Fyzikálna veličina je jednou z vlastností fyzikálneho objektu (javu, procesu), ktorá je kvalitatívne spoločná pre mnohé fyzikálne objekty, pričom sa líši v kvantitatívnej hodnote.

Účelom meraní je určiť hodnotu fyzikálnej veličiny - určitý počet jednotiek pre ňu prijatých (napríklad výsledok merania hmotnosti výrobku je 2 kg, výška budovy je 12 m atď. ).

V závislosti od stupňa prístupu k objektivite sa rozlišujú skutočné, skutočné a namerané hodnoty fyzikálnej veličiny.

Toto je hodnota, ktorá ideálne odráža zodpovedajúcu vlastnosť objektu z kvalitatívneho a kvantitatívneho hľadiska. V dôsledku nedokonalosti prostriedkov a metód merania nie je možné prakticky získať skutočné hodnoty veličín. Možno si ich len teoreticky predstaviť. A hodnoty veličiny získané počas merania sa len vo väčšej či menšej miere približujú skutočnej hodnote.

Toto je hodnota množstva zistená experimentálne a je taká blízka skutočnej hodnote, že ju možno namiesto toho použiť na tento účel.

Ide o hodnotu získanú meraním pomocou špecifických metód a meracích prístrojov.

9. Klasifikácia meraní podľa závislosti nameranej hodnoty od času a podľa súhrnu nameraných hodnôt.

Podľa charakteru zmeny nameranej hodnoty - statické a dynamické merania.

Dynamické meranie - meranie veličiny, ktorej veľkosť sa v čase mení. Rýchla zmena veľkosti meranej hodnoty si vyžaduje jej meranie s čo najpresnejším určením okamihu. Napríklad meranie vzdialenosti k úrovni zemského povrchu z balóna alebo meranie jednosmerného napätia elektrického prúdu. Dynamické meranie je v podstate meraním funkčnej závislosti meranej veličiny v čase.

Statické meranie - meranie množstva, ktoré je akceptované v v súlade so stanovenou úlohou merania, aby sa počas doby merania nemenila. Napríklad meranie lineárnej veľkosti vyrobeného produktu pri normálnej teplote možno považovať za statické, pretože kolísanie teploty v dielni na úrovni desatín stupňa spôsobuje chybu merania maximálne 10 µm/m, čo je nevýznamné v porovnaní s výrobnou chybou dielu. Preto v tejto úlohe merania možno meranú veličinu považovať za nezmenenú. Pri kalibrácii dĺžkovej miery na štátny primárny etalón zabezpečuje termostatovanie stabilitu udržiavania teploty na úrovni 0,005 °C. Takéto teplotné výkyvy spôsobujú tisíckrát menšiu chybu merania – nie viac ako 0,01 µm/m. Ale pri tejto meracej úlohe je to nevyhnutné a zohľadnenie teplotných zmien v procese merania sa stáva podmienkou pre zabezpečenie požadovanej presnosti merania. Preto by sa tieto merania mali vykonávať podľa metódy dynamických meraní.

Podľa stanovených súborov nameraných hodnôt na elektrické ( prúd, napätie, výkon) , mechanický ( hmotnosť, počet výrobkov, úsilie); , tepelná energia(teplota, tlak); , fyzické(hustota, viskozita, zákal); chemický(zloženie, chemické vlastnosti, koncentrácia) , rádiotechnika atď.

Klasifikácia meraní podľa spôsobu získania výsledku (podľa typu).

Podľa spôsobu získavania výsledkov meraní sa rozlišujú: priame, nepriame, kumulatívne a spoločné merania.

Priame merania sú také, pri ktorých sa požadovaná hodnota meranej veličiny zistí priamo z experimentálnych údajov.

Nepriame merania sú také, pri ktorých sa požadovaná hodnota meranej veličiny zistí na základe známeho vzťahu medzi meranou veličinou a veličinami určenými priamym meraním.

Súhrnné merania sú také, pri ktorých sa súčasne meria viacero veličín rovnakého mena a zistená hodnota sa zistí riešením sústavy rovníc, ktorá sa získa na základe priamych meraní rovnomenných veličín.

Spoločné merania sa nazývajú dve alebo viac rôznych veličín, aby sa medzi nimi našiel vzťah.

Klasifikácia meraní podľa podmienok, ktoré určujú presnosť výsledku a podľa počtu meraní na získanie výsledku.

Podľa podmienok, ktoré určujú presnosť výsledku, sú merania rozdelené do troch tried:

1. Merania s najvyššou možnou presnosťou dosiahnuteľnou pri súčasnom stave techniky.

Patria sem predovšetkým referenčné merania týkajúce sa maximálnej možnej presnosti reprodukcie stanovených jednotiek fyzikálnych veličín a okrem toho merania fyzikálnych konštánt, predovšetkým univerzálnych (napríklad absolútna hodnota tiažového zrýchlenia, gyromagnetický pomer protónu atď.).

Do tejto triedy patria aj niektoré špeciálne merania vyžadujúce vysokú presnosť.

2. Kontrolné a overovacie merania, ktorých chyba by s určitou pravdepodobnosťou nemala presiahnuť určitú stanovenú hodnotu.

Patria sem merania vykonávané laboratóriami štátneho dozoru nad zavádzaním a dodržiavaním noriem a stavu meracej techniky a závodnými meracími laboratóriami, ktoré garantujú chybnosť výsledku s určitou pravdepodobnosťou nepresahujúcou určitú vopred stanovenú hodnotu.

3. Technické merania, pri ktorých je chyba výsledku určená charakteristikami meracích prístrojov.

Príkladom technických meraní sú merania vykonávané počas výrobného procesu v strojárskych podnikoch, na rozvádzačoch elektrární a pod.

Podľa počtu meraní sa merania delia na jednoduché a viacnásobné.

Jedno meranie je jednorazové meranie jednej veličiny. Jednotlivé merania majú v praxi veľkú chybu, v tomto smere sa odporúča vykonať merania tohto typu aspoň trikrát, aby sa chyba zmenšila a ako výsledok sa vzal ich aritmetický priemer.

Viacnásobné merania sú merania jednej alebo viacerých veličín uskutočnené štyrikrát alebo viackrát. Viacnásobné meranie je séria jednotlivých meraní. Minimálny počet meraní, pre ktoré možno meranie považovať za násobok, sú štyri. Výsledkom viacerých meraní je aritmetický priemer výsledkov všetkých uskutočnených meraní. Opakovaným meraním sa chyba znižuje.

Klasifikácia náhodných chýb merania.

Náhodná chyba - zložka chyby merania, ktorá sa náhodne mení pri opakovaných meraniach tej istej veličiny.

1) Hrubý - neprekračuje povolenú chybu

2) Slečna – hrubá chyba, závisí od človeka

3) Očakávané - získané ako výsledok experimentu pri vytváraní. podmienky

Pojem metrológie

Metrológia- náuka o meraniach, metódach a prostriedkoch zabezpečenia ich jednoty a spôsoboch dosiahnutia požadovanej presnosti. Je založená na súbore termínov a konceptov, z ktorých najdôležitejšie sú uvedené nižšie.

Fyzikálne množstvo- vlastnosť, ktorá je kvalitatívne spoločná mnohým fyzickým predmetom, ale kvantitatívne individuálna pre každý predmet. Fyzikálne veličiny sú dĺžka, hmotnosť, hustota, sila, tlak atď.

