Põhimõtteliselt võib ette kujutada kõike suur hulk erinevaid ühikute süsteeme, kuid laialdaselt kasutatakse vaid väheseid. Kogu maailmas kasutatakse meetermõõdustiku süsteemi teaduslikeks ja tehnilisteks mõõtmisteks ning enamikus riikides tööstuses ja igapäevaelus.

Põhiühikud.

Mõõtühikute süsteemis peab iga mõõdetud füüsikalise suuruse jaoks olema vastav mõõtühik. Seega on vaja eraldi mõõtühikut pikkuse, pindala, ruumala, kiiruse jms kohta ning iga sellise ühiku saab määrata ühe või teise etaloni valides. Kuid ühikute süsteem osutub palju mugavamaks, kui selles valitakse peamisteks ainult mõned ühikud ja ülejäänud määratakse peamiste kaudu. Seega, kui pikkuse ühikuks on meeter, mille etalon on salvestatud riigi mõõteteenistuses, siis võib pindalaühikuks lugeda ruutmeetrit, mahuühikut - kuupmeetrit, kiiruse ühik – meeter sekundis jne.

Sellise ühikute süsteemi mugavus (eriti teadlastele ja inseneridele, kes tegelevad mõõtmistega palju sagedamini kui teised inimesed) seisneb selles, et matemaatilised seosed süsteemi põhi- ja tuletatud ühikute vahel osutuvad lihtsamaks. Sel juhul on kiirusühik vahemaa (pikkuse) ühik ajaühiku kohta, kiirenduse ühik on kiiruse muutumise ühik ajaühiku kohta, jõu ühik on kiirenduse ühik massiühiku kohta. jne. Matemaatilises tähistuses näeb see välja järgmine: v = l/t, a = v/t, F = ma = ml/t 2. Esitatud valemid näitavad vaadeldavate koguste “mõõdet”, luues seosed ühikute vahel. (Sarnased valemid võimaldavad teil määrata ühikuid selliste suuruste jaoks nagu rõhk või jõud elektrivool.) Sellised seosed on üldist laadi ja viiakse läbi sõltumata sellest, millistes ühikutes (meeter, jalg või arshin) pikkust mõõdetakse ja millised ühikud muude suuruste jaoks on valitud.

Tehnikas võetakse mehaaniliste suuruste põhimõõtühikut tavaliselt mitte massi, vaid jõuühikuna. Seega, kui süsteemis, mida kõige sagedamini kasutatakse füüsikalised uuringud, massietaloniks võetakse metallsilindrit, siis tehnosüsteemis käsitletakse seda jõu etalonina, mis tasakaalustab talle mõjuvat gravitatsioonijõudu. Kuid kuna gravitatsioonijõud ei ole Maa pinna eri punktides sama, on standardi täpseks rakendamiseks vaja asukoha määramist. Ajalooliselt oli asukoht merepinna tasemel geograafiline laiuskraad 45° Praegu on selline standard määratletud kui jõud, mis on vajalik kindlaksmääratud silindrile teatud kiirenduse andmiseks. Tõsi, tehnoloogias reeglina mõõtmisi ei tehta kõrge täpsus, nii et peate hoolitsema raskusjõu kõikumiste eest (kui me ei räägi mõõteriistade kalibreerimisest).

Massi, jõu ja kaalu mõistete ümber on palju segadust. Fakt on see, et kõigis nendes kolmes koguses on ühikud, millel on samad nimed. Mass on keha inertsiaalne omadus, mis näitab, kui raske on seda puhkeseisundist või ühtlasest ja lineaarsest liikumisest välisjõu toimel eemaldada. Jõuühik on jõud, mis mõjudes massiühikule muudab selle kiirust ühe kiirusühiku võrra ajaühiku kohta.

Kõik kehad tõmbavad üksteist. Seega tõmbab iga Maa lähedal asuv keha selle poole. Teisisõnu, Maa loob kehale mõjuva gravitatsioonijõu. Seda jõudu nimetatakse selle raskuseks. Kaalujõud, nagu eespool näidatud, ei ole Maa pinna erinevates punktides ja edasisel kohal ühesugune erinevad kõrgused merepinnast kõrgemal gravitatsioonilise külgetõmbe ja Maa pöörlemise avaldumise erinevuste tõttu. Teatava ainekoguse kogumass on aga muutumatu; see on sama nii tähtedevahelises ruumis kui ka mis tahes punktis Maal.

Täpsed katsed on näidanud, et peale mõjuv gravitatsioonijõud erinevad kehad(st nende kaal) on võrdeline nende massiga. Järelikult saab masse võrrelda skaalal ja massid, mis ühes kohas osutuvad samaks, on samad ka igas teises kohas (kui võrdlus viiakse läbi vaakumis, et välistada väljatõrjutud õhu mõju). Kui teatud keha kaaluda vedruskaalal, tasakaalustades gravitatsioonijõudu väljaveninud vedru jõuga, siis sõltuvad raskuse mõõtmise tulemused mõõtmise kohast. Seetõttu tuleb vedrukaalud igas uues kohas reguleerida nii, et need näitaksid massi õigesti. Kaalumisprotseduuri enda lihtsus oli põhjuseks, miks standardmassile mõjuv raskusjõud võeti tehnikas iseseisva mõõtühikuna kasutusele.

KUUMUS.

Mõõtühikute süsteem. Meetriline süsteem

on üldnimetus rahvusvahelisele ühikute kümnendsüsteemile, mille põhiühikuteks on meeter ja kilogramm. Kuigi üksikasjades on mõningaid erinevusi, on süsteemi elemendid kõikjal maailmas ühesugused.

Lugu.

Mõõdikusüsteem kasvas välja Prantsuse Rahvusassamblee 1791. ja 1795. aastal vastu võetud määrustest, mis määrasid meetri ühe kümnemiljoniku maa meridiaani osast põhjapoolusest ekvaatorini.

On selge, et defineerides arvesti kümnemiljondiku osana veerandist maameridiaanist, püüdsid meetrikasüsteemi loojad saavutada süsteemi muutumatust ja täpset reprodutseeritavust. Nad võtsid grammi massiühikuna, määratledes selle ühe miljondiku kuupmeetri vee massina selle maksimaalse tihedusega. Kuna iga riidemeetri müügiga poleks eriti mugav teha veerandi maameridiaani geodeetilisi mõõtmisi või tasakaalustada turul kartulikorvi sobiva koguse veega, loodi metallistandardid, mis taastoodeti. need ideaalsed määratlused ülima täpsusega.

Peagi sai selgeks, et metallide pikkuse standardeid saab omavahel võrrelda, mis toob kaasa palju vähem viga kui mistahes sellise standardi võrdlemisel veerandiga Maa meridiaanist. Lisaks sai selgeks, et metallimassi etalonide omavaheliste võrdlemise täpsus on palju suurem kui mistahes sellise etaloni võrdlemise täpsus vastava veekoguse massiga.

Sellega seoses otsustas rahvusvaheline mõõtekomisjon 1872. aastal aktsepteerida Pariisis säilitatavat "arhiivimõõtjat" pikkuse standardina "sellisel kujul". Samamoodi võtsid komisjoni liikmed massietaloniks arhiivi plaatina-iriidiumi kilogrammi, „arvestades, et meetermõõdustiku loojate poolt kehtestatud lihtsat seost kaaluühiku ja mahuühiku vahel esindab olemasolev kilogramm. täpsusega, mis on piisav tavapärasteks rakendusteks tööstuses ja kaubanduses, ning täppisteadused ei vaja sellist lihtsat numbrilist seost, vaid selle seose äärmiselt täiuslikku määratlust. 1875. aastal kirjutasid paljud riigid üle maailma alla arvestilepingule ning selle lepinguga kehtestati metroloogiliste standardite kooskõlastamise kord maailma teadusringkondade jaoks Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Büroo ning Kaalude ja Mõõtude Peakonverentsi kaudu.

