Sa prinsipyo, maaari mong isipin ang anumang bagay malaking bilang iba't ibang sistema ng mga yunit, ngunit iilan lamang ang malawakang ginagamit. Sa buong mundo, ang metric system ay ginagamit para sa siyentipiko at teknikal na mga sukat at sa karamihan ng mga bansa sa industriya at pang-araw-araw na buhay.

Mga pangunahing yunit.

Sa sistema ng mga yunit, para sa bawat sinusukat na pisikal na dami ay dapat mayroong kaukulang yunit ng pagsukat. Kaya, ang isang hiwalay na yunit ng pagsukat ay kailangan para sa haba, lugar, dami, bilis, atbp., at ang bawat naturang yunit ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagpili ng isa o ibang pamantayan. Ngunit ang sistema ng mga yunit ay nagiging mas maginhawa kung sa loob nito ay ilang mga yunit lamang ang napili bilang mga pangunahing, at ang iba ay tinutukoy sa pamamagitan ng mga pangunahing. Kaya, kung ang yunit ng haba ay isang metro, ang pamantayan kung saan ay naka-imbak sa Serbisyo ng Metrological ng Estado, kung gayon ang yunit ng lugar ay maaaring ituring na isang metro kuwadrado, ang yunit ng lakas ng tunog - metro kubiko, yunit ng bilis – metro bawat segundo, atbp.

Ang kaginhawahan ng naturang sistema ng mga yunit (lalo na para sa mga siyentipiko at inhinyero, na nakikitungo sa mga sukat nang mas madalas kaysa sa ibang mga tao) ay ang mga ugnayang pangmatematika sa pagitan ng mga pangunahing at nagmula na mga yunit ng system ay nagiging mas simple. Sa kasong ito, ang isang yunit ng bilis ay isang yunit ng distansya (haba) bawat yunit ng oras, ang isang yunit ng pagbilis ay isang yunit ng pagbabago sa bilis bawat yunit ng oras, ang isang yunit ng puwersa ay isang yunit ng pagpabilis bawat yunit ng masa. , atbp. Sa mathematical notation ganito ang hitsura: v = l/t, a = v/t, F = ma = ml/t 2. Ang ipinakita na mga formula ay nagpapakita ng "dimensyon" ng mga dami na isinasaalang-alang, na nagtatatag ng mga ugnayan sa pagitan ng mga yunit. (Ang mga katulad na formula ay nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang mga yunit para sa mga dami tulad ng presyon o puwersa agos ng kuryente.) Ang ganitong mga ugnayan ay may pangkalahatang kalikasan at isinasagawa anuman ang mga yunit (metro, paa o arshin) ang haba ay sinusukat at kung anong mga yunit ang pinili para sa iba pang mga dami.

Sa teknolohiya, ang pangunahing yunit ng pagsukat ng mga mekanikal na dami ay karaniwang kinuha hindi bilang isang yunit ng masa, ngunit bilang isang yunit ng puwersa. Kaya, kung sa sistema na pinakakaraniwang ginagamit sa pisikal na pananaliksik, ang isang metal na silindro ay kinuha bilang isang pamantayan ng masa, pagkatapos ay sa teknikal na sistema ito ay itinuturing bilang isang pamantayan ng puwersa na nagbabalanse sa puwersa ng gravity na kumikilos dito. Ngunit dahil ang puwersa ng gravity ay hindi pareho sa iba't ibang mga punto sa ibabaw ng Earth, ang detalye ng lokasyon ay kinakailangan upang tumpak na maipatupad ang pamantayan. Sa kasaysayan, ang lokasyon ay nasa antas ng dagat heograpikal na latitude 45° Sa kasalukuyan, ang naturang pamantayan ay tinukoy bilang ang puwersa na kinakailangan upang bigyan ang tinukoy na silindro ng isang tiyak na pagbilis. Totoo, sa mga sukat ng teknolohiya ay isinasagawa, bilang panuntunan, hindi ganoon mataas na katumpakan, upang kailangan mong alagaan ang mga pagkakaiba-iba sa gravity (maliban kung pinag-uusapan natin ang pagkakalibrate ng mga instrumento sa pagsukat).

Mayroong maraming pagkalito na pumapalibot sa mga konsepto ng masa, puwersa at timbang. Ang katotohanan ay mayroong mga yunit ng lahat ng tatlong dami na ito na may parehong mga pangalan. Ang masa ay isang inertial na katangian ng isang katawan, na nagpapakita kung gaano kahirap alisin ito mula sa isang estado ng pahinga o pare-pareho at linear na paggalaw ng isang panlabas na puwersa. Ang isang yunit ng puwersa ay isang puwersa na, na kumikilos sa isang yunit ng masa, binabago ang bilis nito ng isang yunit ng bilis bawat yunit ng oras.

Lahat ng katawan ay umaakit sa isa't isa. Kaya, ang anumang katawan na malapit sa Earth ay naaakit dito. Sa madaling salita, ang Earth ay lumilikha ng puwersa ng gravity na kumikilos sa katawan. Ang puwersang ito ay tinatawag na bigat nito. Ang puwersa ng timbang, tulad ng ipinahiwatig sa itaas, ay hindi pareho sa iba't ibang mga punto sa ibabaw ng Earth at sa iba't ibang taas sa ibabaw ng antas ng dagat dahil sa mga pagkakaiba sa grabidad at sa pagpapakita ng pag-ikot ng Earth. Gayunpaman, ang kabuuang masa ng isang naibigay na halaga ng sangkap ay hindi nagbabago; ito ay pareho sa interstellar space at sa anumang punto sa Earth.

Ang mga tumpak na eksperimento ay nagpakita na ang puwersa ng gravity ay kumikilos sa iba't ibang katawan(i.e. ang kanilang timbang) ay proporsyonal sa kanilang masa. Dahil dito, ang mga masa ay maaaring ihambing sa isang sukat, at ang mga masa na magiging pareho sa isang lugar ay magiging pareho sa anumang iba pang lugar (kung ang paghahambing ay isinasagawa sa isang vacuum upang ibukod ang impluwensya ng displaced air). Kung ang isang tiyak na katawan ay tinimbang sa isang sukat ng tagsibol, binabalanse ang puwersa ng grabidad sa puwersa ng isang pinalawig na tagsibol, kung gayon ang mga resulta ng pagsukat ng timbang ay depende sa lugar kung saan kinukuha ang mga sukat. Samakatuwid, ang mga kaliskis ng tagsibol ay dapat ayusin sa bawat bagong lokasyon upang maipahiwatig nila nang tama ang masa. Ang pagiging simple ng pamamaraan ng pagtimbang mismo ay ang dahilan na ang puwersa ng grabidad na kumikilos sa karaniwang masa ay pinagtibay bilang isang independiyenteng yunit ng pagsukat sa teknolohiya.

