea ca distanța parcursă, electrodinamica folosește lungimea firului, iar în termodinamică o valoare similară determină grosimea pereților vaselor de sânge. Esența conceptului nu se schimbă: unitățile de mărime pot fi aceleași, dar sensul poate fi diferit.

O trăsătură distinctivă a unei mărimi fizice, să zicem, față de una matematică, este prezența unei unități de măsură. Meterul, piciorul, arshinul sunt exemple de unități de lungime.

Unități

Pentru a măsura o mărime fizică, aceasta trebuie comparată cu mărimea luată ca unitate. Amintiți-vă de minunatul desen animat „Patruzeci și opt de papagali”. Pentru a determina lungimea boa constrictor, eroii i-au măsurat lungimea în papagali, pui de elefant și maimuțe. În acest caz, lungimea boa constrictor a fost comparată cu înălțimea altor personaje de desene animate. Rezultatul depindea cantitativ de standard.

Mărimile sunt o măsură a măsurării sale într-un anumit sistem de unități. Confuzia în aceste măsuri apare nu numai din cauza imperfecțiunii și eterogenității măsurilor, ci uneori și din cauza relativității unităților.

Măsura rusă a lungimii - arshin - distanța dintre index și deget mare mâinile. Cu toate acestea, mâinile fiecăruia sunt diferite, iar arshinul măsurat de mâna unui bărbat adult este diferit de arshin-ul măsurat de mâna unui copil sau a unei femei. Aceeași discrepanță în măsurarea lungimii se referă la brațuri (distanța dintre vârfurile degetelor mâinilor întinse în lateral) și coate (distanța de la degetul mijlociu la cotul mâinii).

Este interesant că bărbați mici erau angajați ca funcționari în magazine. Negustorii vicleni au salvat țesături folosind măsuri ceva mai mici: arshin, cot, brat.

Sisteme de măsuri

O astfel de varietate de măsuri a existat nu numai în Rusia, ci și în alte țări. Introducerea unităților de măsură a fost adesea arbitrară; uneori, aceste unități au fost introduse doar din cauza confortului măsurării lor. De exemplu, pentru a măsura presiune atmosferică s-a administrat mmHg. Cunoscut în care a fost folosit un tub umplut cu mercur, a fost posibil să se introducă o astfel de valoare neobișnuită.

Puterea motorului a fost comparată cu (ceea ce se mai practică în vremea noastră).

Diverse mărimi fizice au făcut ca măsurarea mărimilor fizice nu numai să fie complexă și nesigură, ci și să complice dezvoltarea științei.

Sistem unificat de măsuri

Un sistem unificat de mărimi fizice, convenabil și optimizat în fiecare țară industrializată, a devenit o nevoie urgentă. A fost adoptată ca bază ideea alegerii cât mai puține unități, cu ajutorul cărora se puteau exprima în relații matematice și alte mărimi. Astfel de cantități de bază nu ar trebui să fie legate între ele; semnificația lor este determinată fără ambiguitate și clar în orice sistem economic.

Au încercat să rezolve această problemă în diverse tari. Crearea unui GHS, ISS și altele unificate) a fost întreprinsă în mod repetat, dar aceste sisteme erau incomode fie din punct de vedere științific, fie în uz casnic și industrial.

Sarcina, pusă la sfârșitul secolului al XIX-lea, a fost rezolvată abia în 1958. Un sistem unificat a fost prezentat la o reuniune a Comitetului Internațional pentru Metrologie Legală.

Sistem unificat de măsuri

Anul 1960 a fost marcat de întâlnirea istorică a Conferinței Generale a Greutăților și Măsurilor. Sistem unic, numit „Systeme internationale d"unites” (abreviat SI) a fost adoptat prin decizia acestei onorabile întâlniri. În versiunea rusă, acest sistem se numește Sistem internațional (abreviere SI).

Baza este de 7 unități principale și 2 suplimentare. Al lor valoare numerică definit ca standard

Tabelul mărimilor fizice SI

Numele unității principale	Cantitatea măsurată	Desemnare
Numele unității principale	Cantitatea măsurată	Internaţional	Rusă
Unități de bază
kilogram


	Puterea curentă
	Temperatura
	Cantitatea de substanță
	Puterea luminii
Unități suplimentare
	Unghi plat
Steradian	Unghi solid

Sistemul în sine nu poate consta din doar șapte unități, deoarece varietatea proceselor fizice din natură necesită introducerea a tot mai multe cantități noi. Structura în sine prevede nu numai introducerea de noi unități, ci și interrelația lor sub formă de relații matematice (mai des sunt numite formule dimensionale).

O unitate de mărime fizică se obține folosind înmulțirea și împărțirea unităților de bază în formula dimensională. Absența coeficienților numerici în astfel de ecuații face ca sistemul să fie nu numai convenabil din toate punctele de vedere, ci și coerent (consecvent).

Unități derivate

Unitățile de măsură care se formează din cele șapte de bază se numesc derivate. Pe lângă unitățile de bază și derivate, a fost nevoie să se introducă altele suplimentare (radiani și steradiani). Dimensiunea lor este considerată a fi zero. Absența instrumente de masura determinarea lor face imposibilă măsurarea lor. Introducerea lor se datorează utilizării lor în cercetare teoretică. De exemplu, mărimea fizică „forță” din acest sistem este măsurată în newtoni. Deoarece forța este o măsură a acțiunii reciproce a corpurilor unul asupra celuilalt, care este motivul variației vitezei unui corp cu o anumită masă, ea poate fi definită ca produsul unei unități de masă cu o unitate de viteză. împărțit la o unitate de timp:

F = k٠M٠v/T, unde k este coeficientul de proporționalitate, M este unitatea de masă, v este unitatea de viteză, T este unitatea de timp.

SI oferă următoarea formulă pentru dimensiuni: H = kg٠m/s 2, unde sunt utilizate trei unități. Și kilogramul, și metrul și al doilea sunt clasificați ca de bază. Factorul de proporționalitate este 1.

Este posibil să se introducă mărimi adimensionale, care sunt definite ca un raport al mărimilor omogene. Acestea includ, după cum se știe, egale cu raportul dintre forța de frecare și forța normală de presiune.