Uus rahvusvaheline organisatsioon alustas kohe rahvusvaheliste pikkuse ja massi standardite väljatöötamist ning nende koopiate edastamist kõikidele osalevatele riikidele.

Pikkuse ja massi standardid, rahvusvahelised prototüübid.

Pikkuse ja massi etalonide rahvusvahelised prototüübid – meeter ja kilogramm – anti hoiule Rahvusvahelisele Kaalude ja Mõõtude Büroole, mis asub Sèvres’is, Pariisi eeslinnas. Arvesti etalon oli plaatinasulamist 10% iriidiumiga joonlaud, mille ristlõikele anti eriline X-kuju, et suurendada paindejäikust minimaalse metallimahuga. Sellise joonlaua soones oli pikisuunaline tasane pind, ja meeter määratleti kui kaugus kahe joone keskpunkti vahel, mis on tõmmatud risti joonlaua otstesse standardtemperatuuril 0 °C. Kilogrammi rahvusvaheliseks prototüübiks peeti joonlaua massist valmistatud silindri massi. Sama plaatina-iriidiumi sulam, mis on standardmeetril, kõrgus ja läbimõõt on umbes 3,9 cm. Selle võrdlusmassi massi, mis on 45° laiuskraadil merepinnal 1 kg, nimetatakse mõnikord ka kilogrammi jõuks. Seega saab seda kasutada kas massi etalonina absoluutse mõõtühikute süsteemi puhul või jõu etalonina ühikute tehnilise süsteemi puhul, mille üks põhiühikutest on jõuühik.

Rahvusvahelised prototüübid valiti välja suure hulga üheaegselt toodetud identsete standardite hulgast. Selle partii muud standardid anti üle kõikidele osalevatele riikidele riiklike prototüüpidena (riiklikud esmased standardid), mis saadetakse perioodiliselt tagasi Rahvusvahelisele Büroole rahvusvaheliste standarditega võrdlemiseks. aastal tehtud võrdlused erinevad ajad sellest ajast alates näitavad nad, et nad ei tuvasta kõrvalekaldeid (rahvusvahelistest standarditest) üle mõõtmise täpsuse piiri.

Rahvusvaheline SI-süsteem.

19. sajandi teadlased võtsid meetrikasüsteemi väga positiivselt vastu. osalt seetõttu, et see pakuti välja rahvusvahelise ühikute süsteemina, osalt seetõttu, et teoreetiliselt eeldati, et selle ühikud on iseseisvalt reprodutseeritavad, ja ka selle lihtsuse tõttu. Teadlased hakkasid erinevate füüsikaliste suuruste jaoks, millega nad tegelesid, välja töötama uusi ühikuid, tuginedes füüsika elementaarsetele seadustele ja sidudes need ühikud pikkuse ja massi meetermõõdustiku ühikutega. Viimased vallutasid üha enam erinevaid Euroopa riike, kus varem oli kasutusel palju erinevatele kogustele mitteseotud üksusi.

Kuigi kõigis riikides, mis võtsid kasutusele meetermõõdustiku ühikute süsteemi, olid meetermõõdustiku ühikute standardid peaaegu identsed, tekkisid tuletatud ühikutes erinevad lahknevused erinevate riikide ja eri distsipliinide vahel. Elektri ja magnetismi valdkonnas tekkis kaks eraldiseisvat tuletatud ühikute süsteemi: elektrostaatiline, mis põhineb jõul, millega kaks elektrilaengut teineteisele mõjuvad, ja elektromagnetiline, mis põhineb kahe hüpoteetilise magnetpooluse vastasmõju jõul.

Olukord muutus veelgi keerulisemaks nn süsteemi tulekuga. praktilised elektrisõlmed, mis võeti kasutusele 19. sajandi keskel. Briti Teaduse Edendamise Ühingu poolt, et rahuldada kiiresti areneva traattelegraafitehnoloogia nõudmisi. Sellised praktilised ühikud ei lange kokku mõlema ülalmainitud süsteemi ühikutega, vaid erinevad elektromagnetilise süsteemi ühikutest vaid kümnendiku täisvõimsustega võrdsete tegurite võrra.

Seega oli selliste tavaliste elektriliste suuruste puhul nagu pinge, vool ja takistus vastuvõetavateks mõõtühikuteks mitu võimalust ning iga teadlane, insener ja õpetaja pidi ise otsustama, millist neist variantidest on tema jaoks parem kasutada. Seoses elektrotehnika arenguga 19. sajandi teisel poolel ja 20. sajandi esimesel poolel. Praktilisi üksusi kasutati üha enam ja lõpuks hakkasid need valdkonnas domineerima.

Sellise segaduse kõrvaldamiseks 20. sajandi alguses. tehti ettepanek ühendada praktilised elektrilised sõlmed vastavate mehaaniliste ühikutega pikkuse ja massi mõõtühikute alusel ning ehitada mingi sidus süsteem. 1960. aastal võeti XI kaalude ja mõõtude peakonverentsil vastu ühtne rahvusvaheline mõõtühikute süsteem (SI), määratleti selle süsteemi põhiühikud ja nähakse ette teatud tuletatud ühikute kasutamine, „ilma et see piiraks tulevikus lisatavate ühikute kasutamist. .” Seega võeti esimest korda ajaloos rahvusvahelise kokkuleppega vastu rahvusvaheline ühtne ühikute süsteem. Nüüd on see enamikus maailma riikides aktsepteeritud mõõtühikute õigussüsteemina.

Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem (SI) on ühtlustatud süsteem, mis annab ühe ja ainult ühe mõõtühiku mis tahes füüsikalise suuruse, näiteks pikkuse, aja või jõu kohta. Mõnele ühikule on antud erinimed, näiteks on rõhu ühik Pascal, teiste nimed on tuletatud nende ühikute nimedest, millest need on tuletatud, näiteks kiiruse ühik - meeter sekundis. Põhiühikud koos kahe täiendava geomeetrilise ühikuga on esitatud tabelis. 1. Tabelis on toodud tuletatud üksused, mille jaoks on kasutusele võetud erinimetused. 2. Kõigist tuletatud mehaanilistest ühikutest kõige rohkem oluline Jõuühikuks on njuuton, energia ühikuks džaul ja võimsuse ühikuks vatt. Newton on defineeritud kui jõud, mis annab ühe kilogrammi massile kiirenduse üks meeter sekundis. Džaul on võrdne tööga, mis tehakse siis, kui ühe njuutoniga võrdse jõu rakenduspunkt liigub jõu suunas ühe meetri kaugusele. Vatt on võimsus, millega tehakse üks džaul tööd ühe sekundi jooksul. Elektrilisi ja muid tuletatud seadmeid käsitletakse allpool. Suur- ja väikeüksuste ametlikud määratlused on järgmised.

Meeter on tee pikkus, mille valgus läbib vaakumis 1/299 792 458 sekundis. See määratlus võeti vastu 1983. aasta oktoobris.

Kilogramm võrdub kilogrammi rahvusvahelise prototüübi massiga.

Teine on 9 192 631 770 kiirguse võnkeperioodi kestus, mis vastab tseesium-133 aatomi põhioleku ülipeenstruktuuri kahe tasandi üleminekutele.

Kelvin võrdub 1/273,16 vee kolmikpunkti termodünaamilise temperatuuriga.

Mool on võrdne aine kogusega, mis sisaldab 0,012 kg kaaluva süsinik-12 isotoobi aatomitega sama arvu struktuurielemente.

Radiaan on ringjoone kahe raadiuse vaheline tasapind, mille vahelise kaare pikkus võrdub raadiusega.

Steradiaan on võrdne ruuminurgaga, mille tipp on kera keskel, lõikades selle pinnalt välja ala, võrdne pindalaga ruut, mille külg on võrdne sfääri raadiusega.