INIT.

Sistema ng panukat ng mga yunit. Sistema ng panukat

ay ang pangkalahatang pangalan para sa internasyonal na sistema ng decimal ng mga yunit, ang mga pangunahing yunit nito ay ang metro at kilo. Bagama't may ilang pagkakaiba sa mga detalye, ang mga elemento ng system ay pareho sa buong mundo.

Kwento.

Ang metric system ay lumago mula sa mga regulasyong pinagtibay ng French National Assembly noong 1791 at 1795 na tumutukoy sa metro bilang isang sampung-milyong bahagi ng meridian ng daigdig mula sa North Pole hanggang sa ekwador.

Malinaw na sa pamamagitan ng pagtukoy sa metro bilang ika-sampung milyong bahagi ng isang-kapat ng meridian ng daigdig, hinangad ng mga lumikha ng metric system na makamit ang invariance at tumpak na reproducibility ng system. Kinuha nila ang gramo bilang isang yunit ng masa, na tinukoy ito bilang masa ng isang milyon ng isang metro kubiko ng tubig sa pinakamataas na density nito. Dahil hindi masyadong maginhawang magsagawa ng mga geodetic na sukat ng isang-kapat ng meridian ng lupa sa bawat pagbebenta ng isang metro ng tela o balansehin ang isang basket ng patatas sa merkado na may naaangkop na dami ng tubig, nilikha ang mga pamantayang metal na muling ginawa. ang mga perpektong kahulugan na ito na may matinding katumpakan.

Di-nagtagal ay naging malinaw na ang mga pamantayan ng haba ng metal ay maihahambing sa isa't isa, na nagpapakilala ng mas kaunting error kaysa kapag inihambing ang anumang naturang pamantayan sa isang-kapat ng meridian ng lupa. Bilang karagdagan, naging malinaw na ang katumpakan ng paghahambing ng mga pamantayan ng masa ng metal sa bawat isa ay mas mataas kaysa sa katumpakan ng paghahambing ng anumang naturang pamantayan sa masa ng kaukulang dami ng tubig.

Kaugnay nito, nagpasya ang International Commission on the Meter noong 1872 na tanggapin ang "archival" meter na nakaimbak sa Paris "as it is" bilang pamantayan ng haba. Katulad nito, tinanggap ng mga miyembro ng Komisyon ang archival platinum-iridium kilo bilang pamantayan ng masa, "isinasaalang-alang na ang simpleng relasyon na itinatag ng mga tagalikha ng sistema ng sukatan sa pagitan ng yunit ng timbang at ng yunit ng volume ay kinakatawan ng umiiral na kilo. na may sapat na katumpakan para sa mga ordinaryong aplikasyon sa industriya at komersyo, at ang eksaktong mga Agham ay hindi nangangailangan ng isang simpleng numerical na relasyon ng ganitong uri, ngunit isang lubos na perpektong kahulugan ng relasyon na ito." Noong 1875, maraming mga bansa sa buong mundo ang pumirma sa Meter Agreement, at ang kasunduang ito ay nagtatag ng isang pamamaraan para sa pag-uugnay ng mga pamantayang metrolohikal para sa pandaigdigang komunidad na siyentipiko sa pamamagitan ng International Bureau of Weights and Measures at ang General Conference on Weights and Measures.

Ang bagong internasyonal na organisasyon ay agad na nagsimulang bumuo ng mga internasyonal na pamantayan para sa haba at masa at pagpapadala ng mga kopya ng mga ito sa lahat ng mga kalahok na bansa.

Mga pamantayan ng haba at masa, mga internasyonal na prototype.

Ang mga internasyonal na prototype ng mga pamantayan ng haba at masa - ang metro at kilo - ay idineposito sa International Bureau of Weights and Measures, na matatagpuan sa Sèvres, isang suburb ng Paris. Ang pamantayan ng metro ay isang ruler na gawa sa isang platinum alloy na may 10% iridium, ang cross-section na kung saan ay binigyan ng isang espesyal na X-shape upang madagdagan ang baluktot na tigas na may isang minimum na dami ng metal. Sa uka ng naturang pinuno ay mayroong isang pahaba patag na ibabaw, at ang metro ay tinukoy bilang ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng dalawang linya na iginuhit sa buong ruler sa mga dulo nito, sa isang karaniwang temperatura na 0 ° C. Ang masa ng isang silindro na gawa sa parehong platinum-iridium na haluang metal gaya ng karaniwang metro ay kinuha bilang internasyonal na prototype ng kilo, taas at diameter na humigit-kumulang 3.9 cm Ang bigat ng sangguniang masa na ito, katumbas ng 1 kg sa antas ng dagat sa latitude 45°, kung minsan ay tinatawag na kilo-force. Kaya, maaari itong magamit bilang isang pamantayan ng masa para sa isang ganap na sistema ng mga yunit, o bilang isang pamantayan ng puwersa para sa isang teknikal na sistema ng mga yunit kung saan ang isa sa mga pangunahing yunit ay ang yunit ng puwersa.

Ang mga internasyonal na prototype ay pinili mula sa isang malaking batch ng magkaparehong mga pamantayan na ginawa nang sabay-sabay. Ang iba pang mga pamantayan ng pangkat na ito ay inilipat sa lahat ng mga kalahok na bansa bilang mga pambansang prototype (mga pangunahing pamantayan ng estado), na pana-panahong ibinabalik sa International Bureau para sa paghahambing sa mga internasyonal na pamantayan. Mga paghahambing na isinagawa sa magkaibang panahon mula noon, ipinapakita nila na hindi sila nakakakita ng mga paglihis (mula sa mga internasyonal na pamantayan) na lampas sa mga limitasyon ng katumpakan ng pagsukat.

International SI system.

Ang sistema ng panukat ay lubos na tinanggap ng mga siyentipiko noong ika-19 na siglo. bahagyang dahil iminungkahi ito bilang isang pandaigdigang sistema ng mga yunit, isang bahagi dahil ang mga yunit nito ay ayon sa teoryang ipinapalagay na independiyenteng maaaring kopyahin, at dahil din sa pagiging simple nito. Ang mga siyentipiko ay nagsimulang bumuo ng mga bagong yunit para sa iba't ibang pisikal na dami na kanilang hinarap, batay sa mga elementarya na batas ng pisika at pag-uugnay ng mga yunit na ito sa mga sukat na yunit ng haba at masa. Ang huli ay lalong nasakop ang iba't ibang mga bansa sa Europa, kung saan dati maraming hindi nauugnay na mga yunit para sa iba't ibang dami ang ginagamit.