Tabelul mărimilor fizice derivate din cele de bază

Numele unității	Cantitatea măsurată	Formula dimensională
		kg٠m 2 ٠s -2
	presiune	kg٠ m -1 ٠s -2
	inducție magnetică	kg ٠А -1 ٠с -2
	tensiune electrică	kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -1
	Rezistență electrică	kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -2
	Incarcare electrica
	putere	kg ٠m 2 ٠s -3
	Capacitate electrică	m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2
Joule la Kelvin	Capacitate termica	kg ٠m 2 ٠s -2 ٠K -1
Becquerel	Activitatea unei substanțe radioactive
	Flux magnetic	m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -1
	Inductanţă	m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -2

	Doza absorbită
	Doza de radiație echivalentă
	Iluminare	m -2 ٠kd ٠av -2
	Flux de lumină
	Forță, greutate	m ٠kg ٠s -2
	Conductivitate electrică	m -2 ٠kg -1 ٠s 3 ٠A 2
	Capacitate electrică	m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2

Unități non-sistem

Utilizarea cantităților stabilite istoric care nu sunt incluse în SI sau diferă doar printr-un coeficient numeric este permisă la măsurarea cantităților. Acestea sunt unități nesistemice. De exemplu, mm de mercur, raze X și altele.

Coeficienții numerici sunt utilizați pentru a introduce submultipli și multipli. Prefixele corespund unui anumit număr. Exemplele includ centi-, kilo-, deca-, mega- și multe altele.

1 kilometru = 1000 de metri,

1 centimetru = 0,01 metri.

Tipologia cantităților

Vom incerca sa indicam cateva caracteristici de baza care ne permit sa stabilim tipul de valoare.

1. Direcția. Dacă acțiunea unei mărimi fizice este direct legată de direcție, se numește vector, altele - scalar.

2. Disponibilitatea dimensiunii. Existența unei formule pentru mărimile fizice face posibilă numirea lor dimensională. Dacă toate unitățile dintr-o formulă au un grad zero, atunci ele se numesc adimensionale. Ar fi mai corect să le numim cantități cu dimensiunea egală cu 1. La urma urmei, conceptul de mărime adimensională este ilogic. Proprietatea principală - dimensiunea - nu a fost anulată!

3. Dacă este posibil, adaos. O mărime aditivă, a cărei valoare poate fi adăugată, scăzută, înmulțită cu un coeficient etc. (de exemplu, masa) este o mărime fizică care este însumabilă.

4. În raport cu sistemul fizic. Extensiv - dacă valoarea sa poate fi compilată din valorile subsistemului. Un exemplu ar fi suprafața măsurată în metri pătrați. Intensiv - o cantitate a cărei valoare nu depinde de sistem. Acestea includ temperatura.

Conceptul de mărime fizică este comun în fizică și metrologie și este folosit pentru a descrie sisteme materiale de obiecte.

Cantitate fizica, după cum am menționat mai sus, aceasta este o caracteristică comună în sens calitativ pentru multe obiecte, procese, fenomene și, în sens cantitativ - individual pentru fiecare dintre ele. De exemplu, toate corpurile au propria lor masă și temperatură, dar valorile numerice ale acestor parametri sunt diferite pentru diferite corpuri. Conținutul cantitativ al acestei proprietăți într-un obiect este mărimea mărimii fizice, estimarea numerică a dimensiunii sale numit valoarea unei marimi fizice.

Se numește o mărime fizică care exprimă aceeași calitate în sens calitativ omogen (cu același nume ).

Sarcina principală a măsurătorilor - obținerea de informații despre valorile unei mărimi fizice sub forma unui anumit număr de unități acceptate pentru aceasta.

Valorile mărimilor fizice sunt împărțite în adevărate și reale.

Adevărat sens - acesta este sensul într-un mod ideal reflectând calitativ şi cantitativ proprietăţile corespunzătoare ale obiectului.

Valoare reala - aceasta este o valoare găsită experimental și atât de apropiată de cea adevărată încât poate fi luată în schimb.

Mărimile fizice sunt clasificate în funcție de un număr de caracteristici. Se disting următoarele: clasificări:

1) în raport cu semnalele informaționale de măsurare, mărimile fizice sunt: activ - marimi care pot fi convertite intr-un semnal informativ de masurare fara utilizarea surselor auxiliare de energie; pasiv nou - mărimi care necesită utilizarea surselor auxiliare de energie, prin care se creează un semnal de informare de măsurare;

2) pe baza aditivității, mărimile fizice se împart în: aditiv , sau extins, care poate fi măsurat în părți și, de asemenea, reprodus cu acuratețe folosind o măsură cu mai multe valori bazată pe însumarea dimensiunilor măsurilor individuale; Nu aditiv, sau intensive, care nu sunt măsurate direct, ci sunt convertite într-o măsurătoare de mărime sau măsurare prin măsurători indirecte. (Aditivitatea (latină additivus - adăugat) este o proprietate a cantităților, constând în faptul că valoarea unei cantități corespunzătoare întregului obiect este egală cu suma valorilor cantităților corespunzătoare părților sale).

Evoluția dezvoltării sisteme unități fizice.

Sistem metric- primul sistem de unitati de marimi fizice

a fost adoptat în 1791 de către Adunarea Națională Franceză. A inclus unități de lungime, suprafață, volum, capacitate și greutate , care s-au bazat pe două unități - metru și kilogram . Era diferit de sistemul de unități folosit acum și nu era încă un sistem de unități în sensul modern.

Sistem absolutunități de mărime fizică.

Metoda de construire a unui sistem de unități ca set de unități de bază și derivate a fost dezvoltată și propusă în 1832 de matematicianul german K. Gauss, numindu-l sistem absolut. El a luat ca bază trei valori independente una de cealaltă - masa, lungimea, timpul .

Pentru principal unitati a acceptat aceste cantităţi miligram, milimetru, secundă , presupunând că unitățile rămase pot fi determinate folosindu-le.

Mai tarziu au aparut o serie de sisteme de unitati de marimi fizice, construite pe principiul propus de Gauss, si bazate pe sistemul metric de masuri, dar diferite in unitati de baza.

În conformitate cu principiul Gauss propus, principalele sisteme de unități de mărime fizice sunt:

sistem GHS, în care unitățile de bază sunt centimetrul ca unitate de lungime, gramul ca unitate de masă și al doilea ca unitate de timp; a fost instalat în 1881;

Sistemul MKGSS. Utilizarea kilogramului ca unitate de greutate, iar mai târziu ca unitate de forță în general, a condus la sfârșitul secolului al XIX-lea. la formarea unui sistem de unități de mărimi fizice cu trei unități de bază: metru - o unitate de lungime, kilogram - forță - o unitate de forță, secundă - o unitate de timp;

5. Sistemul MKSA- Unitățile de bază sunt metrul, kilogramul, secunda și amperul. Bazele acestui sistem au fost propuse în 1901 de omul de știință italian G. Giorgi.

Relațiile internaționale în domeniul științei și economiei au necesitat unificarea unităților de măsură, crearea unui sistem unificat de unități de mărimi fizice, care să acopere diverse ramuri ale domeniului măsurării și păstrarea principiului coerenței, adică. egalitatea coeficientului de proporţionalitate cu unitatea în ecuaţiile de legătură dintre mărimile fizice.