Jednotka fyzikálnej veličiny uvažuje sa táto hodnota, ktorej je podľa definície priradená hodnota rovnajúca sa 1. Napríklad hmotnosť je 1 kg, sila je 1 N, tlak je 1 Pa. V rôznych systémoch jednotiek sa jednotky rovnakého množstva môžu líšiť veľkosťou. Napríklad pre silu 1kgf ≈ 10N.

Hodnota fyzikálnej veličiny– číselné hodnotenie fyzickej hodnoty konkrétneho objektu v akceptovaných jednotkách. Napríklad hodnota hmotnosti tehly je 3,5 kg.

Technický rozmer- určovanie hodnôt rôznych fyzikálnych veličín špeciálnymi technickými metódami a prostriedkami. V priebehu laboratórnych skúšok sa zisťujú hodnoty geometrických rozmerov, hmotnosti, teploty, tlaku, sily a pod.. Všetky technické merania musia spĺňať požiadavky na rovnomernosť a presnosť.

Priame meranie– experimentálne porovnanie danej hodnoty s inou, branou ako jednotka, odčítaním na stupnici prístroja. Napríklad meranie dĺžky, hmotnosti, teploty.

Nepriame merania– výsledky získané použitím výsledkov priamych meraní výpočtami pomocou známych vzorcov. Napríklad určenie hustoty, pevnosti materiálu.

Jednota meraní- stav meraní, pri ktorých sú ich výsledky vyjadrené v zákonných jednotkách a s danou pravdepodobnosťou sú známe chyby merania. Jednota meraní je potrebná na to, aby bolo možné porovnať výsledky meraní vykonaných na rôznych miestach, v rôznych časoch pomocou rôznych prístrojov.

Presnosť meraní– kvalita meraní odrážajúca blízkosť získaných výsledkov k skutočnej hodnote meranej veličiny. Rozlišovať medzi skutočnou a skutočnou hodnotou fyzikálnych veličín.

skutočná hodnota fyzikálna veličina ideálne odráža kvalitatívne a kvantitatívne zodpovedajúce vlastnosti objektu. Skutočná hodnota je bez chýb merania. Keďže všetky hodnoty fyzikálnej veličiny sa nachádzajú empiricky a obsahujú chyby merania, skutočná hodnota zostáva neznáma.

Skutočná hodnota fyzikálne veličiny sa zisťujú experimentálne. Je tak blízko skutočnej hodnote, že na určité účely sa môže použiť namiesto toho. Pri technických meraniach sa za reálnu hodnotu berie zistená hodnota fyzikálnej veličiny s chybou povolenou technickými požiadavkami.

Chyba merania– odchýlka výsledku merania od skutočnej hodnoty meranej veličiny. Keďže skutočná hodnota meranej veličiny zostáva neznáma, v praxi sa chyba merania len približne odhaduje porovnaním výsledkov merania s hodnotou tej istej veličiny získanou s niekoľkonásobne vyššou presnosťou. Takže chybu pri meraní rozmerov vzorky pravítkom, ktorá je ± 1 mm, možno odhadnúť meraním vzorky posuvným meradlom s chybou nie väčšou ako ± 0,5 mm.

Absolútna chyba vyjadrené v jednotkách meranej veličiny.

Relatívna chyba- pomer absolútnej chyby k skutočnej hodnote meranej veličiny.

Meradlá - technické prostriedky používané pri meraniach s normalizovanými metrologickými vlastnosťami. Meracie prístroje sa delia na miery a meracie prístroje.

Zmerajte- merací prístroj určený na reprodukciu fyzikálnej veličiny danej veľkosti. Napríklad váha je mierou hmotnosti.

Merací prístroj- merací prístroj, ktorý slúži na reprodukciu informácie o meraní vo forme prístupnej vnímaniu pozorovateľa. Najjednoduchšie meracie prístroje sa nazývajú meracie prístroje. Napríklad pravítko, strmeň.

Hlavné metrologické ukazovatele meracích prístrojov sú:

Hodnota dielika stupnice je rozdiel v hodnotách nameranej hodnoty zodpovedajúci dvom susedným značkám stupnice;

Počiatočná a konečná hodnota stupnice - najmenšia a najväčšia hodnota nameranej hodnoty uvedená na stupnici;

Rozsah merania - rozsah hodnôt meranej veličiny, pre ktorý sa normalizujú dovolené chyby.

Chyba merania- výsledok vzájomnej superpozície chýb spôsobených rôznymi príčinami: chyba samotných meracích prístrojov, chyby, ktoré vznikajú pri používaní prístroja a odčítaní výsledkov merania a chyby z nedodržania podmienok merania. Pri dostatočne veľkom počte meraní sa aritmetický priemer výsledkov merania približuje skutočnej hodnote a chyba klesá.

Systematická chyba- chyba, ktorá zostáva konštantná alebo sa pravidelne mení pri opakovaných meraniach a vyskytuje sa zo známych príčin. Napríklad posun stupnice prístroja.

Náhodná chyba - chyba, pri ktorej výskyte neexistuje pravidelná súvislosť s predchádzajúcimi alebo následnými chybami. Jeho vzhľad je spôsobený mnohými náhodnými príčinami, ktorých vplyv na každý rozmer nemožno vopred brať do úvahy. Medzi dôvody vedúce k výskytu náhodnej chyby patrí napríklad nehomogenita materiálu, porušenia pri odbere vzoriek a chyba v údajoch prístroja.

Ak sa tzv hrubá chyba, čo výrazne zvyšuje chybu očakávanú za daných podmienok, potom sú takéto výsledky merania vylúčené z posudzovania ako nespoľahlivé.

Jednota všetkých meraní je zabezpečená stanovením jednotiek merania a vypracovaním ich noriem. Od roku 1960 funguje Medzinárodná sústava jednotiek (SI), ktorá nahradila zložitý súbor sústav jednotiek a jednotlivých nesystémových jednotiek, ktoré sa vyvinuli na základe metrickej sústavy mier. V Rusku je systém SI prijatý ako štandard a jeho používanie je v oblasti stavebníctva regulované od roku 1980.

Prednáška 2. FYZIKÁLNE VELIČINY. MERNÉ JEDNOTKY

2.1 Fyzikálne veličiny a stupnice

2.2 Jednotky fyzikálnej veličiny

2.3. Medzinárodná sústava jednotiek (systém SI

2.4 Fyzikálne veličiny technologických procesov

produkcia jedla

2.1 Fyzikálne veličiny a stupnice

Fyzikálna veličina je vlastnosť, ktorá je kvalitatívne spoločná pre mnohé fyzikálne objekty (fyzikálne systémy, ich stavy a procesy v nich prebiehajúce), no pre každý z nich kvantitatívne individuálna.

Jednotlivec z kvantitatívneho hľadiska treba chápať, že tá istá vlastnosť pre jeden objekt môže byť určitý počet krát väčšia alebo menšia ako pre iný.

Typicky sa termín "fyzikálne množstvo" aplikuje na vlastnosti alebo charakteristiky, ktoré možno kvantifikovať. Fyzikálne veličiny zahŕňajú hmotnosť, dĺžku, čas, tlak, teplotu atď. Všetky určujú fyzikálne vlastnosti, ktoré sú z kvalitatívneho hľadiska spoločné, ich kvantitatívne charakteristiky môžu byť odlišné.