Bagama't ang lahat ng bansang nagpatibay ng sistema ng panukat ng mga yunit ay may halos magkaparehong mga pamantayan para sa mga yunit ng sukatan, lumitaw ang iba't ibang pagkakaiba sa mga hinangong yunit sa pagitan ng iba't ibang bansa at iba't ibang disiplina. Sa larangan ng kuryente at magnetism, dalawang magkahiwalay na sistema ng mga nagmula na yunit ang lumitaw: electrostatic, batay sa puwersa kung saan ang dalawang electric charge ay kumikilos sa isa't isa, at electromagnetic, batay sa puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawang hypothetical magnetic pole.

Lalong naging kumplikado ang sitwasyon sa pagdating ng tinatawag na sistema. praktikal na mga de-koryenteng yunit na ipinakilala noong kalagitnaan ng ika-19 na siglo. ng British Association for the Advancement of Science upang matugunan ang mga pangangailangan ng mabilis na pagbuo ng teknolohiyang wire telegraph. Ang ganitong mga praktikal na yunit ay hindi nag-tutugma sa mga yunit ng parehong mga sistema na nabanggit sa itaas, ngunit naiiba mula sa mga yunit ng electromagnetic system lamang sa pamamagitan ng mga kadahilanan na katumbas ng buong kapangyarihan ng sampu.

Kaya, para sa mga karaniwang dami ng elektrikal gaya ng boltahe, kasalukuyang at paglaban, mayroong ilang mga opsyon para sa tinatanggap na mga yunit ng pagsukat, at ang bawat siyentipiko, inhinyero, at guro ay kailangang magpasya para sa kanyang sarili kung alin sa mga opsyon na ito ang pinakamainam para sa kanya na gamitin. Kaugnay ng pag-unlad ng electrical engineering sa ikalawang kalahati ng ika-19 at unang kalahati ng ika-20 siglo. Ang mga praktikal na yunit ay lalong ginagamit at kalaunan ay nangibabaw sa larangan.

Upang maalis ang gayong kalituhan sa simula ng ika-20 siglo. isang panukala ang iniharap upang pagsamahin ang mga praktikal na mga de-koryenteng yunit na may kaukulang mga mekanikal batay sa sukatan ng mga yunit ng haba at masa, at bumuo ng ilang uri ng magkakaugnay na sistema. Noong 1960, ang XI General Conference on Weights and Measures ay nagpatibay ng isang pinag-isang International System of Units (SI), tinukoy ang mga pangunahing yunit ng sistemang ito at inireseta ang paggamit ng ilang nagmula na mga yunit, "nang walang pagkiling sa iba na maaaring idagdag sa hinaharap. .” Kaya, sa unang pagkakataon sa kasaysayan, isang internasyonal na magkakaugnay na sistema ng mga yunit ay pinagtibay ng internasyonal na kasunduan. Ito ay tinatanggap na ngayon bilang isang legal na sistema ng mga yunit ng pagsukat ng karamihan sa mga bansa sa mundo.

Ang International System of Units (SI) ay isang harmonized system na nagbibigay ng isa at isang yunit lamang ng pagsukat para sa anumang pisikal na dami, gaya ng haba, oras, o puwersa. Ang ilan sa mga yunit ay binibigyan ng mga espesyal na pangalan, isang halimbawa ay ang yunit ng presyon ng pascal, habang ang mga pangalan ng iba ay hinango mula sa mga pangalan ng mga yunit kung saan sila nagmula, halimbawa ang yunit ng bilis - metro bawat segundo. Ang mga pangunahing yunit, kasama ang dalawang karagdagang geometriko, ay ipinakita sa Talahanayan. 1. Ang mga nagmula na yunit kung saan pinagtibay ang mga espesyal na pangalan ay ibinibigay sa talahanayan. 2. Sa lahat ng nagmula na mekanikal na yunit, ang pinakamarami mahalaga Ang yunit ng puwersa ay newton, ang yunit ng enerhiya ay joule at ang yunit ng kapangyarihan ay watt. Ang Newton ay tinukoy bilang ang puwersa na nagbibigay ng isang acceleration ng isang metro bawat segundo squared sa isang mass ng isang kilo. Ang isang joule ay katumbas ng gawaing ginawa kapag ang punto ng paggamit ng puwersa na katumbas ng isang Newton ay gumagalaw sa layo na isang metro sa direksyon ng puwersa. Ang watt ay ang kapangyarihan kung saan ang isang joule ng trabaho ay ginagawa sa isang segundo. Tatalakayin sa ibaba ang mga de-kuryente at iba pang hinangong mga yunit. Ang mga opisyal na kahulugan ng major at minor units ay ang mga sumusunod.

Ang metro ay ang haba ng landas na dinaanan ng liwanag sa isang vacuum sa 1/299,792,458 ng isang segundo. Ang kahulugan na ito ay pinagtibay noong Oktubre 1983.

Ang isang kilo ay katumbas ng masa ng internasyonal na prototype ng kilo.

Ang isang segundo ay ang tagal ng 9,192,631,770 na mga yugto ng radiation oscillations na tumutugma sa mga paglipat sa pagitan ng dalawang antas ng hyperfine na istraktura ng ground state ng cesium-133 atom.

Ang Kelvin ay katumbas ng 1/273.16 ng thermodynamic na temperatura ng triple point ng tubig.

Ang isang nunal ay katumbas ng dami ng isang sangkap na naglalaman ng parehong bilang ng mga elemento ng istruktura gaya ng mga atomo sa carbon-12 isotope na tumitimbang ng 0.012 kg.

Ang radian ay isang anggulo ng eroplano sa pagitan ng dalawang radii ng isang bilog, ang haba ng arko sa pagitan nito ay katumbas ng radius.

Ang steradian ay katumbas ng solid anggulo na may vertex sa gitna ng globo, pinuputol ang lugar sa ibabaw nito, katumbas ng lugar parisukat na may gilid na katumbas ng radius ng globo.

Upang bumuo ng mga decimal multiple at submultiple, isang bilang ng mga prefix at mga kadahilanan ay inireseta, na ipinahiwatig sa talahanayan. 3.

Kaya, ang isang kilometro (km) ay 1000 m, at ang isang milimetro ay 0.001 m (Ang mga prefix na ito ay nalalapat sa lahat ng mga yunit, tulad ng kilowatts, milliamps, atbp.)