SistemSI. În 1954, comisia pentru a dezvolta o Internațională unificată

Sistemul de unități a propus un proiect de sistem de unități, care a fost aprobat în 1960. A XI-a Conferință Generală de Greutăți și Măsuri. Sistemul internațional unități (abreviat SI) și-au luat numele de la literele inițiale ale numelui francez System International.

Sistemul Internațional de Unități (SI) include șapte unități principale (Tabelul 1), două suplimentare și un număr de unități de măsură nesistemice.

Tabelul 1 - Sistemul internațional de unități

Cantități fizice care au un standard aprobat oficial	Unitate	Denumirea abreviată a unității cantitate fizica
			internaţional

	kilogram

Puterea curentului electric
Temperatura
Unitate de iluminare
Cantitatea de substanță

Sursa: Tyurin N.I. Introducere în metrologie. M.: Editura Standarde, 1985.

Unități de bază măsurători cantitățile fizice în conformitate cu hotărârile Conferinței Generale pentru Greutăți și Măsuri sunt definite după cum urmează:

metru - lungimea traseului pe care lumina o parcurge în vid în 1/299.792.458 de secundă;

un kilogram este egal cu masa prototipului internațional al kilogramului;

o secundă este egală cu 9.192.631.770 de perioade de radiație corespunzătoare tranziției între două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului Cs 133;

amperul este egal cu puterea unui curent constant, care, atunci când trece prin doi conductori drepti paraleli de lungime infinită și este neglijabil zonă mică secțiunea transversală circulară, situată la o distanță de 1 m una de alta în vid, determină o forță de interacțiune pe fiecare secțiune a unui conductor de 1 m lungime;

candela este egală cu intensitatea luminoasă într-o direcție dată a unei surse care emite radiații de protecție ionică, a cărei intensitate luminoasă energetică în această direcție este de 1/683 W/sr;

un kelvin este egal cu 1/273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei;

un mol este egal cu cantitatea de substanță dintr-un sistem care conține același număr de elemente structurale ca și atomi în C12 cu o greutate de 0,012 kg2.

Unități suplimentare Sistemul internațional de unități pentru măsurarea unghiurilor plane și solide:

radian (rad) - un unghi plat între două raze ale unui cerc, arcul dintre care este egal ca lungime cu raza. În grade, un radian este egal cu 57°17"48"3;

steradian (sr) - un unghi solid al cărui vârf este situat în centrul sferei și care se decupează pe suprafață zona sferei, egală cu aria unui pătrat cu lungimea laturii egală cu raza sfere.

Unități SI suplimentare sunt folosite pentru a forma unitățile de viteză unghiulară, accelerație unghiulară și alte cantități. Radianul și steradianul sunt folosiți pentru construcții și calcule teoretice, deoarece majoritatea valorilor practice ale unghiurilor în radiani care sunt importante pentru practică sunt exprimate ca numere transcendentale.

Unități non-sistem:

O zecime de alb este luată ca unitate logaritmică - decibel (dB);

Dioptrie - intensitate luminoasă pentru instrumente optice;

Puterea reactivă-var (VA);

Unitate astronomică (UA) - 149,6 milioane km;

Un an lumină este distanța pe care o parcurge o rază de lumină într-un an;

Capacitate - litru (l);

Suprafata - hectar (ha).

Unitățile logaritmice sunt împărțite în absolut, care reprezintă logaritmul zecimal al raportului dintre o mărime fizică și o valoare normalizată și relativ, format ca un logaritm zecimal al raportului dintre oricare două mărimi omogene (aceeași).

Unitățile non-SI includ grade și minute. Unitățile rămase sunt derivate.

Unități derivate SI se formează cu ajutorul celor mai simple ecuaţii care raportează mărimi şi în care coeficienţii numerici sunt egali cu unitatea. În acest caz, se numește unitatea derivată coerent.

Dimensiune este o afișare calitativă a cantităților măsurate. Valoarea unei marimi se obtine ca urmare a masurarii sau calculului acesteia in conformitate cu ecuația de bază dinmasuratori:Q = q * [ Q]

unde Q - valoarea cantitativă; q- valoarea numerică a mărimii măsurate în unități convenționale; [Q] - unitatea aleasă pentru măsurare.

Dacă ecuația definitorie include un coeficient numeric, atunci pentru a forma o unitate derivată, astfel de valori numerice ale cantităților inițiale trebuie înlocuite în partea dreaptă a ecuației, astfel încât valoarea numerică a unității derivate care este determinată să fie egală cu unu .

(De exemplu, 1 ml este luat ca unitate de măsură pentru masa unui lichid, deci pe ambalaj este indicat: 250 ml, 750 etc., dar dacă 1 litru este luat ca unitate de măsură, atunci aceeași cantitate de lichid va fi indicată 0,25 litri., respectiv 075l.).

Ca una dintre modalitățile de formare a multiplilor și submultiplilor, se folosește multiplicitatea zecimală dintre unitățile majore și minore, adoptată în sistemul metric de măsuri. În tabel 1.2 furnizează factori și prefixe pentru formarea multiplilor și submultiplilor zecimali și denumirile acestora.

Tabelul 2 - Factori și prefixe pentru formarea multiplilor și submultiplilor zecimali și denumirea acestora

Factor	Consolă	Desemnarea prefixului
			internaţional

(Exabyte este o unitate de măsură a cantității de informații, egală cu 1018 sau 260 de octeți. 1 EeV (exaelectronvolt) = 1018 electronvolt = 0,1602 joule)

Trebuie luat în considerare faptul că atunci când se formează unități multiple și submultiple de suprafață și volum folosind prefixe, poate apărea citire dublă, în funcție de locul în care este adăugat prefixul. De exemplu, 1 m2 poate fi folosit ca 1 metru pătrat și ca 100 de centimetri pătrați, ceea ce este departe de același lucru, deoarece 1 metru patrat adică 10.000 de centimetri pătrați.

Conform regulilor internaționale, multiplii și submultiplii de suprafață și volum ar trebui formați prin adăugarea de prefixe la unitățile originale. Gradele se referă la acele unități care sunt obținute prin atașarea prefixelor. De exemplu, 1 km 2 = 1 (km) 2 = (10 3 m) 2 == 10 6 m 2.

Pentru a asigura uniformitatea măsurătorilor, este necesar să existe unități identice în care să fie calibrate toate instrumentele de măsură de aceeași mărime fizică. Unitatea de măsurători se realizează prin stocarea, reproducerea cu acuratețe a unităților stabilite de mărimi fizice și transferul dimensiunilor acestora la toate instrumentele de măsurare de lucru folosind standarde și instrumente de măsurare de referință.