Kümnend- ja osakordade moodustamiseks on ette nähtud hulk eesliiteid ja tegureid, mis on näidatud tabelis. 3.

Seega on kilomeeter (km) 1000 m ja millimeeter 0,001 m (Need eesliited kehtivad kõikidele ühikutele, nagu kilovatid, milliamperid jne.)

Algselt oli mõeldud, et üheks baasühikuks peaks olema gramm ja see kajastus ka massiühikute nimetustes, kuid tänapäeval on baasühikuks kilogramm. Nime megagramm asemel kasutatakse sõna “tonn”. Füüsika erialadel, näiteks nähtava või infrapunavalguse lainepikkuse mõõtmisel, kasutatakse sageli miljondikmeetrit (mikromeetrit). Spekroskoopias väljendatakse lainepikkusi sageli angströmides (Å); Angström võrdub ühe kümnendikuga nanomeetrist, s.o. 10 - 10 m Lühema lainepikkusega kiirguse, näiteks röntgenikiirguse puhul on teaduspublikatsioonides lubatud kasutada pikomeetrit ja x-ühikut (1 x-ühik = 10 –13 m). Mahtu, mis on võrdne 1000 kuupsentimeetriga (üks kuupdetsimeeter), nimetatakse liitriks (L).

Mass, pikkus ja aeg.

Kõik SI põhiühikud, välja arvatud kilogramm, on praegu määratletud füüsikaliste konstantide või nähtustena, mida peetakse muutumatuks ja suure täpsusega reprodutseeritavaks. Mis puutub kilogrammi, siis pole veel leitud viisi, kuidas seda rakendada reprodutseeritavusega, mis saavutatakse erinevate massistandardite võrdlemisel kilogrammi rahvusvahelise prototüübiga. Sellise võrdluse saab läbi viia vedrukaalule, mille viga ei ületa 1H 10 –8, kaaludes. Kilogrammi mitme- ja osaühiku normid kehtestatakse kaalude kombineeritud kaalumise teel.

Kuna arvesti on määratletud valguse kiiruse järgi, saab seda iseseisvalt reprodutseerida igas hästi varustatud laboris. Seega saab interferentsimeetodil kontrollida töökodades ja laborites kasutatavaid joon- ja otsapikkuse mõõte, võrreldes neid otse valguse lainepikkusega. Selliste meetodite viga on optimaalsed tingimused ei ületa üht miljardit (1H 10 –9). Lasertehnoloogia arenguga on sellised mõõtmised muutunud väga lihtsaks ning nende ulatus on oluliselt laienenud.

Samamoodi saab teist vastavalt oma kaasaegsele määratlusele iseseisvalt realiseerida pädevas laboris aatomikiirte rajatises. Kiire aatomeid ergastab kõrgsagedusgeneraator, mis on häälestatud aatomi sagedusele ja elektrooniline skeem mõõdab aega, lugedes generaatori ahelas võnkeperioode. Selliseid mõõtmisi saab teha täpsusega suurusjärgus 1H 10 -12 - palju suurem kui oli võimalik teise definitsiooniga, mis põhineb Maa pöörlemisel ja selle pöördel ümber Päikese. Aeg ja selle vastastikune sagedus, sagedus, on ainulaadsed selle poolest, et nende standardeid saab edastada raadio teel. Tänu sellele saavad kõik, kellel on vastav raadiovastuvõtuseade, vastu võtta täpse aja ja võrdlussagedusega signaale, mille täpsus ei erine peaaegu üldse õhu kaudu edastatavast.

Mehaanika.

Temperatuur ja soojus.

Mehaanilised sõlmed ei võimalda lahendada kõiki teaduslikke ja tehnilisi probleeme ilma muid seoseid kaasamata. Kuigi massi liigutamisel jõu toimel tehtav töö ja teatud massi kineetiline energia on olemuselt samaväärsed aine soojusenergiaga, on mugavam vaadelda temperatuuri ja soojust eraldi suurustena, mis ei sõltuvad mehaanilistest.

Termodünaamiline temperatuuriskaala.

Termodünaamilise temperatuuri ühik Kelvin (K), mida nimetatakse kelviniks, määratakse vee kolmikpunktiga, s.o. temperatuur, mille juures vesi on jää ja auruga tasakaalus. See temperatuur on 273,16 K, mis määrab termodünaamilise temperatuuriskaala. See Kelvini pakutud skaala põhineb termodünaamika teisel seadusel. Kui on kaks konstantse temperatuuriga termilist reservuaari ja pööratav soojusmasin, mis kannab soojust ühelt neist teisele vastavalt Carnot' tsüklile, siis saadakse kahe reservuaari termodünaamiliste temperatuuride suhe järgmiselt. T 2 /T 1 = –K 2 K 1 kus K 2 ja K 1 – igasse reservuaari kantud soojushulk (miinusmärk näitab, et soojus võetakse ühest reservuaarist). Seega, kui soojema reservuaari temperatuur on 273,16 K ja sealt võetud soojust on kaks korda rohkem kui teisele reservuaarile ülekantud soojust, siis on teise reservuaari temperatuur 136,58 K. Kui teise reservuaari temperatuur on on 0 K, siis soojust ei kanta üle üldse, kuna kogu gaasienergia on tsükli adiabaatilises paisumise osas muudetud mehaaniliseks energiaks. Seda temperatuuri nimetatakse absoluutseks nulliks. Teadusuuringutes tavaliselt kasutatav termodünaamiline temperatuur langeb kokku olekuvõrrandis sisalduva temperatuuriga ideaalne gaas PV = RT, Kus P- surve, V– maht ja R- gaasikonstant. Võrrand näitab, et ideaalse gaasi korral on ruumala ja rõhu korrutis võrdeline temperatuuriga. See seadus ei ole ühegi tegeliku gaasi puhul täpselt täidetud. Kuid kui viirusjõudude suhtes tehakse parandusi, võimaldab gaaside paisumine reprodutseerida termodünaamilist temperatuuriskaala.

Rahvusvaheline temperatuuriskaala.

Vastavalt ülaltoodud määratlusele saab temperatuuri mõõta gaasitermomeetria abil väga suure täpsusega (kuni ligikaudu 0,003 K kolmikpunkti lähedal). Plaatinatakistustermomeeter ja gaasimahuti asetatakse soojusisolatsiooniga kambrisse. Kambri kuumutamisel suureneb termomeetri elektritakistus ja suureneb gaasi rõhk reservuaaris (vastavalt olekuvõrrandile) ning jahutamisel ilmneb vastupidine pilt. Mõõtes samaaegselt takistust ja rõhku, saate termomeetrit kalibreerida gaasirõhu järgi, mis on võrdeline temperatuuriga. Seejärel asetatakse termomeeter termostaadi, milles vedel vesi saab hoida tasakaalus selle tahke ja aurufaasiga. Mõõtes selle elektritakistust sellel temperatuuril, saadakse termodünaamiline skaala, kuna kolmikpunkti temperatuurile omistatakse väärtus, mis on võrdne 273,16 K.

On kaks rahvusvahelist temperatuuriskaalat – Kelvin (K) ja Celsiuse (C). Temperatuur Celsiuse skaalal saadakse Kelvini skaala temperatuurist, lahutades viimasest 273,15 K.

Temperatuuri täpsed mõõtmised gaasitermomeetria abil nõuavad palju tööd ja aega. Seetõttu võeti 1968. aastal kasutusele rahvusvaheline praktiline temperatuuriskaala (IPTS). Kasutades seda skaalat, termomeetrid erinevat tüüpi saab laboris kalibreerida. Selle skaala määramiseks kasutati plaatina takistustermomeetrit, termopaari ja kiirguspüromeetrit, mida kasutati teatud konstantsete võrdluspunktide paaride vahelises temperatuurivahemikus (temperatuuri võrdlusnäitajad). MPTS pidi vastama termodünaamilisele skaalale võimalikult suure täpsusega, kuid nagu hiljem selgus, olid selle kõrvalekalded väga olulised.