Je vhodné rozlišovať fyzikálne veličiny na merateľné a oceňované. Namerané FI môžu byť kvantitatívne vyjadrené ako určitý počet stanovených meracích jednotiek. Možnosť zavedenia a použitia posledného je dôležitým rozlišovacím znakom meranej PV.

Sú však vlastnosti ako chuť, vôňa atď., pre ktoré jednotky nie je možné zadať. Takéto množstvá sa dajú odhadnúť. Hodnoty sa vyhodnocujú pomocou škál.

Autor: presnosť výsledku Existujú tri typy hodnôt fyzikálnych veličín: pravdivé, skutočné, namerané.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny(skutočná hodnota veličiny) - hodnota fyzikálnej veličiny, ktorá by z kvalitatívneho a kvantitatívneho hľadiska ideálne odrážala zodpovedajúcu vlastnosť objektu.

Postuláty metrológie zahŕňajú

Skutočná hodnota určitej veličiny existuje a je konštantná

Skutočnú hodnotu meranej veličiny nie je možné zistiť.

Skutočnú hodnotu fyzikálnej veličiny možno získať len ako výsledok nekonečného procesu meraní s nekonečným zdokonaľovaním metód a meracích prístrojov. Pre každú úroveň vývoja meracej techniky môžeme poznať iba skutočnú hodnotu fyzikálnej veličiny, ktorá sa používa namiesto skutočnej.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny- hodnota fyzikálnej veličiny zistená experimentálne a natoľko blízka skutočnej hodnote, že ju môže nahradiť pre stanovenú úlohu merania. Typickým príkladom ilustrujúcim vývoj meracej techniky je meranie času. V určitom čase bola časová jednotka - druhá definovaná ako 1/86400 stredného slnečného dňa s chybou 10 -7 . V súčasnosti je sekunda určená s chybou 10 -14 , teda o 7 rádov bližšie k skutočnej hodnote definície času na referenčnej úrovni.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny sa zvyčajne berie ako aritmetický priemer série hodnôt veličiny získanej s rovnako presnými meraniami alebo aritmetický vážený priemer s nerovnakými meraniami.

Nameraná hodnota fyzikálnej veličiny- hodnota fyzikálnej veličiny získaná pomocou špecifickej techniky.

Podľa typov PV javov rozdelené do nasledujúcich skupín :

- reálny , tie. popis fyzikálnych a fyzikálno-chemických vlastností látok. Materiály a výrobky z nich. Patria sem hmotnosť, hustota atď. Ide o pasívne PV, tk. na ich meranie je potrebné použiť pomocné zdroje energie, pomocou ktorých sa vytvára signál meracej informácie.

- energie - popis energetických charakteristík procesov premeny, prenosu a využitia energie (energia, napätie, výkon. Tieto veličiny sú aktívne. Môžu byť prevedené na meracie informačné signály bez použitia pomocných zdrojov energie;

- charakterizujúce priebeh časových procesov . Táto skupina zahŕňa rôzne druhy spektrálnych charakteristík, korelačné funkcie atď.

Podľa stupňa podmienenej závislosti od iných hodnôt PV rozdelené na základné a odvodené

Základná fyzikálna veličina je fyzikálna veličina zahrnutá do sústavy veličín a podmienečne akceptovaná ako nezávislá od ostatných veličín tejto sústavy.

Výber fyzikálnych veličín považovaných za základné a ich počet sa vykonáva ľubovoľne. V prvom rade boli ako hlavné zvolené veličiny charakterizujúce hlavné vlastnosti hmotného sveta: dĺžka, hmotnosť, čas. Zvyšné štyri základné fyzikálne veličiny sú zvolené tak, aby každá z nich predstavovala jeden z úsekov fyziky: sila prúdu, termodynamická teplota, množstvo hmoty, intenzita svetla.

Každá základná fyzikálna veličina sústavy veličín má priradený symbol v tvare malého písmena latinskej alebo gréckej abecedy: dĺžka - L, hmotnosť - M, čas - T, elektrický prúd - I, teplota - O, množstvo látka - N, intenzita svetla - J. Tieto symboly sú zahrnuté v názve sústavy fyzikálnych veličín. Preto sa systém fyzikálnych veličín mechaniky, ktorých hlavnými veličinami sú dĺžka, hmotnosť a čas, nazýva „systém LMT“.

Odvodená fyzikálna veličina je fyzikálna veličina zaradená do sústavy veličín a určená prostredníctvom základných veličín tejto sústavy.

1.3 Fyzikálne veličiny a ich merania

Fyzikálne množstvo - jedna z vlastností fyzického predmetu (fyzikálneho systému, javu alebo procesu), ktorá je kvalitatívne spoločná pre mnohé fyzické predmety, no pre každý z nich kvantitatívne individuálna. Dá sa tiež povedať, že fyzikálna veličina je veličina, ktorá sa dá použiť v rovniciach fyziky, navyše fyzika tu znamená vedu a techniku ​​všeobecne.

slovo " rozsah“ sa často používa v dvoch významoch: ako vlastnosť vo všeobecnosti, na ktorú sa vzťahuje pojem viac alebo menej, a ako množstvo tejto vlastnosti. V druhom prípade by sa muselo hovoriť o „veľkosti veličiny“, preto v ďalšom budeme hovoriť o veličine presne ako o vlastnosti fyzického objektu, v druhom zmysle ako o hodnote fyzikálneho objektu. množstvo.

V poslednej dobe sa delenie veličín na fyzické a nefyzické , aj keď treba poznamenať, že zatiaľ neexistuje žiadne prísne kritérium pre takéto rozdelenie množstiev. Zároveň pod fyzické pochopiť veličiny, ktoré charakterizujú vlastnosti fyzického sveta a používajú sa vo fyzikálnych vedách a technike. Majú jednotky merania. Fyzikálne veličiny sa v závislosti od pravidiel ich merania delia do troch skupín:

Hodnoty charakterizujúce vlastnosti predmetov (dĺžka, hmotnosť);

veličiny charakterizujúce stav systému (tlak,

teplota);

Veličiny charakterizujúce procesy (rýchlosť, výkon).

Komu nefyzické odkazujú na veličiny, pre ktoré neexistujú merné jednotky. Dokážu charakterizovať ako vlastnosti materiálneho sveta, tak aj pojmy používané v spoločenských vedách, ekonómii a medicíne. V súlade s týmto delením veličín je zvykom vyčleniť merania fyzikálnych veličín a nefyzikálne merania . Ďalším vyjadrením tohto prístupu sú dve rôzne chápania pojmu meranie:

meranie v úzky zmysel ako experimentálne porovnanie

jedna merateľná veličina s inou známou veličinou

rovnaká kvalita, braná ako jednotka;

meranie v široký zmysel ako nájsť zhody

medzi číslami a predmetmi, ich stavmi alebo procesmi podľa

známe pravidlá.

