Физические величины, единица физической величины.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТРОЛОГИИ
Содержание метрологии
Производство промышленной продукции сопровождается большим числом измерений. Теоретической основой измерений является метрология-наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. К задачам метрологии относятся не только теоретические вопросы обеспечения единства измерений и достижения требуемой точности, но и установление обязательных правил, требований и организационных мероприятий, направленных на достижение этих целей. В связи с этим различают две стороны метрологии - теоретическую метрологию и законодательную (прикладную) метрологию.
Содержанием теоретической метрологии является разработка и совершенствование теоретических основ измерений и измерительной техники, научных основ обеспечения единства измерений в стране. Задачи теоретической метрологии:
- развитие общей теории измерений и теории погрешностей, в том числе создание новых методов измерений и разработка способов исключения или снижения погрешностей;
- создание и совершенствование систем физических величин;
- создание и совершенствование системы эталонов;
- создание и совершенствование научных основ передачи размеров единиц физических величин от эталонов к рабочим средствам измерений;
- разработка теории надежности средств измерений и некоторые другие задачи.
Прикладная метрология в области измерений и измерительной техники решает следующие задачи:
- создание и совершенствование законодательных основ измерительной техники;
- организация и осуществление Государственной службы обеспечения единства измерений в стране.
Законодательная функция прикладной метрологии реализуется созданием системы государственных стандартов, которые устанавливают правила, требования и нормы, определяющие организацию и методику проведения работ по обеспечению единства и точности измерений.
Для организации обеспечения единства измерений в масштабах страны создана система метрологического надзора, включающая органы государственной и ведомственных метрологических служб.
Физические величины, единица физической величины.
Физическая величина - это свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов (физических систем, их состояний и происходящих в них процессов), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта. Мы оперируем такими физическим величинами, как длина, время, температура, сила, давление, скорость и многим и другими. Все они определяют общие в качественном отношении физические свойства, количественные же характеристики их могут быть совершенно различными.
Обычно термин "величина" используется в отношении тех свойств или характеристик, которые мы умеем оценивать количественно. Получение сведений о количественных отношениях величин и является задачей измерений.
Однако объектами измерений могут быть не только физические величины. Например, в экономике используется понятие стоимости- свойства, общего в качественном отношении для всех видов товарной продукции, но количественном отношении индивидуального для каждого из них. Цена показывает стоимость товара в денежных единицах.
Применяются измерения и в нематериальной сфере. Так, в математике широко используются меры неопределенности, значимости и другие. В общем смысле величины можно сгруппировать по признакам: реальные, включающие в себя физические и нефизические величины; идеальные, включающие математические величины, причем физические можно измерить, нефизические можно оценить или вычислить, математические – вычислить.
Метрология занимается, в частности, физическими величинами, но для их измерения необходимо иметь единицы масштаба, реализованные в средствах измерений.
Единица физической величины – это физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное единице. Единица физической величины – такое ее значение, которое принимают за основание масштаба для сравнения с ним физических величин того же ряда при их количественной оценке.
С древних времен люди пользовались различными единицами для количественного оценивания расстояния, массы тел, продолжительности дня и т.д.
Самые древние из единиц относятся к антропометрическим, то есть те, которые отождествлялись с названиями частей человеческого тела. Например, ладонь (ширина 4 пальцев без большого), пядь (расстояние между пальцами расставленного большого и среднего пальцев), фут (длина ступни), шаг и др.
С развитием человеческого общества антропометрические единицы заменялись другими. Так, а Англии в XIY веке были узаконены дюйм (равный длине трех приставленных к друг другу ячменных зерен), фут (ширина 64 ячменных зерен, положенных бок о бок) и др. В России была установлена точная величина аршина и полусажени (длиной в 14 Английских дюйма)
Начали появляться так называемые сопряженные единицы, т.е. единицы находящиеся во взаимной связи – верста, сажень, аршин (верста=1500 аршинам).
Различные меры применялись не только в различных государствах, но и внутри отдельного государства, что к началу XYIII привело к хаосу мер и единиц. Развитие науки, техники, торговли потребовало ликвидации многочисленности единиц. Решение этой проблемы позволило создать метрическую систему мер, в основу которой были положены единицы длины, площади, объема и массы. Впервые это произошло во Франции в конце x׀׀׀ века. Метр был получен путем геодезических измерений и равнялся одной десятимиллионной части четверти дуги парижского меридиана.
В 1875 году после подписания Метрической конвенции метрическая система мер получила международное признание.
XI Генеральная конференция по мерам и весам в 1960 году приняла Международную систему единиц физических величин, получившую у нас в стране сокращенное название СИ.
В настоящее время каждую единицу оценивают по ее отношению к СИ. В связи с этим в измерительной технике используют понятия "система единиц", "системная единица", "внесистемная единица", "основная единица", "производная единица", " дополнительная единица", "кратная единица", "дольная единица". Таким образом, система единиц физических величин - это совокупность основных и производных систем, относящихся к некоторой системе величин и образованная в соответствии с принятыми принципами.
Правила написания обозначений единиц и единицы, обязательные для применения в нашей стране, установлены ГОСТ 8.417-81.