Fahrenheiti temperatuuriskaala.

Fahrenheiti temperatuuriskaala, mida kasutatakse laialdaselt koos brittidega tehniline süsteemühikud, nagu ka mitteteaduslike mõõtmiste puhul paljudes riikides, määratakse tavaliselt kahe konstantse võrdluspunktiga – jää sulamistemperatuur (32 °F) ja vee keemistemperatuur (212 °F) normaalsel (atmosfäärirõhul) . Seega, et saada Celsiuse temperatuur Fahrenheiti temperatuurist, peate viimasest lahutama 32 ja korrutama tulemuse 5/9-ga.

Soojusühikud.

Kuna soojus on energia vorm, saab seda mõõta džaulides ja see meetermõõdustik on vastu võetud rahvusvahelise kokkuleppega. Kuid kuna soojushulga määras kunagi teatud veekoguse temperatuuri muutus, levis ühik, mida nimetatakse kaloriks ja mis on võrdne soojushulgaga, mis on vajalik ühe grammi vee temperatuuri tõstmiseks 1 ° võrra. C. Kuna vee soojusmahtuvus sõltub temperatuurist, pidin kalorsuse täpsustama. Ilmusid vähemalt kaks erinevad kalorid– “termokemikaal” (4,1840 J) ja “aur” (4,1868 J). Dieetoloogias kasutatav "kalor" on tegelikult kilokalor (1000 kalorit). Kalor ei ole SI-ühik ja enamikus teaduse ja tehnoloogia valdkondades on seda enam kasutatud.

Elekter ja magnetism.

Kõik üldtunnustatud elektrilised ja magnetilised mõõtühikud põhinevad meetermõõdustikul. Kooskõlas kaasaegsed määratlused elektrilised ja magnetilised ühikud on kõik tuletatud ühikud, mis on tuletatud teatud füüsikaliste valemite järgi pikkuse, massi ja aja meetermõõdustiku ühikutest. Kuna enamikku elektrilisi ja magnetilisi suurusi ei ole mainitud standardite abil nii lihtne mõõta, leiti, et mugavam on asjakohaste katsetega kehtestada mõne näidatud suuruse jaoks tuletisstandardid ja mõõta teisi selliseid standardeid kasutades.

SI ühikud.

Allpool on SI elektriliste ja magnetiliste ühikute loend.

Amper, elektrivoolu ühik, on üks kuuest SI põhiühikust. Amper on konstantse voolu tugevus, mis läbides kaht paralleelset lõpmatu pikkusega sirget juhti tühiselt väikese ringikujulise pindalaga ristlõige, mis asub vaakumis üksteisest 1 m kaugusel, põhjustaks igale 1 m pikkusele juhi osale interaktsioonijõule, mis on võrdne 2H 10–7 N.

Volt, potentsiaalide erinevuse ja elektromotoorjõu ühik. Volt on elektripinge elektriahela sektsioonis, mille alalisvool on 1 A ja voolutarve 1 W.

Coulomb, elektrienergia koguse ühik ( elektrilaeng). Coulomb on elektrienergia hulk, mis läbib juhi ristlõike konstantse vooluga 1 A 1 sekundi jooksul.

Farad, elektrilise mahtuvuse ühik. Farad on kondensaatori mahtuvus, mille plaatidele 1 C laadimisel tekib elektripinge 1 V.

Henry, induktiivsuse ühik. Henry on võrdne selle ahela induktiivsusega, milles tekib iseinduktiivne emf 1 V, kui vool selles vooluringis muutub ühtlaselt 1 A võrra 1 sekundi jooksul.

Weberi magnetvoo ühik. Weber on magnetvoog, mille kahanemisel nullini voolab sellega ühendatud vooluringis elektrilaeng 1 C, mille takistus on 1 Ohm.

Tesla, magnetilise induktsiooni ühik. Tesla - homogeense magnetiline induktsioon magnetväli, milles magnetvoog läbi 1 m2 tasase ala, mis on risti induktsiooniliinidega, on 1 Wb.

Praktilised standardid.

Valgus ja valgustus.

Valgustugevuse ja valgustiheduse ühikuid ei saa määrata ainult mehaaniliste ühikute põhjal. Valguslaine energiavoogu saame väljendada ühikutes W/m2 ja valguslaine intensiivsust ühikutes V/m, nagu raadiolainete puhul. Kuid valgustuse tajumine on psühhofüüsiline nähtus, mille puhul ei ole oluline mitte ainult valgusallika intensiivsus, vaid ka inimsilma tundlikkus selle intensiivsuse spektraaljaotuse suhtes.

Rahvusvahelise kokkuleppe kohaselt on valgustugevuse ühikuks kandela (varem nimetati seda küünlaks), mis on võrdne sagedusega 540H 10 12 Hz monokromaatilist kiirgust kiirgava allika valgustugevusega antud suunas. l= 555 nm), mille valguskiirguse energiajõud selles suunas on 1/683 W/sr. See vastab ligikaudu spermatsetiküünla valgustugevusele, mis kunagi oli standard.

Kui allika valgustugevus on igas suunas üks kandela, siis on kogu valgusvoog 4 lk luumenid. Seega, kui see allikas asub 1 m raadiusega sfääri keskel, siis valgustus sisepind sfäär on võrdne ühe luumeniga ruutmeetri kohta, st. üks sviit.

Röntgen- ja gammakiirgus, radioaktiivsus.

Röntgenikiirgus (R) on röntgen-, gamma- ja footonkiirguse ekspositsioonidoosi vananenud ühik, mis võrdub kiirgushulgaga, mis sekundaarset elektronkiirgust arvesse võttes moodustab 0,001 293 g õhus laengut kandvaid ioone. võrdne ühe ühikuga iga märgi CGS laengust. Neeldunud kiirgusdoosi SI-ühik on hall, võrdne 1 J/kg. Neeldunud kiirgusdoosi standard on ionisatsioonikambritega seade, mis mõõdab kiirguse tekitatud ionisatsiooni.

Füüsiline suurus on üks füüsikalise objekti (nähtuse, protsessi) omadusi, mis on kvalitatiivselt ühine paljudele füüsilistele objektidele, samas kvantitatiivse väärtuse poolest erinev.

Igal füüsikalisel suurusel on oma kvalitatiivne ja kvantitatiivsed omadused. Kvalitatiivse tunnuse määrab ära see, millist materiaalse objekti omadust või millist materiaalse maailma tunnust see suurus iseloomustab. Seega iseloomustab omadus “tugevus” kvantitatiivselt selliseid materjale nagu teras, puit, kangas, klaas ja paljud teised, samas kui tugevuse kvantitatiivne väärtus on igaühe puhul täiesti erinev. Konkreetse objekti omaduse kvantitatiivse sisu väljendamiseks kasutatakse mõistet "füüsikalise suuruse suurus". See suurus määratakse mõõtmisprotsessi käigus.

Mõõtmiste eesmärk on määrata füüsikalise suuruse väärtus - teatud arv selle jaoks aktsepteeritud ühikuid (näiteks toote massi mõõtmise tulemus on 2 kg, hoone kõrgus 12 m jne. ).

Sõltuvalt objektiivsuse lähendamise astmest eristatakse füüsikalise suuruse tõelisi, tegelikke ja mõõdetud väärtusi. Füüsikalise suuruse tegelik väärtus on See on väärtus, mis ideaalis peegeldab objekti vastavat omadust kvalitatiivses ja kvantitatiivses mõttes. Mõõtmisvahendite ja -meetodite ebatäiuslikkuse tõttu on suuruste tegelikke väärtusi praktiliselt võimatu saada. Neid saab ette kujutada vaid teoreetiliselt. Ja mõõtmisel saadud väärtused lähenevad tõelisele väärtusele ainult suuremal või vähemal määral.