Druhá definícia sa objavila v súvislosti s nedávnym rozšíreným používaním meraní nefyzikálnych veličín, ktoré sa objavujú v biomedicínskom výskume, najmä v psychológii, ekonómii, sociológii a iných spoločenských vedách. V tomto prípade by bolo správnejšie hovoriť nie o meraní, ale o odhad množstiev , chápanie hodnotenia ako stanovenie kvality, stupňa, úrovne niečoho v súlade so stanovenými pravidlami. Inými slovami, ide o operáciu priradenia výpočtom, nájdením alebo určením čísla k hodnote, ktorá charakterizuje kvalitu objektu, podľa stanovených pravidiel. Napríklad určovanie sily vetra či zemetrasenia, známkovanie korčuliarov či známkovanie vedomostí žiakov na päťbodovej škále.

koncepcia hodnotenie veličiny si netreba zamieňať s pojmom odhadovanie veličín, čo súvisí s tým, že ako výsledok meraní v skutočnosti nezískame skutočnú hodnotu meranej veličiny, ale len jej odhad, do určitej miery blízko tejto hodnoty.

Koncept diskutovaný vyššie rozmer“, čo naznačuje prítomnosť meracej jednotky (miery), zodpovedá pojmu meranie v užšom zmysle a je tradičnejšie a klasickejšie. V tomto zmysle bude ďalej chápaný - ako meranie fyzikálnych veličín.

Nasledujúce sú o základné pojmy súvisiace s fyzikálnou veličinou (ďalej sú všetky základné pojmy metrológie a ich definície uvedené podľa vyššie uvedeného odporúčania o medzištátnej normalizácii RMG 29-99):

- veľkosť fyzikálnej veličiny - kvantitatívna istota fyzikálnej veličiny vlastná konkrétnemu hmotnému objektu, systému, javu alebo procesu;

- hodnota fyzikálnej veličiny - vyjadrenie veľkosti fyzikálnej veličiny vo forme určitého počtu pre ňu prijatých jednotiek;

- skutočná hodnota fyzikálnej veličiny - hodnota fyzikálnej veličiny, ktorá ideálne charakterizuje zodpovedajúcu fyzikálnu veličinu z kvalitatívneho a kvantitatívneho hľadiska (dá sa korelovať s pojmom absolútnej pravdy a získať len ako výsledok nekonečného procesu meraní s nekonečným zdokonaľovaním metód a meraní). nástroje);

skutočná hodnota fyzikálnej veličiny  hodnota fyzikálnej veličiny získaná experimentálne a natoľko blízka skutočnej hodnote, že ju možno použiť namiesto nej v stanovenom probléme merania;

jednotka merania fyzikálnej veličiny  fyzikálna veličina pevnej veľkosti, ktorej je podmienene priradená číselná hodnota rovnajúca sa 1 a používa sa na kvantitatívne vyjadrenie s ňou homogénnych fyzikálnych veličín;

sústava fyzikálnych veličín  súbor fyzikálnych veličín vytvorených v súlade s prijatými princípmi, kde niektoré veličiny sú považované za nezávislé a iné sú určené ako funkcie týchto nezávislé veličiny;

Hlavná fyzikálne množstvo – fyzikálna veličina zahrnutá do sústavy veličín a podmienečne akceptovaná ako nezávislá od ostatných veličín tejto sústavy.

odvodená fyzikálna veličina – fyzikálna veličina zahrnutá do sústavy veličín a určená prostredníctvom základných veličín tejto sústavy;

jednotkový systém fyzikálnych jednotiek - súbor základných a odvodených jednotiek fyzikálnych veličín, vytvorených v súlade so zásadami pre danú sústavu fyzikálnych veličín.

Veľkosť fyzikálnej veličiny- kvantitatívna istota fyzikálnej veličiny vlastná konkrétnemu hmotnému predmetu, systému, javu alebo procesu.

Široké používanie slova „veľkosť“ je niekedy namietané, pričom sa tvrdí, že sa vzťahuje len na dĺžku. Podotýkame však, že každé teleso má určitú hmotnosť, v dôsledku čoho sa telesá dajú rozlíšiť podľa hmotnosti, t.j. veľkosťou pre nás zaujímavej fyzikálnej veličiny (hmotnosti). Pozeranie sa na veci ALE a AT, dá sa napríklad tvrdiť, že sa navzájom líšia dĺžkou alebo veľkosťou dĺžky (napr. A > B). Presnejší odhad možno získať až po zmeraní dĺžky týchto objektov.

Vo fráze „veľkosť množstva“ sa slovo „veľkosť“ často vynecháva alebo sa nahrádza výrazom „hodnota množstva“.

V strojárstve je termín "veľkosť" široko používaný, čo znamená hodnotu fyzikálnej veličiny - dĺžku inherentnú ktorejkoľvek časti. To znamená, že dva pojmy („veľkosť“ a „hodnota“) sa používajú na vyjadrenie jedného pojmu „hodnota fyzikálnej veličiny“, ktorý nemôže prispieť k usporiadaniu terminológie. Prísne vzaté, je potrebné objasniť pojem „veľkosť“ v strojárstve tak, aby neodporoval pojmu „veľkosť fyzikálnej veličiny“ prijatému v metrológii. GOST 16263-70 poskytuje jasné vysvetlenie tohto problému.

Kvantitatívne hodnotenie konkrétnej fyzikálnej veličiny, vyjadrenej ako určitý počet jednotiek danej veličiny, sa nazýva „hodnota fyzikálnej veličiny“.

Abstraktné číslo zahrnuté v „hodnote“ veličiny sa nazýva číselná hodnota.

Medzi veľkosťou a hodnotou je zásadný rozdiel. Veľkosť množstva skutočne existuje, či už to vieme alebo nie. Veľkosť veličiny môžete vyjadriť pomocou ktorejkoľvek jednotky danej veličiny, inými slovami, pomocou číselnej hodnoty.

Pre číselnú hodnotu je charakteristické, že pri použití inej jednotky sa mení, pričom fyzická veľkosť veličiny zostáva nezmenená.

Ak nameranú hodnotu označíme cez x, jednotku veľkosti - cez x 1  a ich pomer cez q 1, potom x = q 1 x 1  .

Veľkosť x nezávisí od výberu jednotky, čo sa nedá povedať o číselnej hodnote q, ktorá je úplne určená výberom jednotky. Ak na vyjadrenie veľkosti veličiny x namiesto jednotky x 1  použijeme jednotku x 2  , potom nezmenená veľkosť x bude vyjadrená inou hodnotou:

x = q 2 x 2  , kde n 2 n 1 .

Ak sa vo vyššie uvedených výrazoch používa q = 1, potom veľkosti jednotiek

x 1 = 1x 1 a x 2 = 1x 2.

Veľkosti rôznych jednotiek rovnakej hodnoty sú rôzne. Veľkosť kilogramu je teda iná ako veľkosť libry; veľkosť metra je od veľkosti nohy atď.

1.6. Dimenzia fyzikálnych veličín

Rozmer fyzikálnych veličín - je to pomer medzi jednotkami veličín zahrnutých v rovnici, spájajúci danú veličinu s inými veličinami, prostredníctvom ktorých je vyjadrená.

Rozmer fyzikálnej veličiny označujeme dim A(z lat. dimenzie - rozmer). Predpokladajme, že fyzikálne množstvo ALE spojený s X, Rovnica A = F(X, Y). Potom množstvá X, Y, A môže byť reprezentovaný ako

X = x [X]; Y=y [Y];A = a [A],

kde A, X, Y - symboly označujúce fyzikálnu veličinu; a, x, y -číselné hodnoty veličín (bezrozmerné); [A];[X]; [Y]- zodpovedajúce jednotky údajov fyzikálnych veličín.