Ito ay orihinal na inilaan na ang isa sa mga batayang yunit ay dapat na gramo, at ito ay makikita sa mga pangalan ng mga yunit ng masa, ngunit sa kasalukuyan ang batayang yunit ay ang kilo. Sa halip na pangalang megagram, ginamit ang salitang "tonelada". Sa mga disiplina sa pisika, tulad ng pagsukat ng wavelength ng nakikita o infrared na ilaw, isang milyon ng isang metro (micrometer) ang kadalasang ginagamit. Sa spectroscopy, ang mga wavelength ay madalas na ipinahayag sa angstroms (Å); Ang isang angstrom ay katumbas ng isang ikasampu ng isang nanometer, i.e. 10 - 10 m Para sa radiation na may mas maikling wavelength, tulad ng X-ray, sa mga siyentipikong publikasyon ay pinapayagang gumamit ng picometer at isang x-unit (1 x-unit = 10–13 m). Ang volume na katumbas ng 1000 cubic centimeters (isang cubic decimeter) ay tinatawag na litro (L).

Misa, haba at oras.

Ang lahat ng mga pangunahing yunit ng SI, maliban sa kilo, ay kasalukuyang tinukoy sa mga tuntunin ng mga pisikal na pare-pareho o phenomena na itinuturing na hindi nababago at maaaring kopyahin nang may mataas na katumpakan. Tulad ng para sa kilo, ang isang paraan upang ipatupad ito na may antas ng muling paggawa na nakamit sa mga pamamaraan para sa paghahambing ng iba't ibang mga pamantayan ng masa sa internasyonal na prototype ng kilo ay hindi pa natagpuan. Ang ganitong paghahambing ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng pagtimbang sa isang balanse ng tagsibol, ang error na hindi lalampas sa 1H 10 –8. Ang mga pamantayan ng maramihang at submultiple unit para sa isang kilo ay itinatag sa pamamagitan ng pinagsamang pagtimbang sa mga timbangan.

Dahil ang metro ay tinukoy sa mga tuntunin ng bilis ng liwanag, maaari itong kopyahin nang nakapag-iisa sa anumang laboratoryo na may mahusay na kagamitan. Kaya, gamit ang interference method, line at end length measures, na ginagamit sa mga workshop at laboratoryo, ay maaaring suriin sa pamamagitan ng direktang paghahambing sa wavelength ng liwanag. Ang error sa naturang mga pamamaraan ay pinakamainam na kondisyon hindi hihigit sa isang bilyon (1H 10 –9). Sa pag-unlad ng teknolohiya ng laser, ang mga naturang sukat ay naging napakasimple, at ang kanilang saklaw ay lumawak nang malaki.

Gayundin, ang pangalawa, ayon sa modernong kahulugan nito, ay maaaring independiyenteng maisasakatuparan sa isang karampatang laboratoryo sa isang pasilidad ng atomic beam. Ang mga beam atom ay nasasabik ng isang high-frequency generator na nakatutok sa atomic frequency, at elektronikong circuit sumusukat ng oras sa pamamagitan ng pagbibilang ng mga panahon ng oscillation sa generator circuit. Ang ganitong mga sukat ay maaaring isagawa nang may katumpakan ng pagkakasunud-sunod ng 1H 10 -12 - mas mataas kaysa sa posible sa mga nakaraang kahulugan ng pangalawa, batay sa pag-ikot ng Earth at ang rebolusyon nito sa paligid ng Araw. Ang oras at ang kapalit nito, dalas, ay natatangi dahil ang kanilang mga pamantayan ay maaaring maipadala sa pamamagitan ng radyo. Dahil dito, ang sinumang may naaangkop na kagamitan sa pagtanggap ng radyo ay maaaring makatanggap ng mga senyales ng eksaktong oras at dalas ng sanggunian, na halos walang pagkakaiba sa katumpakan mula sa mga ipinadala sa himpapawid.

Mechanics.

Temperatura at init.

Ang mga mekanikal na yunit ay hindi nagpapahintulot sa paglutas ng lahat ng mga problemang pang-agham at teknikal nang hindi kinasasangkutan ng anumang iba pang mga relasyon. Bagaman ang gawaing ginawa kapag gumagalaw ang isang masa laban sa pagkilos ng isang puwersa, at ang kinetic energy ng isang tiyak na masa ay katumbas sa kalikasan sa thermal energy ng isang sangkap, mas maginhawang isaalang-alang ang temperatura at init bilang magkahiwalay na dami na hindi depende sa mekanikal.

Thermodynamic na sukat ng temperatura.

Ang yunit ng thermodynamic na temperatura Kelvin (K), na tinatawag na kelvin, ay tinutukoy ng triple point ng tubig, i.e. ang temperatura kung saan ang tubig ay nasa ekwilibriyo na may yelo at singaw. Ang temperaturang ito ay kinuha na 273.16 K, na tumutukoy sa thermodynamic temperature scale. Ang iskala na ito, na iminungkahi ni Kelvin, ay batay sa ikalawang batas ng thermodynamics. Kung mayroong dalawang thermal reservoir na may pare-parehong temperatura at isang reversible heat engine na naglilipat ng init mula sa isa sa mga ito patungo sa isa pa alinsunod sa Carnot cycle, kung gayon ang ratio ng thermodynamic na temperatura ng dalawang reservoir ay ibinibigay ng T 2 /T 1 = –Q 2 Q 1 kung saan Q 2 at Q 1 - ang dami ng init na inilipat sa bawat isa sa mga reservoir (ang minus sign ay nagpapahiwatig na ang init ay kinuha mula sa isa sa mga reservoir). Kaya, kung ang temperatura ng mas mainit na reservoir ay 273.16 K, at ang init na kinuha mula dito ay dalawang beses na mas maraming init na inilipat sa kabilang reservoir, kung gayon ang temperatura ng pangalawang reservoir ay 136.58 K. Kung ang temperatura ng pangalawang reservoir ay 0 K, kung gayon wala itong init na ililipat, dahil ang lahat ng enerhiya ng gas ay na-convert sa mekanikal na enerhiya sa seksyon ng adiabatic expansion ng cycle. Ang temperatura na ito ay tinatawag na absolute zero. Ang thermodynamic na temperatura na karaniwang ginagamit sa siyentipikong pananaliksik ay tumutugma sa temperatura na kasama sa equation ng estado perpektong gas PV = RT, Saan P- presyon, V– dami at R- pare-pareho ang gas. Ang equation ay nagpapakita na para sa isang perpektong gas, ang produkto ng dami at presyon ay proporsyonal sa temperatura. Ang batas na ito ay hindi eksaktong nasisiyahan para sa alinman sa mga tunay na gas. Ngunit kung ang mga pagwawasto ay ginawa para sa mga puwersa ng virial, kung gayon ang pagpapalawak ng mga gas ay nagpapahintulot sa amin na kopyahin ang sukat ng temperatura ng thermodynamic.