Tõeline väärtus füüsiline kogus - see on katseliselt leitud suuruse väärtus ja nii lähedane tegelikule väärtusele, et seda saab kasutada antud otstarbel.

Füüsikalise suuruse mõõdetud väärtus on konkreetsete meetodite ja mõõtevahendite abil mõõtmisel saadud väärtus.

Mõõtmiste planeerimisel tuleks püüda tagada, et mõõdetud suuruste vahemik vastaks mõõtmisülesande nõuetele (näiteks kontrolli käigus peavad mõõdetud kogused kajastama vastavaid toote kvaliteedi näitajaid).

Iga tooteparameetri puhul peavad olema täidetud järgmised nõuded: - mõõdetava koguse korrektne formuleerimine, välistades erinevate tõlgenduste võimaluse (näiteks on vaja selgelt määratleda, millistel juhtudel on toote “mass” või “kaal” , laeva „maht” või „mahutavus” jne);

Mõõdetava objekti omaduste kindlus (näiteks “temperatuur ruumis ei ole üle ... ° C” võimaldab erinevaid tõlgendusi. Vajalik on muuta nõude sõnastust nii, et et oleks selge, kas see nõue on kehtestatud ruumi maksimaalsele või keskmisele temperatuurile, mida edaspidi mõõtmiste tegemisel arvesse võetakse)

Standardterminite kasutamine (konkreetsed terminid tuleks esmakordsel mainimisel selgitada).

Mõistel "mõõtmed" on mitu määratlust, millest igaüks kirjeldab mõnda iseloomulik tunnus see mitmetahuline protsess. Vastavalt standardile GOST 16263-70 "GSI. Metroloogia. Mõisted ja määratlused" mõõtmine - See on füüsikalise suuruse väärtuse leidmine katseliselt spetsiaalsete tehniliste vahenditega. See laialdaselt tunnustatud mõõtmise määratlus peegeldab selle eesmärki ja välistab ka võimaluse kasutada seda mõistet väljaspool seost füüsilise katse ja mõõtmistehnoloogiaga. Füüsikalise katse all mõistetakse kahe homogeense suuruse kvantitatiivset võrdlust, millest ühte võetakse ühikuna, mis "seob" mõõtmised standarditega reprodutseeritud ühikute suurustega.

Huvitav on märkida filosoof P. A. Florensky tõlgendust sellele terminile, mis sisaldub 1931. aasta väljaandes "Tehniline entsüklopeedia". "Mõõtmine on teaduse ja tehnoloogia peamine kognitiivne protsess, mille kaudu võrreldakse tundmatut suurust kvantitatiivselt. teine, sellega homogeenne ja tuntud.

Mõõtmised, olenevalt mõõdetud väärtuse arvväärtuse saamise meetodist, jagunevad otsesteks ja kaudseteks.

Otsesed mõõtmised - mõõtmised, mille puhul leitakse soovitud suuruse väärtus otse katseandmetest. Näiteks pikkuse mõõtmine joonlauaga, temperatuuri mõõtmine termomeetriga jne.

Kaudsed mõõtmised - mõõtmised, milles soovitud

suuruse väärtus leitakse teadaoleva seose põhjal selle suuruse ja otsemõõdetavate suuruste vahel. Näiteks ristküliku pindala määratakse selle külgede (s=l.d), tiheduse mõõtmisega. tahke määratakse selle massi ja ruumala mõõtmise tulemustega (p = m/v) jne.

Enim levinud aastal praktiline tegevus said otsemõõtmised, sest need on lihtsad ja kiiresti tehtavad. Kaudseid mõõtmisi kasutatakse siis, kui suuruse väärtust ei ole võimalik saada otse katseandmetest (näiteks tahke aine kõvaduse määramine) või kui valemis sisalduvad suuruste mõõtmise instrumendid on täpsemad kui soovitud suuruse mõõtmiseks. .

Mõõtmiste jagamine otsesteks ja kaudseteks võimaldab kasutada teatud meetodeid nende tulemuste vigade hindamiseks.

Füüsiline suurus on materiaalse objekti, protsessi, füüsikalise nähtuse füüsiline omadus, mida iseloomustatakse kvantitatiivselt.

Füüsikalise koguse väärtus väljendatakse ühe või mitme numbriga, mis iseloomustavad seda füüsikalist suurust, mis näitavad mõõtühikut.

Füüsikalise suuruse suurus on füüsikalise suuruse väärtuses esinevate arvude väärtused.

Füüsikaliste suuruste mõõtühikud.

Füüsikalise suuruse mõõtühik on fikseeritud suurusega kogus, millele on omistatud ühega võrdne arvväärtus. Seda kasutatakse sellega homogeensete füüsikaliste suuruste kvantitatiivseks väljendamiseks. Füüsikaliste suuruste ühikute süsteem on põhi- ja tuletatud ühikute kogum, mis põhineb teatud suuruste süsteemil.

Vaid üksikud ühikusüsteemid on laialt levinud. Enamikul juhtudel kasutavad paljud riigid meetermõõdustiku süsteemi.

Põhiühikud.

Mõõtke füüsiline suurus - tähendab selle võrdlemist mõne teise sarnase füüsikalise suurusega, mis võetakse ühikuna.

Objekti pikkust võrreldakse pikkusühikuga, keha massi kaaluühikuga jne. Kuid kui üks teadlane mõõdab pikkust süldades ja teine ​​jalgades, on neil raske neid kahte väärtust võrrelda. Seetõttu mõõdetakse kõiki füüsikalisi suurusi kogu maailmas tavaliselt samades ühikutes. 1963. aastal võeti vastu rahvusvaheline mõõtühikute süsteem SI (System international – SI).

Mõõtühikute süsteemis peab iga füüsikalise suuruse jaoks olema vastav mõõtühik. Standardne mõõtühikud on selle füüsiline teostus.

Pikkuse standard on meeter- plaatina ja iriidiumi sulamist valmistatud erikujulise varda kahe löögi vaheline kaugus.

Standardne aega on mis tahes korrapäraselt korduva protsessi kestus, mille jaoks valitakse Maa liikumine ümber Päikese: Maa teeb ühe pöörde aastas. Kuid ajaühikuks ei peeta aastat, vaid teiseks.

ühiku kohta kiirust võtta sellise ühtlase sirgjoonelise liikumise kiirus, millega keha liigub 1 m 1 sekundiga.

Pindala, mahu, pikkuse jne jaoks kasutatakse eraldi mõõtühikut. Iga ühik määratakse konkreetse standardi valimisel. Kuid ühikute süsteem on palju mugavam, kui peamisteks on valitud vaid mõned ühikud ja ülejäänud määratakse peamiste kaudu. Näiteks kui pikkuse ühikuks on meeter, siis pindalaühikuks on ruutmeeter, mahuks kuupmeeter, kiiruseks meeter sekundis jne.

Põhiühikud Füüsikalised suurused rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI) on: meeter (m), kilogramm (kg), sekund (s), amper (A), kelvin (K), kandela (cd) ja mool (mol).

Samuti on tuletatud SI-ühikuid, millel on oma nimed:

JAmõõtmised. Füüsikalise suuruse täpse, objektiivse ja kergesti reprodutseeritava kirjelduse saamiseks kasutatakse mõõtmisi. Ilma mõõtmisteta ei saa füüsikalist suurust kvantitatiivselt iseloomustada. Sellised määratlused nagu "madal" või "kõrge" rõhk, "madal" või "kõrge" temperatuur kajastavad ainult subjektiivseid arvamusi ega sisalda võrdlusväärtusi. Füüsikalise suuruse mõõtmisel omistatakse sellele teatud arvväärtus.

Mõõtmised viiakse läbi kasutades mõõteriistad. Mõõtevahendeid ja -seadmeid on üsna palju, alates kõige lihtsamast kuni keerukamateni. Näiteks pikkust mõõdetakse joonlaua või mõõdulindiga, temperatuuri termomeetriga, laiust nihikuga.