Referinţă - un instrument de măsurare care asigură păstrarea și reproducerea unei unități legale de mărime fizică, precum și transferul dimensiunii acesteia către alte instrumente de măsură.

Crearea, stocarea și utilizarea standardelor, monitorizarea stării acestora sunt supuse unor reguli uniforme stabilite de GOST „GSI. Standarde ale unităților de mărime fizică. Procedura de dezvoltare, aprobare, înregistrare, depozitare și aplicare.”

Prin subordonare standardele sunt împărțiteîn primar și secundar și au următoarea clasificare.

Standard primar asigura stocarea, reproducerea unitatilor si transmiterea dimensiunilor cu cea mai mare acuratete din tara realizabila in acest domeniu de masurare:

- standarde primare speciale- sunt destinate reproducerii unității în condiții în care transmiterea directă a dimensiunii unității de la standardul primar cu precizia necesară este imposibilă din punct de vedere tehnic, de exemplu, pentru tensiuni joase și înalte, microunde și HF. Sunt aprobate ca standarde de stat. Având în vedere importanța deosebită a standardelor de stat și pentru a le conferi forță de lege, GOST este aprobat pentru fiecare standard de stat. Comitetul de Stat pentru Standarde creează, aprobă, stochează și aplică standarde de stat.

Standard secundar reproduce unitatea în conditii specialeși înlocuiește standardul primar în aceste condiții. Este creat și omologat pentru a asigura cea mai mică uzură conform standardului de stat. Standarde secundare la rândul lor împărțit în funcție de scop:

Copiere standarde - concepute pentru a transfera dimensiunile unităților la standardele de lucru;

Standarde de comparație - menite să verifice siguranța standardului de stat și să-l înlocuiască în caz de deteriorare sau pierdere;

Standarde de martori - utilizate pentru compararea standardelor care, dintr-un motiv sau altul, nu pot fi comparate direct între ele;

Standarde de lucru - reproduce o unitate din standarde secundare și servesc pentru a transfera dimensiunea la un standard de rang inferior. Standardele secundare sunt create, aprobate, stocate și utilizate de ministere și departamente.

Unitate standard - un instrument sau set de instrumente de măsurare care asigură stocarea și reproducerea unei unități în scopul transferării dimensiunii acesteia către instrumentele de măsurare subordonate din schema de verificare, realizat conform unui caiet de sarcini special și aprobat oficial în în modul prescris ca standard.

Reproducerea unităților, în funcție de cerințele tehnice și economice, se realizează în doi moduri:

- centralizat- utilizarea unui singur standard de stat pentru întreaga țară sau grup de țări. Toate unitățile de bază și majoritatea derivatelor sunt reproduse central;

- descentralizat- aplicabil unităților derivate, a căror dimensiune nu poate fi transmisă prin comparație directă cu standardul și oferă precizia necesară.

Standardul stabilește o procedură în mai multe etape pentru transferul dimensiunilor unei unități a unei mărimi fizice de la standardul de stat la toate mijloacele de lucru de măsurare a unei mărimi fizice date folosind standarde secundare și mijloace exemplificative de măsurare a diferitelor categorii de la cea mai mare prima la cea mai mică și de la mijloace exemplare la cele de lucru.

Transferul mărimii se realizează prin diverse metode de verificare, în principal prin metode de măsurare binecunoscute. Transferarea unei dimensiuni în mod treptat este însoțită de o pierdere a preciziei, cu toate acestea, pașii multipli vă permite să salvați standardele și să transferați dimensiunea unității la toate instrumentele de măsurare de lucru.

Studiul fenomenelor fizice și modelele lor, precum și utilizarea acestor modele în activitati practice umanul este asociat cu măsurarea mărimilor fizice.

O mărime fizică este o proprietate care este comună calitativ multor obiecte fizice (sisteme fizice, stările și procesele lor care au loc în ele), dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect.

O mărime fizică este, de exemplu, masa. Diferite obiecte fizice au masă: toate corpurile, toate particulele de materie, particulele câmpului electromagnetic etc. Calitativ, toate realizările specifice de masă, adică masele tuturor obiectelor fizice, sunt aceleași. Dar masa unui obiect poate fi de un anumit număr de ori mai mare sau mai mică decât masa altuia. Și în acest sens cantitativ, masa este o proprietate care este individuală pentru fiecare obiect. Mărimile fizice sunt și lungimea, temperatura, tensiunea câmp electric, perioada de oscilație etc.

Implementările specifice ale aceleiași mărimi fizice sunt numite mărimi omogene. De exemplu, distanța dintre pupilele ochilor tăi și înălțimea turnul Eiffel exista realizari specifice aceleiasi marimi fizice – lungime si deci sunt marimi omogene. Masa acestei cărți și masa satelitului Pământului „Cosmos-897” sunt, de asemenea, mărimi fizice omogene.

Mărimile fizice omogene diferă unele de altele ca mărime. Mărimea unei mărimi fizice este

conținutul cantitativ dintr-un obiect dat al unei proprietăți corespunzătoare conceptului de „cantitate fizică”.

Dimensiunile cantităților fizice omogene ale diferitelor obiecte pot fi comparate între ele dacă se determină valorile acestor cantități.

Valoarea unei marimi fizice este o evaluare a unei marimi fizice sub forma unui anumit numar de unitati acceptate pentru aceasta (vezi p. 14). De exemplu, valoarea lungimii unui anumit corp, 5 kg este valoarea masei unui anumit corp etc. Un număr abstract inclus în valoarea unei mărimi fizice (în exemplele noastre 10 și 5) se numește valoare numerică. În general, valoarea X a unei anumite cantități poate fi exprimată ca formulă

unde este valoarea numerică a mărimii, unitatea acesteia.

Este necesar să se facă distincția între valorile adevărate și cele reale ale unei mărimi fizice.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice este valoarea unei mărimi care ar reflecta în mod ideal proprietatea corespunzătoare a obiectului în termeni calitativi și cantitativi.

Valoarea reală a unei mărimi fizice este valoarea unei mărimi găsită experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât poate fi folosită în schimb pentru un scop dat.

Găsirea experimentală a valorii unei mărimi fizice folosind mijloace tehnice speciale se numește măsurare.

Adevăratele valori ale mărimilor fizice sunt de obicei necunoscute. De exemplu, nimeni nu știe adevăratele valori ale vitezei luminii, distanța de la Pământ la Lună, masa unui electron, a unui proton și altele particule elementare. Nu știm adevărata valoare a înălțimii și greutății noastre corporale, nu știm și nu putem afla adevărata valoare a temperaturii aerului din camera noastră, lungimea mesei la care lucrăm etc.