Internasyonal na sukat ng temperatura.

Alinsunod sa kahulugan na nakabalangkas sa itaas, ang temperatura ay maaaring masukat nang may napakataas na katumpakan (hanggang sa humigit-kumulang 0.003 K malapit sa triple point) sa pamamagitan ng gas thermometry. Ang isang platinum resistance thermometer at isang gas reservoir ay inilalagay sa isang thermally insulated chamber. Kapag ang silid ay pinainit, ang elektrikal na pagtutol ng thermometer ay tumataas at ang presyon ng gas sa reservoir ay tumataas (alinsunod sa equation ng estado), at kapag pinalamig, ang kabaligtaran na larawan ay sinusunod. Sa pamamagitan ng pagsukat ng paglaban at presyon nang sabay-sabay, maaari mong i-calibrate ang thermometer sa pamamagitan ng presyon ng gas, na proporsyonal sa temperatura. Pagkatapos ay inilalagay ang thermometer sa isang termostat kung saan likidong tubig maaaring mapanatili sa equilibrium kasama ang solid at vapor phase nito. Sa pamamagitan ng pagsukat ng elektrikal na paglaban nito sa temperatura na ito, ang isang thermodynamic scale ay nakuha, dahil ang temperatura ng triple point ay itinalaga ng isang halaga na katumbas ng 273.16 K.

Mayroong dalawang internasyonal na sukat ng temperatura - Kelvin (K) at Celsius (C). Ang temperatura sa sukat ng Celsius ay nakuha mula sa temperatura sa sukat ng Kelvin sa pamamagitan ng pagbabawas ng 273.15 K mula sa huli.

Ang mga tumpak na sukat ng temperatura gamit ang gas thermometry ay nangangailangan ng maraming paggawa at oras. Samakatuwid, ang International Practical Temperature Scale (IPTS) ay ipinakilala noong 1968. Gamit ang iskala na ito, mga thermometer iba't ibang uri maaaring i-calibrate sa laboratoryo. Ang sukat na ito ay itinatag gamit ang isang platinum resistance thermometer, isang thermocouple at isang radiation pyrometer, na ginagamit sa mga pagitan ng temperatura sa pagitan ng ilang partikular na pares ng mga pare-parehong reference point (mga benchmark ng temperatura). Ang MPTS ay dapat na tumutugma sa thermodynamic scale na may pinakamalaking posibleng katumpakan, ngunit, tulad ng nangyari sa ibang pagkakataon, ang mga paglihis nito ay napakahalaga.

Fahrenheit na sukat ng temperatura.

Ang Fahrenheit temperature scale, na malawakang ginagamit kasama ng British teknikal na sistema Ang mga yunit, gayundin sa mga di-siyentipikong pagsukat sa maraming bansa, ay karaniwang tinutukoy ng dalawang pare-parehong reference point - ang temperatura ng pagkatunaw ng yelo (32° F) at ang kumukulong punto ng tubig (212° F) sa normal (atmospheric) na presyon . Samakatuwid, upang makuha ang temperatura ng Celsius mula sa temperatura ng Fahrenheit, kailangan mong ibawas ang 32 mula sa huli at i-multiply ang resulta sa 5/9.

Mga yunit ng init.

Dahil ang init ay isang anyo ng enerhiya, maaari itong masukat sa joules, at ang metric unit na ito ay pinagtibay ng internasyonal na kasunduan. Ngunit dahil ang dami ng init ay minsang natukoy ng pagbabago sa temperatura ng isang tiyak na dami ng tubig, ang isang yunit na tinatawag na calorie ay naging laganap at katumbas ng halaga ng init na kinakailangan upang tumaas ang temperatura ng isang gramo ng tubig ng 1 ° C Dahil sa katotohanan na ang kapasidad ng init ng tubig ay nakasalalay sa temperatura, kailangan kong linawin ang halaga ng calorie. Hindi bababa sa dalawa ang lumitaw iba't ibang mga calorie– “thermochemical” (4.1840 J) at “steam” (4.1868 J). Ang "calorie" na ginagamit sa dietetics ay talagang isang kilocalorie (1000 calories). Ang calorie ay hindi isang yunit ng SI at hindi na ginagamit sa karamihan ng mga larangan ng agham at teknolohiya.

Elektrisidad at magnetismo.

Ang lahat ng karaniwang tinatanggap na electrical at magnetic unit ng pagsukat ay batay sa metric system. Alinsunod sa modernong mga kahulugan Ang mga de-koryente at magnetic na unit ay lahat ng mga derived unit, na hinango ayon sa ilang mga pisikal na formula mula sa metric units ng haba, masa at oras. Dahil ang karamihan sa mga dami ng elektrikal at magnetic ay hindi gaanong madaling sukatin gamit ang mga pamantayang nabanggit, napag-alaman na mas maginhawang magtatag, sa pamamagitan ng naaangkop na mga eksperimento, mga derivative na pamantayan para sa ilan sa mga ipinahiwatig na dami, at upang sukatin ang iba gamit ang mga naturang pamantayan.

Mga yunit ng SI.

Nasa ibaba ang isang listahan ng SI electrical at magnetic units.

Ang ampere, isang yunit ng electric current, ay isa sa anim na SI base unit. Ang Ampere ay ang lakas ng isang pare-parehong kasalukuyang, na, kapag dumadaan sa dalawang parallel na tuwid na konduktor ng walang katapusang haba na may maliit na pabilog na lugar. cross section, na matatagpuan sa isang vacuum sa layo na 1 m mula sa isa't isa, ay magdudulot sa bawat seksyon ng isang konduktor na 1 m ang haba ng puwersa ng pakikipag-ugnayan na katumbas ng 2H 10 - 7 N.

Volt, isang yunit ng potensyal na pagkakaiba at electromotive force. Ang boltahe ay ang boltahe ng kuryente sa isang seksyon ng isang de-koryenteng circuit na may direktang kasalukuyang 1 A na may konsumo ng kuryente na 1 W.

Coulomb, isang yunit ng dami ng kuryente ( singil ng kuryente). Coulomb - ang dami ng kuryente na dumadaan sa cross-section ng isang conductor sa pare-parehong kasalukuyang 1 A sa 1 s.

Farad, isang yunit ng electrical capacitance. Ang Farad ay ang kapasidad ng isang kapasitor sa mga plato kung saan, kapag sisingilin sa 1 C, lumilitaw ang isang electric boltahe ng 1 V.