Rozmery hodnôt fyzikálnych veličín a ich jednotiek sú rovnaké. Napríklad:

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

rozmer - kvalitatívna charakteristika fyzikálnej veličiny, ktorá dáva predstavu o type, povahe veličiny, jej vzťahu s inými veličinami, ktorých jednotky sa považujú za hlavné.

Fyzika, ako sme už zistili, študuje všeobecné vzorce vo svete okolo nás. Na tento účel vedci pozorujú fyzikálne javy. Pri opise javov je však zvykom používať nie každodenný jazyk, ale špeciálne slová, ktoré majú presne definovaný význam - pojmy. Niektoré fyzikálne pojmy ste sa už stretli v predchádzajúcom odseku. Veľa pojmov sa stačí naučiť a zapamätať si ich význam.

Okrem toho potrebujú fyzici popisovať rôzne vlastnosti (charakteristiky) fyzikálnych javov a procesov a charakterizovať ich nielen kvalitatívne, ale aj kvantitatívne. Vezmime si príklad.

Skúmame závislosť času pádu kameňa od výšky, z ktorej padá. Skúsenosti ukazujú: čím väčšia výška, tým dlhší čas pádu. Ide o kvalitatívny popis, neumožňuje detailný popis výsledku experimentu. Aby ste pochopili zákonitosť takého javu, akým je pád, musíte napríklad vedieť, že so štvornásobným nárastom výšky sa čas potrebný na pád kameňa zvyčajne zdvojnásobí. Toto je príklad kvantitatívnych charakteristík vlastností javu a vzťahu medzi nimi.

Na kvantitatívne popísanie vlastností (charakteristiky) fyzikálnych predmetov, procesov alebo javov sa využívajú fyzikálne veličiny. Príklady fyzikálnych veličín, ktoré poznáte, sú dĺžka, čas, hmotnosť, rýchlosť.

Fyzikálne veličiny kvantitatívne popisujú vlastnosti fyzikálnych telies, procesov, javov.

Niektoré z množstiev, s ktorými ste sa už stretli. Na hodinách matematiky ste pri riešení úloh merali dĺžky úsečiek, určovali prejdenú vzdialenosť. V tomto prípade ste použili rovnakú fyzikálnu veličinu – dĺžku. V iných prípadoch ste našli trvanie pohybu rôznych predmetov: chodca, auta, mravca - a tiež ste na to použili iba jednu fyzikálnu veličinu - čas. Ako ste si už všimli, pre rôzne objekty tá istá fyzikálna veličina nadobúda rôzne hodnoty. Napríklad dĺžky rôznych segmentov nemusia byť rovnaké. Preto tá istá hodnota môže nadobúdať rôzne hodnoty a môže byť použitá na charakterizáciu širokej škály objektov a javov.

Potreba zavádzania fyzikálnych veličín spočíva aj v tom, že slúžia na zapisovanie fyzikálnych zákonov.

Vo vzorcoch a výpočtoch sa fyzikálne veličiny označujú písmenami latinskej a gréckej abecedy. Existujú všeobecne akceptované označenia, napríklad dĺžka - l alebo L, čas - t, hmotnosť - m alebo M, plocha - S, objem - V atď.

Ak si zapíšete hodnotu fyzickej veličiny (rovnaká dĺžka segmentu, ktorý ste dostali ako výsledok merania), všimnete si, že táto hodnota nie je len číslo. Vzhľadom na to, že dĺžka segmentu je 100, je nevyhnutné objasniť, v akých jednotkách je vyjadrená: v metroch, centimetroch, kilometroch alebo niečom inom. Preto sa hovorí, že hodnota fyzikálnej veličiny je pomenované číslo. Môže byť vyjadrené ako číslo, za ktorým nasleduje názov jednotky tejto veličiny.

Hodnota fyzikálnej veličiny = Číslo * Jednotka množstva.

Jednotky mnohých fyzikálnych veličín (napríklad dĺžka, čas, hmotnosť) pôvodne vznikli z potrieb každodenného života. Pre nich boli v rôznych časoch vynájdené rôzne jednotky rôznymi národmi. Je zaujímavé, že názvy mnohých jednotiek množstva sú medzi rôznymi národmi rovnaké, pretože pri výbere týchto jednotiek boli použité rozmery ľudského tela. Napríklad jednotka dĺžky nazývaná "lakť" sa používala v starovekom Egypte, Babylone, arabskom svete, Anglicku, Rusku.

Ale dĺžka sa merala nielen v lakťoch, ale aj v palcoch, stopách, ligách atď. Treba povedať, že aj pri rovnakých názvoch sa jednotky rovnakej veľkosti pre rôzne národy líšili. V roku 1960 vedci vyvinuli medzinárodný systém jednotiek (SI alebo SI). Tento systém prijalo mnoho krajín vrátane Ruska. Preto je použitie jednotiek tohto systému povinné.
Je zvykom rozlišovať základné a odvodené jednotky fyzikálnych veličín. V SI sú základnými mechanickými jednotkami dĺžka, čas a hmotnosť. Dĺžka sa meria v metroch (m), čas - v sekundách (s), hmotnosť - v kilogramoch (kg). Odvodené jednotky sa tvoria zo základných, pomocou pomerov medzi fyzikálnymi veličinami. Napríklad jednotka plochy - meter štvorcový (m 2) - sa rovná ploche štvorca s dĺžkou strany jeden meter.

Pri meraniach a výpočtoch sa často musíme zaoberať fyzikálnymi veličinami, ktorých číselné hodnoty sa mnohokrát líšia od jednotky veľkosti. V takýchto prípadoch sa k názvu jednotky pridá predpona, čo znamená násobenie alebo delenie jednotky určitým číslom. Veľmi často používajú násobenie akceptovanej jednotky 10, 100, 1000 atď. (viacnásobné hodnoty), ako aj delenie jednotky 10, 100, 1000 atď. (viacnásobné hodnoty, t.j. zlomky). Napríklad tisíc metrov je jeden kilometer (1000 m = 1 km), predpona je kilo-.

Predpony, teda násobenie a delenie jednotiek fyzikálnych veličín desiatimi, sto a tisícimi, sú uvedené v tabuľke 1.
Výsledky

Fyzikálna veličina je kvantitatívna charakteristika vlastností fyzikálnych predmetov, procesov alebo javov.

Fyzikálna veličina charakterizuje rovnakú vlastnosť rôznych fyzikálnych objektov a procesov.

Hodnota fyzikálnej veličiny je pomenované číslo.
Hodnota fyzikálnej veličiny = Číslo * Jednotka množstva.

Otázky

1. Na čo slúžia fyzikálne veličiny? Uveďte príklady fyzikálnych veličín.
2. Ktoré z nasledujúcich pojmov sú fyzikálne veličiny a ktoré nie? Pravítko, auto, zima, dĺžka, rýchlosť, teplota, voda, zvuk, hmotnosť.
3. Ako sa zaznamenávajú fyzikálne veličiny?
4. čo je SI? Načo to je?
5. Ktoré jednotky sa nazývajú základné a ktoré sú odvodené? Uveďte príklady.
6. Hmotnosť telesa je 250 g Hmotnosť tohto telesa vyjadrite v kilogramoch (kg) a miligramoch (mg).
7. Vyjadrite vzdialenosť 0,135 km v metroch a milimetroch.
8. V praxi sa často používa jednotka objemu mimo systému - liter: 1 l \u003d 1 dm 3. V SI sa jednotka objemu nazýva meter kubický. Koľko litrov je v jednom kubickom metre? Nájdite objem vody obsiahnutej v kocke s hranou 1 cm a vyjadrite tento objem v litroch a metroch kubických pomocou potrebných predpon.
9. Vymenujte fyzikálne veličiny, ktoré sú potrebné na opísanie vlastností takého fyzikálneho javu, akým je vietor. Využite informácie získané na hodinách prírodovedy, ako aj výsledky svojich pozorovaní. Naplánujte si fyzikálny experiment na meranie týchto veličín.
10. Aké staré a moderné jednotky dĺžky a času poznáte?