Cu toate acestea, folosind mijloace tehnice speciale, este posibil să se determine realitatea

valorile tuturor acestor și multor alte cantități. Mai mult, gradul de aproximare a acestor valori reale la valorile reale ale mărimilor fizice depinde de perfecțiunea instrumentelor tehnice de măsurare utilizate.

Instrumentele de măsurare includ măsuri, instrumente de măsurare etc. O măsură este înțeleasă ca un instrument de măsurare conceput pentru a reproduce o cantitate fizică de o dimensiune dată. De exemplu, o greutate este o măsură a masei, o riglă cu diviziuni milimetrice este o măsură a lungimii, un balon de măsurare este o măsură a volumului (capacitatea), un element normal este o măsură a forței electromotoare, un oscilator cu cuarț este o măsură a frecvenței oscilațiilor electrice etc.

Un dispozitiv de măsurare este un instrument de măsurare conceput pentru a genera un semnal de informație de măsurare într-o formă accesibilă percepției directe prin observare. Instrumentele de măsurare includ un dinamometru, un ampermetru, un manometru etc.

Există măsurători directe și indirecte.

Măsurarea directă este o măsurătoare în care valoarea dorită a unei cantități este găsită direct din datele experimentale. Măsurătorile directe includ, de exemplu, măsurarea masei pe o scară cu brațe egale, a temperaturii - cu un termometru, a lungimii - cu o riglă.

Măsurarea indirectă este o măsurătoare în care valoarea dorită a unei mărimi este găsită pe baza unei relații cunoscute între aceasta și mărimile supuse măsurătorilor directe. Măsurătorile indirecte sunt, de exemplu, găsirea densității unui corp după masa și dimensiunile sale geometrice, aflarea rezistivității electrice a unui conductor prin rezistența, lungimea și aria secțiunii sale transversale.

Măsurătorile mărimilor fizice se bazează pe diferite fenomene fizice. De exemplu, pentru măsurarea temperaturii se folosește dilatarea termică a corpurilor sau efectul termoelectric, pentru măsurarea masei corpurilor prin cântărire, a fenomenului gravitației etc. Setul de fenomene fizice pe care se bazează măsurătorile se numește principiul măsurării. Principiile de măsurare nu sunt tratate în acest manual. Metrologia se ocupă cu studiul principiilor și metodelor de măsurare, a tipurilor de instrumente de măsurare, a erorilor de măsurare și a altor probleme legate de măsurători.

O mărime fizică este una dintre proprietățile unui obiect fizic (fenomen, proces), care este comună calitativ multor obiecte fizice, în timp ce diferă în valoare cantitativă.

Scopul măsurătorilor este de a determina valoarea unei mărimi fizice - un anumit număr de unități acceptate pentru aceasta (de exemplu, rezultatul măsurării masei unui produs este de 2 kg, înălțimea unei clădiri este de 12 m etc. ).

În funcție de gradul de aproximare a obiectivității, se disting valorile adevărate, reale și măsurate ale unei mărimi fizice.

Aceasta este o valoare care reflectă în mod ideal proprietatea corespunzătoare a unui obiect în termeni calitativi și cantitativi. Din cauza imperfecțiunii instrumentelor și metodelor de măsurare, este practic imposibil să se obțină valorile adevărate ale cantităților. Ele pot fi imaginate doar teoretic. Iar valorile obținute în timpul măsurării doar se apropie de valoarea reală într-o măsură mai mare sau mai mică.

Aceasta este o valoare a unei cantități găsite experimental, care este atât de aproape de valoarea adevărată încât poate fi folosită în schimb pentru un scop dat.

Aceasta este valoarea obținută prin măsurare folosind metode și instrumente de măsură specifice.

9. Clasificarea măsurătorilor în funcție de dependența valorii măsurate de timp și în funcție de seturi de valori măsurate.

În funcție de natura modificării valorii măsurate - măsurători statice și dinamice.

Măsurare dinamică - o măsurare a unei cantități a cărei mărime se modifică în timp. O schimbare rapidă a mărimii mărimii măsurate necesită măsurarea acesteia cu cea mai precisă definiție moment în timp. De exemplu, măsurarea distanței până la nivelul suprafeței Pământului de la balon cu aer cald sau măsurarea tensiunii continue curent electric. În esență, o măsurare dinamică este o măsurare a dependenței funcționale a mărimii măsurate în timp.

Măsurare statică - măsurarea unei mărimi care este luată în considerare în conformitate cu sarcina de măsurare atribuită și nu se modifică pe parcursul perioadei de măsurare. De exemplu, măsurarea dimensiunii liniare a unui produs fabricat când temperatura normala poate fi considerată statică, deoarece fluctuațiile de temperatură din atelier la nivelul zecimii de grad introduc o eroare de măsurare de cel mult 10 μm/m, care este nesemnificativă în comparație cu eroarea de fabricație a piesei. Prin urmare, în această sarcină de măsurare, cantitatea măsurată poate fi considerată neschimbată. La calibrarea unei măsuri de lungime a liniei în raport cu standardul primar de stat, termostatarea asigură stabilitatea menținerii temperaturii la nivelul de 0,005 °C. Astfel de fluctuații de temperatură provoacă o eroare de măsurare de o mie de ori mai mică - nu mai mult de 0,01 μm/m. Dar în această sarcină de măsurare este esențială, iar luarea în considerare a schimbărilor de temperatură în timpul procesului de măsurare devine o condiție pentru asigurarea preciziei de măsurare necesare. Prin urmare, aceste măsurători ar trebui efectuate folosind tehnica de măsurare dinamică.

Bazat pe seturile existente de valori măsurate pe electric ( curent, tensiune, putere) , mecanic ( masa, numărul de produse, efortul); , putere termala(temperatura, presiunea); , fizică(densitate, vâscozitate, turbiditate); chimic(compus, Proprietăți chimice, concentrare) , inginerie radio etc.

Clasificarea măsurătorilor după metoda de obținere a rezultatului (pe tip).

După metoda de obținere a rezultatelor măsurătorilor, acestea se disting: măsurători directe, indirecte, cumulate și comune.

Măsurătorile directe sunt acelea în care valoarea dorită a mărimii măsurate este găsită direct din datele experimentale.

Măsurătorile indirecte sunt acelea în care valoarea dorită a mărimii măsurate este găsită pe baza unei relații cunoscute între mărimea măsurată și mărimile determinate cu ajutorul măsurătorilor directe.

Măsurătorile cumulate sunt acelea în care se măsoară simultan mai multe mărimi cu același nume, iar valoarea determinată se află prin rezolvarea unui sistem de ecuații care se obține pe baza măsurătorilor directe ale mărimii cu același nume.