Mõõteriistad liigitatakse: teabe esitamise meetodi järgi (kuvamine või salvestamine), mõõtmismeetodi järgi (otsene tegevus ja võrdlus), näitude esitamise vormi järgi (analoog ja digitaalne) jne.

Mõõtevahenditele on tüüpilised järgmised parameetrid:

Mõõtevahemik- mõõdetud koguse väärtuste vahemik, mille jaoks seade on selle normaalse töö ajal ette nähtud (teatud mõõtmistäpsusega).

Tundlikkuse lävi- seadme poolt eristatav mõõdetud väärtuse minimaalne (lävi)väärtus.

Tundlikkus- ühendab mõõdetud parameetri väärtuse ja vastava muutuse instrumendi näitudes.

Täpsus- seadme võime näidata mõõdetud indikaatori tegelikku väärtust.

Stabiilsus- seadme võime säilitada etteantud mõõtetäpsust teatud aja jooksul pärast kalibreerimist.

Füüsikalised kogused. Koguste ühikud

Füüsiline kogus- see on omadus, mis on kvalitatiivselt ühine paljudele füüsilistele objektidele, kuid kvantitatiivselt individuaalne igaühe jaoks.

Füüsikalise koguse väärtus- see on füüsikalise suuruse suuruse kvantitatiivne hinnang, mis on esitatud teatud arvu selle jaoks aktsepteeritud ühikute kujul (näiteks juhi takistuse väärtus on 5 oomi).

Eristada tõsi füüsikalise suuruse väärtus, mis ideaalis peegeldab objekti omadust ja päris, mis on katseliselt leitud olevat piisavalt lähedane tegelikule väärtusele, et seda saaks selle asemel kasutada, ja mõõdetud mõõtevahendi lugemisseadmega mõõdetud väärtus.

Sõltuvustega omavahel seotud suuruste kogum moodustab füüsikaliste suuruste süsteemi, milles on põhi- ja tuletatud suurused.

Peamine füüsikaline suurus on süsteemis sisalduv suurus, mida tavapäraselt aktsepteeritakse selle süsteemi teistest suurustest sõltumatuna.

Tuletis füüsikaline suurus on suurus, mis sisaldub süsteemis ja määratakse selle süsteemi põhisuuruste kaudu.

Oluline omadus füüsikalise suuruse mõõde (dim). Mõõtmed- see on avaldis võimsusmonoomina, mis koosneb põhiliste füüsikaliste suuruste sümbolite korrutistest ja peegeldab antud füüsikalise suuruse suhet füüsikaliste suurustega, mis on antud suurussüsteemis aktsepteeritud põhisuurustena proportsionaalsuskoefitsiendiga üks.

Füüsikalise koguse ühik - see on konkreetne määratletud ja kokku lepitud füüsikaline suurus, millega võrreldakse teisi samalaadseid suurusi.

Vastavalt kehtestatud korrale on lubatud kasutada Rahvusvahelise Legaalse Metroloogia Organisatsiooni soovitatud masside ja mõõtude peakonverentsi poolt vastu võetud rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi (SI) koguste ühikuid.

Seal on põhi-, tuletis-, mitme-, osa-, koherentsed, süsteemsed ja mittesüsteemsed üksused.

Mõõtühikute süsteemi põhiühik- ühikute süsteemi koostamisel valitud füüsikalise põhisuuruse ühik.

Mõõdik- valguse läbitud teepikkus vaakumis ajavahemikus 1/299792458 sekundit.

Kilogramm- massiühik, mis on võrdne kilogrammi rahvusvahelise prototüübi massiga.

Teiseks- aeg, mis võrdub 9192631770 kiirgusperioodiga, mis vastab üleminekule tseesium-133 aatomi põhioleku kahe ülipeen taseme vahel.

Amper- konstantse voolu tugevus, mis kahe paralleelse lõpmatu pikkusega ja tühiselt väikese ümmarguse ristlõikepindalaga sirge juhtme läbimisel, mis paiknevad vaakumis üksteisest 1 m kaugusel, tekitaks vastasmõjujõu, mis on võrdne kuni 2 ∙ 10 iga 1 m pikkuse juhi sektsiooni kohta -7 N.

Kelvin- termodünaamilise temperatuuri ühik, mis on võrdne 1/273,16 vee kolmikpunkti termodünaamilise temperatuuriga.

Mutt- aine kogus süsteemis, mis sisaldab sama arvu struktuurielemente kui süsinik-12 aatomeid kaaluga 0,012 kg.

Candela- 540 ∙ 10 12 Hz sagedusega monokromaatilist kiirgust kiirgava allika valgustugevus antud suunas, mille energeetiline valgustugevus selles suunas on 1/683 W/sr.

Pakutakse ka kaks lisaüksust.

Radiaan- nurk kahe ringi raadiuse vahel, mille vahelise kaare pikkus võrdub raadiusega.

Steradiaan- täisnurk, mille tipp on kera keskel, lõikades sfääri pinnalt välja ala, mis on võrdne ruudu pindalaga, mille külg on võrdne kera raadiusega.

Mõõtühikute süsteemi tuletatud ühik- ühikusüsteemi füüsikalise suuruse tuletise ühik, mis on moodustatud võrrandi alusel, mis ühendab seda põhiühikutega või põhi- ja juba määratletud tuletistega. Näiteks SI-ühikutes väljendatud võimsuse ühik on 1W = m 2 ∙ kg ∙ s -3.

Koos SI ühikutega lubab “Mõõtmiste ühtsuse tagamise seadus” kasutada süsteemiväliseid ühikuid, s.o. üksused, mis ei sisaldu üheski olemasolevas süsteemis. On tavaks eristada mitut tüüpi mittesüsteemneühikud:

Ühikud aktsepteeritud võrdväärselt SI ühikutega (minut, tund, päev, liiter jne);

Teaduse ja tehnoloogia erivaldkondades kasutatavad üksused
(valgusaasta, parsek, diopter, elektronvolt jne);

Üksused on pensionil (mm elavhõbe,
hobujõud jne)

Mittesüsteemsed ühikud hõlmavad ka mitut ja submitme mõõtühikut, millel on mõnikord oma nimed, näiteks massiühik - tonn (t). IN üldine juhtum Kümnend-, korrutis- ja alamkorrutis moodustatakse tegurite ja eesliidete abil.

Mõõteriistad

Under mõõteriist(SI) all mõistetakse seadet, mis on mõeldud mõõtmiseks ja millel on standardiseeritud metroloogiline omadused.

poolt funktsionaalne eesmärk SI jagunevad: meetmed, mõõteriistad, mõõtemuundurid, mõõtepaigaldised, mõõtesüsteemid.

Mõõtke– mõõtevahend, mis on ette nähtud ühe või mitme suuruse füüsilise koguse nõutava täpsusega reprodutseerimiseks ja salvestamiseks. Mõõde võib kujutada keha või seadmena.

Mõõdik(IP) - mõõteriist, mis on mõeldud mõõtmisteabe eraldamiseks ja teisendamiseks
see kättesaadaval kujul otsene taju operaator Mõõteriistad hõlmavad reeglina
mõõta. Lähtuvalt tööpõhimõttest eristatakse analoog- ja digitaaltoiteallikaid. Mõõteinfo esitamise meetodi järgi on mõõteriistad kas näidikud või salvestavad.

Sõltuvalt mõõtmisteabe signaali teisendamise meetodist eristatakse otsemuundamisseadmeid (otsetegevus) ja tasakaalustavaid teisendusseadmeid (võrdlus). Otsese muundamise seadmetes teisendatakse mõõteinfo signaal vajalik arv kordi ühes suunas ilma tagasisidet kasutamata. Tasakaalustavates muundusseadmetes on koos otsemuundamisahelaga ka pöördkonversiooniahel ja mõõdetud väärtust võrreldakse teadaoleva väärtusega, mis on mõõdetud väärtusega homogeenne.