Predmetom metrológie sú fyzikálne veličiny. Existujú rôzne fyzikálne objekty, ktoré majú rôzne fyzikálne vlastnosti, ktorých počet je neobmedzený. Človek vo svojej túžbe po poznaní fyzických predmetov - predmetov poznania - identifikuje určitý obmedzený počet vlastností, ktoré sú spoločné pre množstvo predmetov v kvalitatívnom zmysle, ale pre každý z nich individuálne v zmysle kvantitatívnom. Takéto vlastnosti sa nazývajú fyzikálne veličiny. Pojem "fyzikálna veličina" sa v metrológii, podobne ako vo fyzike, fyzikálna veličina interpretuje ako vlastnosť fyzikálnych objektov (systémov), ktorá je kvalitatívne spoločná pre mnoho objektov, ale pre každý objekt kvantitatívne individuálna, t.j. ako vlastnosť, ktorá môže byť pre jeden objekt ten či onen krát viac alebo menej ako pre iný (napríklad dĺžka, hmotnosť, hustota, teplota, sila, rýchlosť). Kvantitatívnym obsahom vlastnosti zodpovedajúcej pojmu „fyzikálna veličina“ v tomto objekte je veľkosť fyzikálnej veličiny. Veľkosť fyzikálnej veličiny existuje objektívne, bez ohľadu na to, čo o nej vieme.

Súbor veličín prepojených závislosťami tvorí systém fyzikálnych veličín. Objektívne existujúce závislosti medzi fyzikálnymi veličinami sú reprezentované množstvom nezávislých rovníc. Počet rovníc t vždy menší ako počet hodnôt P. Takže t veličiny daného systému sú určené cez iné veličiny, a i veličiny - nezávisle od ostatných. Posledné veličiny sa zvyčajne nazývajú základné fyzikálne veličiny a zvyšok - odvodené fyzikálne veličiny.

Prítomnosť množstva systémov jednotiek fyzikálnych veličín, ako aj značné množstvo nesystémových jednotiek, nepríjemnosti spojené s prepočtom pri prechode z jednej sústavy jednotiek na druhú si vyžadovali zjednotenie meracích jednotiek. Rast vedeckých, technických a ekonomických väzieb medzi rôznymi krajinami si vyžiadal takéto zjednotenie v medzinárodnom meradle.

Požadovaný bol jednotný systém jednotiek fyzikálnych veličín, prakticky vyhovujúci a pokrývajúci rôzne oblasti merania. Zároveň musela zachovať zásadu súdržnosť(rovnosť až jednota koeficientu úmernosti v rovniciach súvislosti medzi fyzikálnymi veličinami).

V roku 1954 10. generálna konferencia pre váhy a miery stanovila šesť základných jednotiek (meter, kilogram, sekunda, ampér, kelvin a sviečka) praktického systému jednotiek. Systém založený na šiestich základných jednotkách schválených v roku 1954 sa nazýval Medzinárodný systém jednotiek, skrátene SI. (SI- začiatočné písmená francúzskeho názvu Systeme International di Unites). Bol schválený zoznam šiestich základných, dvoch doplnkových a prvý zoznam 27 odvodených jednotiek, ako aj predpony na tvorenie násobkov a podnásobkov.

V Rusku existuje GOST 8.417-2002, ktorý predpisuje povinné používanie SI. Uvádza merné jednotky, uvádza ich ruské a medzinárodné názvy a stanovuje pravidlá ich používania. Podľa týchto pravidiel sa v medzinárodných dokumentoch a na prístrojových váhach môžu používať iba medzinárodné označenia. V interných dokumentoch a publikáciách sa môžu používať medzinárodné alebo ruské označenia (nie však oboje súčasne).

Základné jednotky SI so skratkami v ruských a latinských písmenách sú uvedené v tabuľke. 9.1.

Definície základných jednotiek v súlade s rozhodnutiami Generálnej konferencie pre váhy a miery sú nasledovné.

Meter sa rovná dĺžke dráhy, ktorú prejde svetlo vo vákuu

/299792458 Na pár sekúnd.

Kilogram rovná hmotnosti medzinárodného prototypu kilogramu.

Po druhé sa rovná 9192631770 periódam žiarenia zodpovedajúcim prechodu medzi dvoma hyperjemnými úrovňami základného stavu atómu cézia-133.

Ampere rovná sile nemenného prúdu, ktorý pri prechode cez dva rovnobežné priamočiare vodiče nekonečnej dĺžky a zanedbateľného kruhového prierezu, ktoré sa nachádzajú vo vzdialenosti 1 m od seba vo vákuu, spôsobí interakčnú silu rovnajúcu sa 2- 10-7 v každej časti vodiča s dĺžkou 1 m N.

Kelvin sa rovná 1/273,16 termodynamickej teploty trojného bodu vody.

Krtko sa rovná látkovému množstvu systému obsahujúceho toľko štruktúrnych prvkov, koľko je atómov v uhlíku-12 s hmotnosťou 0,012 kg.

Candela rovná intenzite svetla v danom smere zdroja vyžarujúceho monochromatické žiarenie s frekvenciou 540-10 12 Hz, ktorého energetická náročnosť v tomto smere je 1/683 W/sr.

Tabuľka 9.1 Základné jednotky SI

Odvodené jednotky Medzinárodnej sústavy jednotiek sa tvoria pomocou najjednoduchších rovníc medzi veličinami, v ktorých sa číselné koeficienty rovnajú jednej. Takže pre lineárnu rýchlosť, ako definujúcu rovnicu, môžete použiť výraz pre rýchlosť rovnomerného priamočiareho pohybu v = l/t.

S dĺžkou prejdenej dráhy (v metroch) a časom t, za ktorý bola táto dráha prejdená (v sekundách), je rýchlosť vyjadrená v metroch za sekundu (m/s). Preto je jednotka rýchlosti SI meter za sekundu je rýchlosť priamočiaro a rovnomerne sa pohybujúceho bodu, pri ktorej sa za čas t sa pohybuje na vzdialenosť 1 m.

Ak je v definujúcej rovnici zahrnutý číselný koeficient, potom na vytvorenie odvodenej jednotky by sa takéto číselné hodnoty počiatočných veličín mali nahradiť na pravej strane rovnice tak, aby sa určovaná číselná hodnota odvodenej jednotky rovnala do jedného.

Predpony možno použiť pred názvami jednotiek; znamenajú, že mernú jednotku treba vynásobiť alebo vydeliť konkrétnym celým číslom, mocninou 10. Napríklad predpona „kilo“ znamená násobenie číslom 1000 (kilometer = 1000 metrov). Predpony SI sa nazývajú aj desatinné predpony.