Măsurătorile comune sunt măsurătorile a două sau mai multe cantități cu nume diferite pentru a găsi relația dintre ele.

Clasificarea măsurătorilor în funcție de condițiile care determină acuratețea rezultatului și numărul de măsurători pentru obținerea rezultatului.

În funcție de condițiile care determină acuratețea rezultatului, măsurătorile sunt împărțite în trei clase:

1. Măsurători cu cea mai mare acuratețe posibilă posibilă cu nivelul de tehnologie existent.

Acestea includ, în primul rând, măsurători standard asociate cu cea mai mare acuratețe posibilă a reproducerii unităților stabilite de mărimi fizice și, în plus, măsurători ale constantelor fizice, în primul rând universale (de exemplu, valoarea absolută a accelerației). cădere liberă, raportul giromagnetic al protonului etc.).

Această clasă include și unele măsurători speciale care necesită o precizie ridicată.

2. Măsurători de control și verificare, a căror eroare, cu o anumită probabilitate, nu trebuie să depășească o anumită valoare specificată.

Acestea includ măsurători efectuate de laboratoare pentru supravegherea de stat a implementării și respectării standardelor și a stării echipamentelor de măsurare și a laboratoarelor de măsurare din fabrică, care garantează eroarea rezultatului cu o anumită probabilitate care nu depășește o anumită valoare prestabilită.

3. Măsurători tehnice în care eroarea rezultatului este determinată de caracteristicile instrumentelor de măsură.

Exemple de măsurători tehnice sunt măsurătorile efectuate în timpul producției în fabrici de mașini, pe tablouri de distribuție dispozitive de distribuție centrale electrice etc.

Pe baza numărului de măsurători, măsurătorile sunt împărțite în unice și multiple.

O singură măsurare este măsurarea unei cantități făcută o singură dată. În practică, măsurătorile individuale au o eroare mare; prin urmare, pentru a reduce eroarea, se recomandă să efectuați măsurători de acest tip de cel puțin trei ori și să luați ca rezultat media lor aritmetică.

Măsurătorile multiple sunt măsurători ale uneia sau mai multor cantități efectuate de patru sau mai multe ori. O măsurătoare multiplă este o serie de măsurători unice. Numărul minim de măsurători la care o măsurătoare poate fi considerată multiplă este de patru. Rezultatul măsurătorilor multiple este media aritmetică a rezultatelor tuturor măsurătorilor efectuate. Cu măsurători repetate, eroarea este redusă.

Clasificarea erorilor de măsurare aleatoare.

Eroarea aleatorie este o componentă a erorii de măsurare care se modifică aleatoriu în timpul măsurătorilor repetate ale aceleiași mărimi.

1) Aspru - nu depășește eroarea admisă

2) O ratare este o eroare gravă, depinde de persoană

3) Așteptat - obținut ca urmare a experimentului în timpul creării. conditii

Conceptul de metrologie

Metrologie– știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și metodelor de realizare a preciziei cerute. Se bazează pe un set de termeni și concepte, dintre care cei mai importanți sunt redați mai jos.

Cantitate fizica- o proprietate care este comună calitativ multor obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect. Mărimile fizice sunt lungimea, masa, densitatea, forța, presiunea etc.

Unitatea de măsură fizică este considerată a fi mărimea căreia, prin definiție, i se atribuie o valoare egală cu 1. De exemplu, masa 1 kg, forța 1 N, presiunea 1 Pa. ÎN diverse sisteme unități Unitățile de aceeași dimensiune pot diferi ca mărime. De exemplu, pentru o forță de 1 kgf ≈ 10N.

Valoarea cantității fizice– evaluarea numerică a dimensiunii fizice a unui obiect specific în unități acceptate. De exemplu, masa unei cărămizi este de 3,5 kg.

Dimensiunea tehnică– determinarea valorilor diferitelor mărimi fizice cu ajutorul special metode tehnice si mijloace. În timpul testelor de laborator, se determină valorile dimensiuni geometrice, masa, temperatura, presiunea, forta etc. Toate masuratorile tehnice trebuie sa indeplineasca cerintele de unitate si precizie.

Măsurare directă– compararea experimentală a unei valori date cu alta, luată ca unitate, prin citirea la scara instrumentului. De exemplu, măsurarea lungimii, masei, temperaturii.

Măsurători indirecte– rezultate obţinute cu ajutorul rezultatelor măsurătorilor directe prin calcule folosind formule cunoscute. De exemplu, determinarea densității și rezistenței unui material.

Unitatea de măsură– o stare de măsurători în care rezultatele acestora sunt exprimate în unități legale și erorile de măsurare sunt cunoscute cu o probabilitate dată. Unitatea de măsurători este necesară pentru a putea compara rezultatele măsurătorilor efectuate în locuri diferite, în momente diferite, folosind o varietate de instrumente.

Precizia măsurătorilor– calitatea măsurătorilor, reflectând apropierea rezultatelor obținute de valoarea reală a valorii măsurate. Distingeți valorile reale și reale ale mărimilor fizice.

Adevărat sens mărimea fizică reflectă în mod ideal proprietățile corespunzătoare ale obiectului în termeni calitativi și cantitativi. Valoarea adevărată este lipsită de erori de măsurare. Deoarece toate valorile unei mărimi fizice sunt găsite empiric și conțin erori de măsurare, valoarea adevărată rămâne necunoscută.

Valoare reala mărimile fizice se găsesc experimental. Este atât de aproape de valoarea adevărată încât în anumite scopuri poate fi folosit în schimb. La măsurători tehnice valoarea unei marimi fizice gasite cu un acceptabil cerinte tehnice eroarea este luată ca valoare reală.

Eroare de măsurare– abaterea rezultatului măsurării de la valoarea reală a valorii măsurate. Întrucât valoarea adevărată a mărimii măsurate rămâne necunoscută, în practică eroarea de măsurare este estimată doar aproximativ prin compararea rezultatelor măsurătorii cu valoarea aceleiași mărimi obținută cu o precizie de câteva ori mai mare. Astfel, eroarea în măsurarea dimensiunilor unei probe cu o riglă, care este de ± 1 mm, poate fi estimată prin măsurarea probei cu un șubler cu o eroare de cel mult ± 0,5 mm.

Eroare absolută exprimată în unităţi ale mărimii măsurate.

Eroare relativă- raportul dintre eroarea absolută și valoarea reală a valorii măsurate.

Instrumente de masura - mijloace tehnice, utilizat în măsurători și având proprietăți metrologice standardizate. Instrumentele de măsură sunt împărțite în măsuri și instrumente de măsură.

Măsura– un instrument de măsurare conceput pentru a reproduce o mărime fizică de o dimensiune dată. De exemplu, o greutate este o măsură a masei.