Sõltuvalt mõõdetud väärtuse keskmistamise astmest on olemas seadmed, mis annavad mõõdetud väärtuse hetkväärtusi, ja integreerivad seadmed, mille näidud määratakse mõõdetud väärtuse ajaintegraaliga.

Andur- mõõtevahend, mis on ette nähtud mõõdetud väärtuse teisendamiseks teiseks väärtuseks või mõõtesignaaliks, mis on mugav töötlemiseks, salvestamiseks, edasiseks teisendamiseks, näitamiseks või edastamiseks.

Sõltuvalt nende asukohast mõõteahelas eristatakse primaar- ja vahemuundureid. Primaarmuundurid on need, millele mõõdetud väärtus antakse. Kui primaarsed muundurid asetatakse otse uurimisobjektile töötlemiskohast eemale, nimetatakse neid mõnikord andurid.

Sõltuvalt sisendsignaali tüübist jagatakse muundurid analoog-, analoog-digitaal- ja digitaal-analoogmuunduriteks. Laialdaselt kasutusel on suuremahulised mõõtemuundurid, mis on ette nähtud koguse suuruse muutmiseks etteantud arvu kordi.

Mõõtmise seadistus on funktsionaalselt kombineeritud mõõteriistade (mõõdud, mõõteriistad, mõõtemuundurid) ja abiseadmete (liides, toiteallikas jne) komplekt, mis on mõeldud ühele või mitmele füüsikalisele suurusele ja paiknevad ühes kohas.

Mõõtesüsteem- funktsionaalselt kombineeritud mõõtekomplekt, mõõtemuundurid, arvutid ja muud tehnilised vahendid, mis asuvad kontrollitava objekti erinevates punktides ühe või mitme füüsikalise suuruse mõõtmiseks.

Mõõtmiste tüübid ja meetodid

Mõõtmist defineeritakse metroloogias tehniliste + vahenditega tehniliste toimingute kogumina, mis salvestab füüsilise suuruse ühiku, võimaldades võrrelda mõõdetud suurust selle ühikuga ja saada selle suuruse väärtus.

Mõõtmiste tüüpide klassifikatsioon põhiliste klassifitseerimiskriteeriumide järgi on toodud tabelis 2.1.

Tabel 2.1 – Mõõtmiste tüübid

Otsene mõõtmine- mõõtmine, mille puhul leitakse suuruse algväärtus mõõtmise teostamise tulemusena otse katseandmetest. Näiteks voolu mõõtmine ampermeetriga.

Kaudne mõõtmine - mõõtmine, mille käigus leitakse suuruse soovitud väärtus selle suuruse ja otseselt mõõdetavate suuruste vahelise teadaoleva seose alusel. Näiteks takisti takistuse mõõtmine ampermeetri ja voltmeetri abil, kasutades seost, mis seob takistuse pinge ja vooluga.

Ühine mõõtmised on kahe või enama erineva nimega suuruse mõõtmised nendevahelise seose leidmiseks. Klassikaline näideühismõõtmised on leida takisti takistuse sõltuvus temperatuurist;

Agregaat mõõtmised on mitme samanimelise suuruse mõõtmised, mille puhul leitakse soovitud suuruste väärtused, lahendades otsemõõtmiste ja nende suuruste erinevate kombinatsioonide kaudu saadud võrrandisüsteemi.

Näiteks kahe takisti takistuste leidmine nende takistite jada- ja paralleelühenduste takistuste mõõtmise tulemuste põhjal.

Absoluutne mõõtmised - mõõtmised, mis põhinevad ühe või mitme koguse otsesel mõõtmisel ja füüsikaliste konstantide väärtuste kasutamisel, näiteks voolu mõõtmine amprites.

Sugulane mõõtmised - füüsikalise suuruse väärtuse ja samanimelise suuruse suhte mõõtmine või suuruse väärtuse muutumine esialgseks võetud samanimelise suuruse suhtes.

TO staatiline mõõtmised hõlmavad mõõtmisi, mille puhul SI töötab staatilises režiimis, st. kui selle väljundsignaal (nt osuti läbipaine) jääb mõõtmise ajal muutumatuks.

TO dünaamiline mõõtmised hõlmavad SI poolt dünaamilises režiimis sooritatud mõõtmisi, st. kui selle näidud sõltuvad dünaamilistest omadustest. SI dünaamilised omadused väljenduvad selles, et selle muutuva mõju tase igal ajahetkel määrab SI väljundsignaali järgmisel ajahetkel.

Suurima võimaliku täpsusega mõõtmised saavutatud teaduse ja tehnoloogia praegusel arengutasemel. Selliseid mõõtmisi tehakse standardite loomisel ja füüsikaliste konstantide mõõtmisel. Sellistele mõõtmistele on iseloomulik vigade hindamine ja nende tekkeallikate analüüs.

Tehniline mõõtmised on etteantud tingimustel kindla metoodika alusel teostatavad mõõtmised, mida tehakse kõigis rahvamajanduse sektorites, välja arvatud teadusuuringud.

Põhimõtte ja mõõteriistade kasutamise tehnikate kogumit nimetatakse mõõtmismeetod(joonis 2.1).

Eranditult põhinevad kõik mõõtmismeetodid mõõdetud väärtuse võrdlemisel mõõte abil reprodutseeritud väärtusega (ühe- või mitme väärtusega).

Otsene hindamismeetodit iseloomustab asjaolu, et mõõdetud koguse väärtused loetakse otse lugemisseadmest mõõteriist otsene tegevus. Seadme skaala kalibreeritakse eelnevalt mitme väärtusega mõõte abil mõõdetud väärtuse ühikutes.

Mõõtmega võrdlemise meetodid hõlmavad mõõdetud väärtuse ja mõõte abil reprodutseeritud väärtuse võrdlemist. Levinumad võrdlusmeetodid on: diferentsiaal, null, asendus, kokkusattumus.

Joonis 2.1 – Mõõtmismeetodite klassifikatsioon

Nullmõõtmismeetodi puhul vähendatakse mõõtmisprotsessi käigus mõõdetud väärtuse ja teadaoleva väärtuse erinevus nullini, mille salvestab ülitundlik nullindikaator.

Diferentsiaalmeetodi puhul loetakse mõõteseadme skaalal mõõdetud väärtuse ja mõõtmisega reprodutseeritud väärtuse vahe. Tundmatu suurus määratakse teadaoleva suuruse ja mõõdetud erinevuse põhjal.

Asendusmeetod hõlmab mõõdetud ja teadaolevate suuruste vaheldumisi ühendamist indikaatori sisendiga, s.o. mõõtmised viiakse läbi kahes etapis. Väikseim mõõtmisviga saadakse siis, kui teadaoleva väärtuse valimise tulemusena annab indikaator sama näidu, mis tundmatu väärtuse korral.

Kokkusattumusmeetod põhineb mõõdetud väärtuse ja mõõte abil reprodutseeritud väärtuse erinevuse mõõtmisel. Mõõtmisel kasutatakse skaalamärkide või perioodiliste signaalide kokkulangevusi. Meetodit kasutatakse näiteks sageduse ja aja mõõtmisel tugisignaalide abil.

Mõõtmised tehakse ühe või mitme vaatlusega. Vaatluse all mõeldakse siin mõõtmisprotsessi käigus teostatavat eksperimentaalset operatsiooni, mille tulemusena saadakse suuruse üks väärtus, mis on oma olemuselt alati juhuslik. Mitme vaatlusega mõõtmiste tegemisel on mõõtmistulemuse saamiseks vajalik vaatlustulemuste statistiline töötlemine.