V tabuľke. 9.2 uvádza násobiče a predpony na vytváranie desatinných násobkov a podnásobkov a ich názvy.

Tabuľka 9.2 Tvorba desatinných násobkov aúdolie merné jednotky

10^-18_________________|atto _______________|____________a ____________|_____________a _____________

Treba mať na pamäti, že pri vytváraní viacerých a čiastkových jednotiek plochy a objemu pomocou predpôn môže dôjsť k duálnemu čítaniu v závislosti od toho, kde je predpona pridaná. Takže skratku I km 2 možno interpretovať ako 1 štvorcový kilometer aj ako 1 000 štvorcových metrov, čo, samozrejme, nie je to isté (1 štvorcový kilometer \u003d 1 000 000 štvorcových metrov). V súlade s medzinárodnými pravidlami by sa násobky a podnásobky plošných a objemových jednotiek mali tvoriť pridaním predpôn k pôvodným jednotkám. Stupne teda označujú tie jednotky, ktoré sa získajú ako výsledok pridávania predpôn. Preto 1 km 2 - 1 (km) -= (10 3 m) 2 = 10 6 m 2.

Odvodené jednotky sa získavajú zo základných pomocou algebraických operácií ako násobenie a delenie. Niektoré z odvodených jednotiek v sústave SI majú svoje názvy.

Fyzikálne veličiny, v závislosti od množiny veľkostí, ktoré môžu mať pri zmene v obmedzenom rozsahu, sa delia na spojité (analógové) a kvantované (diskrétne) podľa veľkosti (úroveň).

Analógová hodnota môže mať nekonečný počet veľkostí v rámci daného rozsahu. Ide o drvivý počet fyzikálnych veličín (napätie, prúd, teplota, dĺžka atď.). Kvantovaná hodnota má iba spočítateľnú množinu veľkostí v danom rozsahu. Príkladom takejto veličiny môže byť malý elektrický náboj, ktorého veľkosť je určená počtom v ňom zahrnutých elektrónových nábojov. Rozmery kvantovanej veličiny môžu zodpovedať len určitým úrovniam – kvantizačným úrovniam. Rozdiel medzi dvoma susednými kvantizačnými úrovňami sa nazýva kvantizačný krok (kvantový). Hodnota analógovej veličiny je určená meraním s nevyhnutnou chybou. Kvantovanú veličinu možno určiť spočítaním jej kvánt, ak sú konštantné.

Fyzikálne veličiny môžu byť konštantné alebo premenlivé v čase. Pri meraní časovo konštantnej veličiny stačí určiť jednu z jej okamžitých hodnôt. Časovo premenné veličiny môžu mať kvázi deterministický alebo náhodný charakter zmeny. Kvázideterministická fyzikálna veličina je veličina, pri ktorej je známy typ závislosti od času, ale neznámy meraný parameter tejto závislosti. Náhodná fyzikálna veličina je veličina, ktorej veľkosť sa v čase náhodne mení. Ako špeciálny prípad časovo premenných veličín možno vyčleniť časovo diskrétne veličiny, t.j. veličiny, ktorých rozmery sú nenulové iba v určitých časových bodoch.

Fyzikálne veličiny sa delia na aktívne a pasívne. Aktívne veličiny (napríklad mechanická sila, EMP zdroja elektrického prúdu) sú schopné vytvárať merané informačné signály bez pomocných zdrojov energie. Pasívne veličiny (napríklad hmotnosť, elektrický odpor, indukčnosť) samy osebe nedokážu

generovať signály s informáciami o meraní. Na to sa musia aktivovať pomocou pomocných zdrojov energie, napríklad pri meraní odporu rezistora ním musí pretekať prúd. V závislosti od predmetov štúdia sa hovorí o elektrických, magnetických alebo neelektrických veličinách.

Fyzikálna veličina, ktorej je podľa definície priradená číselná hodnota rovnajúca sa jednej, sa nazýva jednotka fyzikálnej veličiny. Veľkosť jednotky fyzikálnej veličiny môže byť ľubovoľná. Merania sa však musia vykonávať vo všeobecne akceptovaných jednotkách. Spoločenstvo jednotiek v medzinárodnom meradle je ustanovené medzinárodnými dohodami.

Fyzikálne veličiny

Fyzikálne množstvo– je to charakteristika fyzických predmetov alebo javov materiálneho sveta, spoločná pre mnohé predmety alebo javy z kvalitatívneho hľadiska, ale z kvantitatívneho hľadiska pre každý z nich individuálna.. Napríklad hmotnosť, dĺžka, plocha, teplota atď.

Každá fyzikálna veličina má svoje kvalitatívne a kvantitatívne charakteristiky .

Kvalitatívna charakteristika je determinované akou vlastnosťou hmotného predmetu alebo akou vlastnosťou hmotného sveta táto hodnota charakterizuje. Vlastnosť „sila“ teda kvantitatívne charakterizuje také materiály ako oceľ, drevo, tkanina, sklo a mnohé ďalšie, pričom kvantitatívna hodnota pevnosti je pre každý z nich úplne iná.

Na identifikáciu kvantitatívneho rozdielu v obsahu vlastnosti v akomkoľvek objekte zobrazenom fyzikálnou veličinou sa zavádza pojem veľkosť fyzikálnej veličiny . Táto veľkosť je nastavená počas merania- súbor operácií vykonávaných na určenie kvantitatívnej hodnoty veličiny (FZ "O zabezpečení jednotnosti meraní"

Účelom meraní je určiť hodnotu fyzikálnej veličiny - určitý počet jednotiek pre ňu prijatých (napríklad výsledok merania hmotnosti výrobku je 2 kg, výška budovy je 12 m atď. ). Medzi veľkosťami jednotlivých fyzikálnych veličín existujú vzťahy vo forme číselných foriem (ako napríklad „väčšie ako“, „menšie ako“, „rovnosť“, „súčet“ atď.), ktoré môžu slúžiť ako model tejto veličiny. .

V závislosti od miery priblíženia sa k objektivite existujú skutočné, skutočné a namerané hodnoty fyzikálnej veličiny .

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny - táto hodnota, ideálne odrážajúca z kvalitatívneho a kvantitatívneho hľadiska zodpovedajúcu vlastnosť objektu. V dôsledku nedokonalosti prostriedkov a metód merania nie je možné prakticky získať skutočné hodnoty veličín. Možno si ich len teoreticky predstaviť. A hodnoty veličiny získané počas merania sa len vo väčšej či menšej miere približujú skutočnej hodnote.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny - je to hodnota množstva zistená experimentálne a taká blízka skutočnej hodnote, že ju možno namiesto toho použiť na tento účel.

Nameraná hodnota fyzikálnej veličiny - ide o hodnotu získanú pri meraní pomocou špecifických metód a meracích prístrojov.

Pri plánovaní meraní sa treba snažiť o to, aby rozsah meraných veličín zodpovedal požiadavkám meracej úlohy (napr. pri monitorovaní by merané veličiny mali odrážať príslušné ukazovatele kvality produktu).