Aparat de măsură– un instrument de măsurare care servește la reproducerea informațiilor de măsurare într-o formă accesibilă percepției de către un observator. Cele mai simple instrumente de măsurare se numesc instrument de masurare. De exemplu, o riglă, un șubler.

Principalii indicatori metrologici ai instrumentelor de măsurare sunt:

Valoarea diviziunii scalei este diferența dintre valorile mărimii măsurate, corespunzătoare a două semne de scară adiacente;

Valorile inițiale și finale ale scalei sunt cele mai mici și cea mai mare valoare valoarea măsurată indicată pe cântar;

Domeniul de măsurare este intervalul de valori ale valorii măsurate pentru care erorile admisibile sunt normalizate.

Eroare de măsurare– rezultatul suprapunerii reciproce a erorilor cauzate de din diferite motive: eroarea instrumentelor de măsurare în sine, erorile care apar la utilizarea aparatului și citirea rezultatelor măsurătorilor și erorile din nerespectarea condițiilor de măsurare. Când suficient un numar mare măsurători, media aritmetică a rezultatelor măsurătorilor se apropie de valoarea adevărată, iar eroarea scade.

Eroare sistematică- o eroare care rămâne constantă sau se modifică în mod natural cu măsurători repetate și apare din motive binecunoscute. De exemplu, schimbarea scalei instrumentului.

Eroarea aleatorie este o eroare în care nu există o legătură naturală cu erorile anterioare sau ulterioare. Apariția sa este cauzată de multe motive aleatorii, a căror influență asupra fiecărei măsurători nu poate fi luată în considerare în prealabil. Motivele care duc la apariția unei erori aleatorii includ, de exemplu, eterogenitatea materialului, neregulile în timpul prelevării și erorile în citirile instrumentului.

Dacă în timpul măsurătorilor un așa-numit eroare grosolană, care crește semnificativ eroarea așteptată în condiții date, atunci astfel de rezultate ale măsurătorilor sunt excluse din considerație ca fiind nesigure.

Unitatea tuturor măsurătorilor este asigurată prin stabilirea unităților de măsură și elaborarea standardelor acestora. Din 1960 este în vigoare Sistemul Internațional de Unități (SI), care a înlocuit setul complex de sisteme de unități și unități individuale non-sistem dezvoltate pe baza sistemului metric de măsuri. În Rusia, sistemul SI a fost adoptat ca standard, iar utilizarea lui în domeniul construcțiilor este reglementată din 1980.

Curs 2. CANTITATI FIZICE. UNITĂȚI DE MĂSURĂ

2.1 Mărimi fizice si solzi

2.2 Unităţi de mărimi fizice

2.3. Sistemul internațional de unități (sistemul SI)

2.4 Mărimi fizice ale proceselor tehnologice

productia de mancare

2.1 Mărimi și scale fizice

Individ în termeni cantitativi trebuie înțeles în așa fel încât aceeași proprietate pentru un obiect poate fi de un anumit număr de ori mai mare sau mai mică decât pentru altul.

De obicei, termenul „cantitate fizică” este folosit pentru a se referi la proprietăți sau caracteristici care pot fi cuantificate. Mărimile fizice includ masa, lungimea, timpul, presiunea, temperatura etc. Toate le determină pe cele generale în termeni calitativi proprietăți fizice, caracteristicile lor cantitative pot fi diferite.

Este recomandabil să distingem cantitățile fizice în măsurată și evaluată. EF măsurată poate fi exprimată cantitativ sub forma unui anumit număr de unități de măsură stabilite. Este importantă posibilitatea introducerii și utilizării acestuia din urmă semn distinctiv PV măsurat.

Cu toate acestea, există proprietăți precum gustul, mirosul etc., pentru care nu se pot introduce unități. Astfel de cantități pot fi estimate. Valorile sunt evaluate folosind scale.

De acuratețea rezultatului Există trei tipuri de valori ale mărimilor fizice: adevărate, reale, măsurate.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice(valoarea adevărată a unei cantități) - valoarea unei mărimi fizice care, în termeni calitativi și cantitativi, ar reflecta în mod ideal proprietatea corespunzătoare a obiectului.

Postulatele metrologiei includ

Valoarea adevărată a unei anumite cantități există și este constantă

Valoarea adevărată a mărimii măsurate nu poate fi găsită.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice poate fi obținută doar ca urmare a unui proces nesfârșit de măsurători cu îmbunătățirea nesfârșită a metodelor și instrumentelor de măsurare. Pentru fiecare nivel de dezvoltare a tehnologiei de măsurare, putem cunoaște doar valoarea reală a unei mărimi fizice, care este folosită în locul celei adevărate.

Valoarea reală a unei mărimi fizice– valoarea unei mărimi fizice găsită experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât o poate înlocui pentru sarcina de măsurare dată. Un exemplu tipic care ilustrează dezvoltarea tehnologiei de măsurare este măsurarea timpului. La un moment dat, unitatea de timp, a doua, a fost definită ca 1/86400 din ziua solară medie cu o eroare de 10 -7 . În prezent, al doilea este determinat cu o eroare de 10 -14 , adică suntem cu 7 ordine de mărime mai aproape de valoarea adevărată a determinării timpului la nivelul de referință.

Valoarea reală a unei mărimi fizice este de obicei considerată medie serie aritmetică valorile obținute din măsurători cu precizie egală sau o medie aritmetică ponderată pentru măsurători cu precizie inegală.

Valoarea măsurată a unei mărimi fizice– valoarea unei marimi fizice obtinuta printr-o tehnica specifica.

După tipul de fenomene fotovoltaiceîmpărțite în următoarele grupe :

- real , acestea. descriind fizice şi caracteristici fizico-chimice substante. Materiale și produse realizate din acestea. Acestea includ masa, densitatea etc. Acestea sunt PV-uri pasive, deoarece pentru măsurarea acestora este necesar să se utilizeze surse auxiliare de energie, cu ajutorul cărora se generează un semnal de informaţie de măsurare.

- energie – descrierea caracteristicilor energetice ale proceselor de transformare, transmitere si utilizare a energiei (energie, tensiune, putere. Aceste marimi sunt active. Pot fi transformate in semnale informative de masurare fara utilizarea surselor auxiliare de energie;

- caracterizarea fluxului proceselor temporale . Acest grup include diferite tipuri de caracteristici spectrale, funcții de corelare etc.

În funcție de gradul de dependență condiționată de alte valori ale PVîmpărțit în bază și derivată

Mărimea fizică de bază– o mărime fizică inclusă într-un sistem de mărimi și acceptată convențional ca independentă de alte mărimi ale acestui sistem.