Henry, yunit ng inductance. Henry ay katumbas ng inductance ng circuit kung saan ang isang self-inductive emf ng 1 V ay nangyayari kapag ang kasalukuyang sa circuit na ito ay nagbabago nang pantay ng 1 A sa 1 s.

Weber unit ng magnetic flux. Ang Weber ay isang magnetic flux, kapag bumababa ito sa zero, isang electric charge na katumbas ng 1 C ang dumadaloy sa circuit na konektado dito, na may resistensya na 1 Ohm.

Tesla, isang yunit ng magnetic induction. Tesla - magnetic induction ng isang homogenous magnetic field, kung saan ang magnetic flux sa isang patag na lugar na 1 m2 patayo sa mga linya ng induction ay 1 Wb.

Mga praktikal na pamantayan.

Liwanag at pag-iilaw.

Ang mga unit ng maliwanag na intensity at illuminance ay hindi matukoy batay sa mga mekanikal na yunit lamang. Maaari nating ipahayag ang pagkilos ng enerhiya sa isang light wave sa W/m2, at ang intensity ng light wave sa V/m, tulad ng sa kaso ng mga radio wave. Ngunit ang pang-unawa ng pag-iilaw ay isang psychophysical phenomenon kung saan hindi lamang ang intensity ng light source ay makabuluhan, kundi pati na rin ang sensitivity ng mata ng tao sa spectral distribution ng intensity na ito.

Sa pamamagitan ng internasyonal na kasunduan, ang yunit ng maliwanag na intensity ay ang candela (dating tinatawag na kandila), katumbas ng maliwanag na intensity sa isang partikular na direksyon ng pinagmulan na naglalabas ng monochromatic radiation ng frequency 540H 10 12 Hz ( l= 555 nm), ang lakas ng enerhiya ng light radiation kung saan sa direksyong ito ay 1/683 W/sr. Ito ay halos tumutugma sa maliwanag na intensity ng isang spermaceti kandila, na minsan ay nagsilbing pamantayan.

Kung ang maliwanag na intensity ng pinagmulan ay isang candela sa lahat ng direksyon, kung gayon ang kabuuang luminous flux ay 4 p lumens. Kaya, kung ang mapagkukunang ito ay matatagpuan sa gitna ng isang globo na may radius na 1 m, kung gayon ang pag-iilaw panloob na ibabaw ang globo ay katumbas ng isang lumen bawat metro kuwadrado, i.e. isang suite.

X-ray at gamma radiation, radioactivity.

Ang X-ray (R) ay isang lumang unit ng exposure dose ng x-ray, gamma at photon radiation, katumbas ng dami ng radiation na, na isinasaalang-alang ang pangalawang electron radiation, ay bumubuo ng mga ion sa 0.001 293 g ng hangin na may singil katumbas ng isang yunit ng GHS charge ng bawat sign. Ang SI unit ng absorbed radiation dose ay ang grey, katumbas ng 1 J/kg. Ang pamantayan para sa absorbed radiation dose ay isang setup na may mga ionization chamber na sumusukat sa ionization na ginawa ng radiation.

Pisikal na sukat ay isa sa mga katangian ng isang pisikal na bagay (phenomenon, proseso), na qualitatively karaniwan sa maraming pisikal na mga bagay, habang nagkakaiba sa quantitative value.

Ang bawat pisikal na dami ay may sariling husay at quantitative na katangian. Ang isang kalidad na katangian ay natutukoy sa pamamagitan ng kung anong pag-aari ng isang materyal na bagay o kung anong katangian ng materyal na mundo ang nailalarawan sa dami na ito. Kaya, ang "lakas" ng ari-arian ay may dami na nagpapakilala sa mga materyales tulad ng bakal, kahoy, tela, salamin at marami pang iba, habang ang dami ng halaga ng lakas para sa bawat isa sa kanila ay ganap na naiiba. Upang ipahayag ang dami ng nilalaman ng isang pag-aari ng isang partikular na bagay, ang konsepto ng "laki ng pisikal na dami" ay ginagamit. Ang laki na ito ay itinakda sa panahon ng proseso ng pagsukat.

Ang layunin ng mga sukat ay upang matukoy ang halaga ng isang pisikal na dami - isang tiyak na bilang ng mga yunit na tinanggap para dito (halimbawa, ang resulta ng pagsukat ng masa ng isang produkto ay 2 kg, ang taas ng isang gusali ay 12 m, atbp. ).

Depende sa antas ng approximation sa objectivity, ang totoo, aktwal at nasusukat na mga halaga ng isang pisikal na dami ay nakikilala. Ang tunay na halaga ng isang pisikal na dami ay Ito ay isang halaga na perpektong sumasalamin sa kaukulang pag-aari ng isang bagay sa mga termino ng husay at dami. Dahil sa di-kasakdalan ng mga tool at pamamaraan ng pagsukat, halos imposibleng makuha ang tunay na halaga ng mga dami. Maaari lamang silang isipin sa teorya. At ang mga halaga na nakuha sa panahon ng pagsukat ay lumalapit lamang sa tunay na halaga sa mas malaki o mas maliit na lawak.

Tunay na halaga pisikal na dami - ito ay isang halaga ng isang dami na natagpuan sa eksperimento at napakalapit sa tunay na halaga na maaari itong gamitin sa halip para sa isang partikular na layunin.

Ang sinusukat na halaga ng isang pisikal na dami ay ang halaga na nakuha sa pamamagitan ng pagsukat gamit ang mga tiyak na pamamaraan at mga instrumento sa pagsukat.

Kapag nagpaplano ng mga sukat, dapat magsikap ang isa upang matiyak na ang hanay ng mga nasusukat na dami ay nakakatugon sa mga kinakailangan ng gawain sa pagsukat (halimbawa, sa panahon ng kontrol, ang mga sinusukat na dami ay dapat sumasalamin sa kaukulang mga tagapagpahiwatig ng kalidad ng produkto).

Para sa bawat parameter ng produkto, ang mga sumusunod na kinakailangan ay dapat matugunan: - tamang pagbabalangkas ng sinusukat na halaga, hindi kasama ang posibilidad ng iba't ibang mga interpretasyon (halimbawa, ito ay kinakailangan upang malinaw na tukuyin sa kung anong mga kaso ang "mass" o "timbang" ng produkto , ang "volume" o "kapasidad" ng sisidlan, atbp.);

Ang katiyakan ng mga katangian ng bagay na susukatin (halimbawa, "ang temperatura sa silid ay hindi hihigit sa ... ° C" ay nagbibigay-daan para sa posibilidad ng iba't ibang mga interpretasyon. Kinakailangang baguhin ang mga salita ng kinakailangan upang na malinaw kung ang kinakailangan na ito ay itinatag para sa maximum o average na temperatura ng silid, na higit na isasaalang-alang kapag nagsasagawa ng mga sukat)

Paggamit ng mga pamantayang termino (dapat ipaliwanag ang mga partikular na termino sa unang pagkakataong binanggit ang mga ito).