Pre každý parameter produktu musia byť splnené nasledujúce požiadavky:

Správnosť znenia nameranej hodnoty s vylúčením možnosti rôznych interpretácií (napr. je potrebné jasne definovať, v ktorých prípadoch je „hmotnosť“ alebo „hmotnosť“ výrobku, „objem“ alebo „kapacita“ plavidlo atď.);

Istota vlastností meraného objektu (napr. „teplota v miestnosti nie je vyššia ako ... °C“ umožňuje rôzne interpretácie. Znenie požiadavky je potrebné zmeniť tak, že že je jasné, či je táto požiadavka stanovená pre maximálnu alebo priemernú teplotu miestnosti, ktorá sa bude ďalej zohľadňovať pri vykonávaní meraní);

Používanie štandardizovaných výrazov.

Fyzikálne jednotky

Fyzikálna veličina, ktorej je podľa definície priradená číselná hodnota rovnajúca sa jednej, sa nazýva jednotka fyzikálnej veličiny.

Mnohé jednotky fyzikálnych veličín sú reprodukované mierami používanými na merania (napríklad meter, kilogram). V raných štádiách vývoja materiálnej kultúry (v otrokárskych a feudálnych spoločnostiach) existovali jednotky pre malý rozsah fyzikálnych veličín – dĺžka, hmotnosť, čas, plocha, objem. Jednotky fyzikálnych veličín boli zvolené bez vzájomnej súvislosti a navyše v rôznych krajinách a geografických oblastiach rôzne. Vzniklo tak veľké množstvo v názve často rovnakých, no rozdielnych veľkostných jednotiek – lakťov, stôp, libier.

S rozširovaním obchodných vzťahov medzi národmi a rozvojom vedy a techniky narastal počet jednotiek fyzikálnych veličín a čoraz viac bola pociťovaná potreba zjednocovania jednotiek a vytvárania sústav jednotiek. O jednotkách fyzikálnych veličín a ich sústavách sa začali uzatvárať špeciálne medzinárodné dohody. V 18. storočí Vo Francúzsku bol navrhnutý metrický systém mier, ktorý neskôr získal medzinárodné uznanie. Na jeho základe bolo vybudovaných niekoľko metrických systémov jednotiek. V súčasnosti dochádza k ďalšiemu zefektívneniu jednotiek fyzikálnych veličín na základe Medzinárodnej sústavy jednotiek (SI).

Jednotky fyzikálnych veličín sa delia na systémový, tj jednotky zahrnuté v akomkoľvek systéme a nesystémové jednotky (napríklad mm Hg, konská sila, elektrónvolty).

Systémové jednotky fyzikálne veličiny sa delia na Hlavná, zvolený ľubovoľne (meter, kilogram, sekunda atď.), a deriváty, vytvorený podľa rovníc spojenia medzi veličinami (meter za sekundu, kilogram na meter kubický, newton, joule, watt atď.).

Pre pohodlie vyjadrenia veličín, ktoré sú mnohonásobne väčšie alebo menšie ako jednotky fyzikálnych veličín, používame viac jednotiek (napríklad kilometer - 10 3 m, kilowatt - 10 3 W) a čiastkové násobky (napríklad milimeter je 10-3 m, milisekunda je 10-3 s).

V metrických sústavách jednotiek sa násobné a jednotkové jednotky fyzikálnych veličín (s výnimkou jednotiek času a uhla) tvoria vynásobením systémovej jednotky číslom 10 n, kde n je kladné alebo záporné celé číslo. Každé z týchto čísel zodpovedá jednej z desatinných predpôn prijatých na vytváranie násobkov a deliacich jednotiek.

V roku 1960 bol na XI. generálnej konferencii o váhach a mierach Medzinárodnej organizácie pre váhy a miery (MOMV) prijatý Medzinárodný systém Jednotky(SI).

Základné jednotky v medzinárodnej sústave jednotiek sú: meter (m) - dĺžka, kilogram (kg) - hmotnosť, druhý (s) - čas, ampér (A) - sila elektrického prúdu, kelvin (K) – termodynamická teplota, kandela (cd) - intenzita svetla, Krtko - množstvo hmoty.

Spolu so sústavami fyzikálnych veličín sa v meracej praxi stále používajú takzvané mimosystémové jednotky. Patria sem napr.: jednotky tlaku – atmosféra, milimeter ortuťového stĺpca, jednotka dĺžky – angstrom, jednotka tepla – kalória, jednotky akustických veličín – decibel, pozadie, oktáva, jednotky času – minúta a hodina atď. V súčasnosti je však tendencia ich znižovať na minimum.

Medzinárodný systém jednotiek má množstvo výhod: univerzálnosť, zjednotenie jednotiek pre všetky typy meraní, súdržnosť (konzistentnosť) systému (koeficienty proporcionality vo fyzikálnych rovniciach sú bezrozmerné), lepšie vzájomné porozumenie medzi rôznymi odborníkmi v procese vedeckého výskumu. technické a ekonomické vzťahy medzi krajinami.

V súčasnosti je používanie jednotiek fyzikálnych veličín v Rusku legalizované Ústavou Ruskej federácie (článok 71) (normy, normy, metrický systém a výpočet času sú v jurisdikcii Ruskej federácie) a federálnym zákonom „O Zabezpečenie jednotnosti meraní“. Článok 6 zákona určuje používanie jednotiek Medzinárodného systému jednotiek prijatých Generálnou konferenciou pre váhy a miery a odporúčaných na používanie Medzinárodnou organizáciou pre legálnu metrológiu v Ruskej federácii. Zároveň v Ruskej federácii možno povoliť používanie nesystémových jednotiek veličín, ktorých názov, označenia, pravidlá písania a používania stanovuje vláda Ruskej federácie spolu s jednotkami SI veličín. .

V praxi by sme sa mali riadiť jednotkami fyzikálnych veličín, ktoré upravuje GOST 8.417-2002 „Štátny systém na zabezpečenie jednotnosti meraní. Jednotky hodnôt.

Štandardné spolu s povinnou aplikáciou základné a odvodené jednotiek medzinárodnej sústavy jednotiek, ako aj desatinné násobky a podnásobky týchto jednotiek, je povolené používať niektoré jednotky, ktoré nie sú zahrnuté v SI, ich kombinácie s jednotkami SI, ako aj niektoré desatinné násobky a podnásobky uvedené jednotky, ktoré sú v praxi široko používané.

Norma definuje pravidlá tvorby názvov a znakov pre desatinné násobky a podnásobky jednotiek SI pomocou násobiteľov (od 10 -24 do 10 24) a predpôn, pravidlá pre písanie označení jednotiek, pravidlá pre tvorbu súvislých odvodených jednotiek SI.

Násobky a predpony používané na vytváranie názvov a symbolov desatinných násobkov a podnásobkov jednotiek SI sú uvedené v tabuľke.

Násobky a predpony používané na vytváranie názvov a symbolov desatinných násobkov a podnásobkov jednotiek SI

Koherentné odvodené jednotky Medzinárodná sústava jednotiek sa spravidla vytvára pomocou najjednoduchších rovníc spojenia medzi veličinami (definujúce rovnice), v ktorých sa číselné koeficienty rovnajú 1. Na vytvorenie odvodených jednotiek sa označenia veličín v rovniciach spojenia nahrádzajú podľa označenia jednotiek SI.

Ak rovnica spojenia obsahuje číselný koeficient iný ako 1, potom na vytvorenie koherentnej derivácie jednotky SI sa na pravej strane nahradí zápis veličín hodnotami v jednotkách SI, čím po vynásobení koeficientom vznikne a celková číselná hodnota rovná 1.