RIIGI TURVASÜSTEEM
MÕÕTÜHIKUD

FÜÜSIKALISTE KOGUSTE ÜHIKUD

GOST 8.417-81

(ST SEV 1052-78)

NSVL RIIKLIKU STANDARDITE KOMMITEE

Moskva

NSV Liidu LIIDU RIIKSTANDARD

alates 01.01.1982

Käesolev standard kehtestab NSV Liidus kasutatavate füüsikaliste suuruste ühikud (edaspidi ühikud), nende nimetused, tähistused ja ühikute kasutamise reeglid. Standard ei kehti teadusuuringutes ja nende tulemuste avaldamisel kasutatavate ühikute kohta , kui nad ei võta arvesse ja ei kasuta konkreetsete füüsikaliste suuruste mõõtmiste tulemusi, samuti tavaskaalal hinnatud suuruste ühikuid*. * Tavalised skaalad tähendavad näiteks Rockwelli ja Vickersi kõvadusskaalasid, fotomaterjalide valgustundlikkust. Standard vastab ST SEV 1052-78 nõuetele üldsätted, rahvusvahelise süsteemi ühikud, SI-sse mittekuuluvad ühikud, kümnend- ja osakordade moodustamise reeglid, samuti nende nimed ja tähised, ühikute tähistuste kirjutamise reeglid, koherentsete tuletatud SI ühikute moodustamise reeglid (vt viide lisa 4).

1. ÜLDSÄTTED

2. RAHVUSVAHELISE SÜSTEEMI ÜKSUSED

Tabel 1

68).

3 - 5. Märkus. SI elektrilised ja magnetilised ühikud tuleks moodustada vastavalt elektromagnetvälja võrrandite ratsionaliseeritud kujule.

Tabel 3

kandela ruutmeetri kohta

Tabel 4

Samaväärne kiirgusdoos

Tabel 5

3. SI EI KAASA ÜHIKUD

Tabel 6

Süsteemivälised ühikud on lubatud kasutada koos SI-ühikutega

2 Lubatud on kasutada nimetust “gon” 3 Ei ole soovitatav kasutada täpsete mõõtmiste jaoks. Kui tähist l on võimalik nihutada numbriga 1, on tähistus L lubatud.

Märkus. Ajaühikuid (minut, tund, päev), tasapinna nurka (kraad, minut, sekund), astronoomilist ühikut, valgusaastat, dioptrit ja aatommassi ühikut ei ole lubatud kasutada eesliidetega

Füüsikalise suuruse ja samanimelise füüsikalise suuruse dimensioonideta suhte naturaalne logaritm, võttes arvesse originaali

4. KÜMNENDKORRALISTE JA MITMEKOHKUDE MOODUSTAMISE REEGLID, NING NENDE NIMETUSED JA TÄHISTAMISED

4.1. Kümnend- ja osakorrutised, samuti nende nimed ja tähistused tuleks moodustada tabelis toodud tegurite ja eesliidete abil. 8.

, mis on pikkusühiku - meeter - teine ​​aste, selle viimase ühiku nimele tuleks lisada eesliide: ruutkilomeeter, ruutsentimeeter jne. 4.6. Astmesse tõstetud ühiku kordi- ja alamkordajate tähistused tuleks moodustada, lisades selle ühiku kordse või alamkordse tähisele vastava astendaja, kusjuures astendaja tähendab mitme- või osaühiku astendamist (koos eesliitega). Näited: 1. 5 km 2 = 5 (10 3 m) 2 = 5 × 10 6 m 2. 2. 250 cm 3 /s = 250 (10 -2 m) 3 / (1 s) = 250 × 10 -6 m 3 /s. 3. 0,002 cm -1 = 0,002 (10 -2 m) -1 = 0,002 × 100 m -1 = 0,2 m -1. 4.7. Soovitused kümnendkordsete ja alamkordajate valimiseks on toodud 3. viitelisas.

(näiteks s -1, m -1, K -1; c -1, m -1, K -1), ei ole lubatud kasutada kaldu ega horisontaalset joont. 5.10. Kaldkriipsu kasutamisel tuleb ühikusümbolid lugejas ja nimetajas asetada reale ning nimetaja ühikumärkide korrutis tuleb sulgudes. 1

5.11. Kahest või enamast ühikust koosneva tuletatud ühiku märkimisel ei ole lubatud kombineerida tähttähistusi ja ühikute nimetusi, s.o. Mõne üksuse jaoks andke tähised ja teistele nimed.

Märkus. Lubatud on kasutada erimärkide kombinatsioone...°,... ¢,... ¢ ¢, % ja o / oo s

ühikud, näiteks...°/ s jne. = RAKENDUS,

Kohustuslik ühikud, näiteks...°/ s jne. KOHEERENTSETE TULETATUD SI ÜHIKUTE MOODUSTAMISE REEGLID s Rahvusvahelise süsteemi koherentsed tuletatud ühikud (edaspidi tuletatud ühikud) moodustatakse reeglina kõige lihtsamate suurustevaheliste seoste võrrandite (defineerivate võrrandite) abil, milles arvulised koefitsiendid on võrdsed 1-ga. ühendusvõrrandites olevad suurused on võrdsed SI ühikutega. Näide. Kiiruse ühik moodustatakse võrrandi abil, mis määrab sirgjooneliselt ja ühtlaselt liikuva punkti kiiruse ) on võimalik kasutada ka Celsiuse temperatuuri (tähistus v s s/t ) on võimalik kasutada ka Celsiuse temperatuuri (tähistus Kus

[v] = [- kiirus;]/[t- läbitud tee pikkus;

Seetõttu on kiiruse SI ühikuks meeter sekundis. See võrdub sirgjooneliselt ja ühtlaselt liikuva punkti kiirusega, mille juures see punkt liigub 1 sekundi jooksul 1 m kaugusele. Kui sidumisvõrrand sisaldab arvulist koefitsienti, mis erineb 1-st, siis SI-ühiku koherentse tuletise moodustamiseks asendatakse SI-ühikutes väärtustega väärtused parempoolsesse serva, mis annab pärast koefitsiendiga korrutamist: koguarvuline väärtus, võrdne arvuga 1. Näide. Kui võrrandit kasutatakse energiaühiku moodustamiseks

Kohustuslik E- kineetiline energia; m on materiaalse punkti mass; ühikud, näiteks...°/ s jne. on punkti liikumiskiirus, siis moodustub koherentne energiaühik SI näiteks järgmiselt:

Seetõttu on energia SI ühik džaul (võrdne njuutonmeetriga). Toodud näidetes on see võrdne kiirusega 1 m/s liikuva 2 kg kaaluva keha või kiirusega 1 kg kaaluva keha kineetilise energiaga.

(näiteks s -1, m -1, K -1; c -1, m -1, K -1), ei ole lubatud kasutada kaldu ega horisontaalset joont. 5.10. Kaldkriipsu kasutamisel tuleb ühikusümbolid lugejas ja nimetajas asetada reale ning nimetaja ühikumärkide korrutis tuleb sulgudes. 2

Teave

Mõnede mittesüsteemsete ühikute korrelatsioon SI ühikutega

(näiteks s -1, m -1, K -1; c -1, m -1, K -1), ei ole lubatud kasutada kaldu ega horisontaalset joont. 5.10. Kaldkriipsu kasutamisel tuleb ühikusümbolid lugejas ja nimetajas asetada reale ning nimetaja ühikumärkide korrutis tuleb sulgudes. 3

Teave

Tabel 1

68).

(näiteks s -1, m -1, K -1; c -1, m -1, K -1), ei ole lubatud kasutada kaldu ega horisontaalset joont. 5.10. Kaldkriipsu kasutamisel tuleb ühikusümbolid lugejas ja nimetajas asetada reale ning nimetaja ühikumärkide korrutis tuleb sulgudes. 4

Teave

TEAVEANDMED VASTAVUSE KOHTA GOST 8.417-81 ST SEV 1052-78