Mayroong ilang mga kahulugan ng konsepto ng "mga sukat", bawat isa ay naglalarawan ng ilan katangiang katangian ang multifaceted na prosesong ito. Alinsunod sa GOST 16263-70 "GSI. Metrology. Mga tuntunin at kahulugan" pagsukat - Ito ay paghahanap ng halaga ng isang pisikal na dami gamit ang mga espesyal na teknikal na paraan. Ang malawak na tinatanggap na kahulugan ng pagsukat ay sumasalamin sa layunin nito at hindi rin kasama ang posibilidad ng paggamit ng konseptong ito sa labas ng koneksyon sa pisikal na eksperimento at teknolohiya sa pagsukat. Ang pisikal na eksperimento ay nauunawaan bilang isang quantitative na paghahambing ng dalawang homogenous na dami, isa sa mga ito ay kinuha bilang isang yunit, na "nagkakabit" ng mga sukat sa mga sukat ng mga yunit na muling ginawa ng mga pamantayan.

Kagiliw-giliw na tandaan ang interpretasyon ng terminong ito ng pilosopo na si P.A Florensky, na kasama sa edisyong "Technical Encyclopedia" noong 1931. "Ang pagsukat ay ang pangunahing proseso ng pag-iisip ng agham at teknolohiya, kung saan ang isang hindi kilalang dami ay inihahambing sa dami sa. isa pa, magkakatulad dito at itinuturing na kilala."

Ang mga sukat, depende sa paraan ng pagkuha ng numerical na halaga ng sinusukat na halaga, ay nahahati sa direkta at hindi direkta.

Mga direktang sukat - mga sukat kung saan direktang matatagpuan ang nais na halaga ng isang dami mula sa pang-eksperimentong data. Halimbawa, pagsukat ng haba gamit ang ruler, temperatura gamit ang thermometer, atbp.

Hindi direktang mga sukat - mga sukat kung saan ang ninanais

ang halaga ng isang dami ay matatagpuan batay sa alam na kaugnayan sa pagitan ng dami na ito at ng mga dami na sumailalim sa mga direktang sukat. Halimbawa, ang lugar ng isang rektanggulo ay natutukoy sa pamamagitan ng pagsukat sa mga gilid nito (s=l.d), density solid tinutukoy ng mga resulta ng mga sukat ng masa at dami nito (p = m / v), atbp.

Pinakamalawak sa praktikal na gawain nakatanggap ng mga direktang sukat, dahil ang mga ito ay simple at maaaring gawin nang mabilis. Ang mga hindi direktang pagsukat ay ginagamit kapag hindi posible na makuha ang halaga ng isang dami nang direkta mula sa pang-eksperimentong data (halimbawa, pagtukoy sa katigasan ng isang solid) o kapag ang mga instrumento para sa pagsukat ng mga dami na kasama sa formula ay mas tumpak kaysa sa pagsukat ng nais na dami. .

Ang paghahati ng mga sukat sa direkta at hindi direktang nagbibigay-daan sa paggamit ng ilang mga pamamaraan para sa pagtatasa ng mga pagkakamali ng kanilang mga resulta.

Pisikal na sukat ay isang pisikal na pag-aari ng isang materyal na bagay, proseso, pisikal na kababalaghan, na nailalarawan sa dami.

Halaga ng pisikal na dami ipinahayag ng isa o higit pang mga numero na nagpapakilala sa pisikal na dami na ito, na nagpapahiwatig ng yunit ng pagsukat.

Ang laki ng isang pisikal na dami ay ang mga halaga ng mga numero na lumalabas sa halaga ng isang pisikal na dami.

Mga yunit ng pagsukat ng mga pisikal na dami.

Yunit ng pagsukat ng pisikal na dami ay isang dami ng nakapirming laki na itinalaga ng isang numerical na halaga na katumbas ng isa. Ginagamit ito para sa quantitative expression ng mga pisikal na dami na homogenous dito. Ang sistema ng mga yunit ng pisikal na dami ay isang hanay ng mga pangunahing at nagmula na mga yunit batay sa isang tiyak na sistema ng mga dami.

Iilan lamang sa mga sistema ng mga yunit ang naging laganap. Sa karamihan ng mga kaso, maraming bansa ang gumagamit ng metric system.

Mga pangunahing yunit.

Sukatin ang isang pisikal na dami - ibig sabihin ay ihambing ito sa isa pang katulad na pisikal na dami na kinuha bilang isang yunit.

Ang haba ng isang bagay ay inihahambing sa isang yunit ng haba, ang masa ng isang katawan na may isang yunit ng timbang, atbp. Ngunit kung susukatin ng isang mananaliksik ang haba sa mga fathoms at isa pa sa talampakan, magiging mahirap para sa kanila na paghambingin ang dalawang halaga. Samakatuwid, ang lahat ng pisikal na dami sa buong mundo ay karaniwang sinusukat sa parehong mga yunit. Noong 1963, pinagtibay ang International System of Units SI (System international - SI).

Para sa bawat pisikal na dami sa sistema ng mga yunit ay dapat mayroong kaukulang yunit ng pagsukat. Pamantayan mga yunit ng pagsukat ay ang pisikal na pagpapatupad nito.

Ang pamantayan ng haba ay metro- ang distansya sa pagitan ng dalawang stroke na inilapat sa isang espesyal na hugis na baras na gawa sa isang haluang metal ng platinum at iridium.

Pamantayan oras nagsisilbing tagal ng anumang regular na umuulit na proseso, kung saan ang paggalaw ng Earth sa paligid ng Araw ay pinili: ang Earth ay gumagawa ng isang rebolusyon bawat taon. Ngunit ang yunit ng oras ay kinuha hindi isang taon, ngunit pangalawa.

Kada unit bilis kunin ang bilis ng naturang pare-parehong rectilinear motion kung saan ang katawan ay gumagalaw ng 1 m sa 1 s.