Alegerea mărimilor fizice acceptate ca bază și a numărului acestora se realizează în mod arbitrar. În primul rând, valorile care caracterizează proprietățile de bază au fost alese ca principale. Lumea materială: lungime, masă, timp. Celelalte patru marimi fizice de baza sunt alese in asa fel incat fiecare dintre ele sa reprezinte una din ramurile fizicii: puterea curentului, temperatura termodinamica, cantitatea de materie, intensitatea luminii.

Fiecărei mărimi fizice de bază a unui sistem de mărimi i se atribuie un simbol sub forma unei litere latine minuscule sau alfabet grecesc: lungimea - L, masa - M, timpul - T, curentul electric - I, temperatura - O, cantitatea de substanta - N, intensitatea luminoasa - J. Aceste simboluri sunt incluse in denumirea sistemului de marimi fizice. Astfel, sistemul de mărimi fizice ale mecanicii, ale căror mărimi principale sunt lungimea, masa și timpul, se numește „sistemul LMT”.

Mărimea fizică derivată– o mărime fizică inclusă într-un sistem de mărimi și determinată prin mărimile de bază ale acestui sistem.

1.3 Mărimi fizice și măsurători ale acestora

Cantitate fizica – una dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), comună din punct de vedere calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele. De asemenea, putem spune că o mărime fizică este o mărime care poate fi folosită în ecuațiile fizicii, iar prin fizică aici înțelegem știința și tehnologia în general.

Cuvântul " magnitudinea„ este adesea folosit în două sensuri: ca proprietate generală căreia i se aplică conceptul de mai mult sau mai puțin și ca cantitate a acestei proprietăți. În acest din urmă caz, ar trebui să vorbim despre „magnitudinea unei mărimi”, așa că în cele ce urmează vom vorbi despre cantitate tocmai ca proprietate a unui obiect fizic, iar în al doilea sens, ca semnificație a unei mărimi fizice. .

Recent, împărțirea cantităților în fizice și non-fizice , deși trebuie menționat că nu încă criteriu strict pentru o asemenea împărţire a cantităţilor. În același timp, sub fizic înțelege cantitățile care caracterizează proprietățile lumii fizice și sunt utilizate în științe fizice și tehnologie. Există unități de măsură pentru ele. Mărimile fizice, în funcție de regulile de măsurare a acestora, sunt împărțite în trei grupe:

Mărimi care caracterizează proprietățile obiectelor (lungime, masă);

cantități care caracterizează starea sistemului (presiune,

temperatura);

Mărimi care caracterizează procesele (viteză, putere).

LA non-fizică se referă la cantități pentru care nu există unități de măsură. Ele pot caracteriza atât proprietățile lumii materiale, cât și conceptele utilizate în științe sociale, economie și medicină. În conformitate cu această împărțire a mărimilor, se obișnuiește să se facă distincția între măsurătorile mărimilor fizice și măsurători non-fizice . O altă expresie a acestei abordări sunt două înțelegeri diferite ale conceptului de măsurare:

măsurare în în sens restrâns ca o comparație experimentală

o mărime măsurabilă cu o altă mărime cunoscută

aceeași calitate adoptată ca unitate;

măsurare în în sens larg cum să găsești potriviri

între numere şi obiecte, stările sau procesele acestora conform

reguli cunoscute.

A doua definiție a apărut în legătură cu utilizarea recentă pe scară largă a măsurătorilor cantităților non-fizice care apar în cercetarea biomedicală, în special în psihologie, economie, sociologie și alte științe sociale. În acest caz, mai corect ar fi să vorbim nu despre măsurare, ci despre estimarea cantităților , înțelegând evaluarea ca stabilirea calității, gradului, nivelului a ceva în conformitate cu regulile stabilite. Cu alte cuvinte, aceasta este o operațiune de atribuire, prin calcularea, găsirea sau determinarea unui număr, a unei cantități care caracterizează calitatea unui obiect, conform regulile stabilite. De exemplu, determinarea puterii vântului sau a cutremurului, evaluarea patinatorilor artistici sau evaluarea cunoștințelor elevilor pe o scară de cinci puncte.

Concept evaluare cantitățile nu trebuie confundate cu conceptul de estimare a cantităților, asociat cu faptul că în urma măsurătorilor de fapt nu primim adevărata valoare a mărimii măsurate, ci doar evaluarea acesteia, într-o măsură sau alta apropiată de această valoare.

Conceptul discutat mai sus măsurare„, care presupune prezența unei unități de măsură (măsuri), corespunde conceptului de măsură în sens restrâns și este mai tradițional și clasic. În acest sens, ea va fi înțeleasă mai jos - ca o măsurare a mărimilor fizice.

Mai jos sunt despre Noțiuni de bază , legat de o mărime fizică (în continuare, toate conceptele de bază în metrologie și definițiile acestora sunt date conform recomandării menționate mai sus privind standardizarea interstatală RMG 29-99):

- mărimea unei mărimi fizice - certitudinea cantitativă a unei mărimi fizice inerentă unui anumit obiect material, sistem, fenomen sau proces;

- valoarea mărimii fizice - exprimarea marimii unei marimi fizice sub forma unui anumit numar de unitati acceptate pentru aceasta;

- valoarea adevărată a unei mărimi fizice - valoarea unei marimi fizice care caracterizeaza in mod ideal marimea fizica corespunzatoare in termeni calitativi si cantitativi (poate fi corelata cu conceptul de adevar absolut si se obtine doar ca urmare a unui proces nesfarsit de masuratori cu imbunatatire nesfarsita a metodelor si instrumentelor de masura );

valoarea reală a unei mărimi fizice  valoarea unei marimi fizice obtinuta experimental si atat de apropiata de valoarea adevarata incat poate fi folosita in locul acesteia in sarcina de masurare data;

unitate de măsură a mărimii fizice  o mărime fizică de mărime fixă, căreia i se atribuie în mod convențional o valoare numerică egală cu 1 și utilizată pentru exprimarea cantitativă a mărimii fizice similare acesteia;

sistem de mărimi fizice  un set de mărimi fizice format în conformitate cu principii acceptate, când unele mărimi sunt luate ca independente, în timp ce altele sunt definite ca funcții ale acestora cantități independente;

principal cantitate fizica – o mărime fizică inclusă într-un sistem de mărimi și acceptată convențional ca independentă de alte mărimi ale acestui sistem.

mărime fizică derivată – o mărime fizică inclusă într-un sistem de mărimi și determinată prin mărimile de bază ale acestui sistem;

sistem de unități de unități fizice  un set de unităţi de bază şi derivate de mărimi fizice, format în conformitate cu principiile pentru un sistem dat de mărimi fizice.