Ang isang hiwalay na yunit ng pagsukat ay ginagamit para sa lugar, dami, haba, atbp. Ang bawat yunit ay tinutukoy kapag pumipili ng isang partikular na pamantayan. Ngunit ang sistema ng mga yunit ay mas maginhawa kung ilang mga yunit lamang ang pipiliin bilang mga pangunahing, at ang iba ay tinutukoy sa pamamagitan ng mga pangunahing. Halimbawa, kung ang yunit ng haba ay isang metro, kung gayon ang yunit ng lugar ay magiging isang metro kuwadrado, ang volume ay isang metro kubiko, ang bilis ay isang metro bawat segundo, atbp.

Mga pangunahing yunit Ang mga pisikal na dami sa International System of Units (SI) ay: metro (m), kilo (kg), segundo (s), ampere (A), kelvin (K), candela (cd) at mole (mol).

Mayroon ding mga derived SI unit na may sariling pangalan:

ATmga sukat. Upang makakuha ng tumpak, layunin at madaling mai-reproducible na paglalarawan ng isang pisikal na dami, ginagamit ang mga sukat. Kung walang mga sukat, ang isang pisikal na dami ay hindi mailalarawan sa dami. Ang mga kahulugan tulad ng "mababa" o "mataas" na presyon, "mababa" o "mataas" na temperatura ay nagpapakita lamang ng mga pansariling opinyon at hindi naglalaman ng mga paghahambing sa mga reference na halaga. Kapag nagsusukat ng isang pisikal na dami, isang tiyak na halagang numero ang itinalaga dito.

Ang mga pagsukat ay isinasagawa gamit ang mga instrumento sa pagsukat. Mayroong napakaraming bilang ng mga instrumento at kagamitan sa pagsukat, mula sa pinakasimple hanggang sa pinaka kumplikado. Halimbawa, ang haba ay sinusukat gamit ang ruler o tape measure, temperatura na may thermometer, lapad na may calipers.

Ang mga instrumento sa pagsukat ay inuri: sa pamamagitan ng paraan ng pagpapakita ng impormasyon (pagpapakita o pag-record), sa pamamagitan ng paraan ng pagsukat (direktang pagkilos at paghahambing), sa pamamagitan ng anyo ng pagtatanghal ng mga pagbabasa (analog at digital), atbp.

Ang mga sumusunod na parameter ay karaniwang para sa mga instrumento sa pagsukat:

Saklaw ng pagsukat- ang hanay ng mga halaga ng sinusukat na halaga kung saan ang aparato ay idinisenyo sa panahon ng normal na operasyon nito (na may ibinigay na katumpakan ng pagsukat).

Threshold ng pagiging sensitibo- ang minimum (threshold) na halaga ng sinusukat na halaga, na nakikilala sa pamamagitan ng device.

pagiging sensitibo- nag-uugnay sa halaga ng sinusukat na parameter at ang kaukulang pagbabago sa mga pagbabasa ng instrumento.

Katumpakan- ang kakayahan ng aparato na ipahiwatig ang tunay na halaga ng sinusukat na tagapagpahiwatig.

Katatagan- ang kakayahan ng aparato na mapanatili ang isang naibigay na katumpakan ng pagsukat para sa isang tiyak na oras pagkatapos ng pagkakalibrate.

Mga pisikal na dami. Mga yunit ng dami

Pisikal na dami- ito ay isang ari-arian na qualitatively karaniwan sa maraming pisikal na mga bagay, ngunit quantitatively indibidwal para sa bawat isa sa kanila.

Halaga ng pisikal na dami- ito ay isang quantitative assessment ng laki ng isang pisikal na dami, na ipinakita sa anyo ng isang tiyak na bilang ng mga yunit na tinanggap para dito (halimbawa, ang halaga ng isang conductor resistance ay 5 Ohms).

Makilala totoo ang halaga ng isang pisikal na dami na perpektong sumasalamin sa ari-arian ng isang bagay, at totoo, natagpuan sa eksperimento na sapat na malapit sa tunay na halaga na maaari itong gamitin sa halip, at sinusukat halaga na sinusukat ng aparato sa pagbabasa ng instrumento sa pagsukat.

Ang isang hanay ng mga dami na magkakaugnay ng mga dependency ay bumubuo ng isang sistema ng mga pisikal na dami, kung saan mayroong mga pangunahing at nagmula na mga dami.

Pangunahing ang pisikal na dami ay isang dami na kasama sa isang sistema at karaniwang tinatanggap bilang independiyente sa iba pang mga dami ng sistemang ito.

Derivative ang pisikal na dami ay isang dami na kasama sa isang sistema at tinutukoy sa pamamagitan ng mga pangunahing dami ng sistemang ito.

Mahalagang katangian ng isang pisikal na dami ay ang sukat nito (dilim). Dimensyon- ito ay isang expression sa anyo ng isang power monomial, na binubuo ng mga produkto ng mga simbolo ng mga pangunahing pisikal na dami at sumasalamin sa kaugnayan ng isang naibigay na pisikal na dami sa mga pisikal na dami na tinatanggap sa isang naibigay na sistema ng mga dami bilang mga pangunahing may isang proportionality coefficient katumbas ng isa.

Yunit ng pisikal na dami - ito ay isang tiyak na pisikal na dami, tinukoy at napagkasunduan, kung saan ang iba pang mga dami ng parehong uri ay inihambing.

Alinsunod sa itinatag na pamamaraan, ang mga yunit ng dami ng International System of Units (SI), na pinagtibay ng General Conference on Weights and Measures, na inirerekomenda ng International Organization of Legal Metrology ay pinapayagang gamitin.

May mga basic, derivative, multiple, submultiple, coherent, systemic at non-systemic units.

Pangunahing yunit ng sistema ng mga yunit- isang yunit ng isang pangunahing pisikal na dami na pinili kapag gumagawa ng isang sistema ng mga yunit.

Metro- ang haba ng landas na nilakbay ng liwanag sa isang vacuum sa pagitan ng oras na 1/299792458 ng isang segundo.

Kilogram- isang yunit ng masa na katumbas ng masa ng internasyonal na prototype ng kilo.

Pangalawa- oras na katumbas ng 9192631770 na panahon ng radiation na tumutugma sa paglipat sa pagitan ng dalawang hyperfine level ng ground state ng Cesium-133 atom.

Ampere- ang lakas ng isang pare-parehong kasalukuyang, na, kapag dumadaan sa dalawang magkatulad na tuwid na konduktor ng walang katapusang haba at isang hindi gaanong maliit na pabilog na cross-sectional na lugar, na matatagpuan sa isang vacuum sa layo na 1 m mula sa bawat isa, ay magiging sanhi ng isang puwersa ng pakikipag-ugnayan na pantay. hanggang 2 ∙ 10 sa bawat seksyon ng konduktor na 1 m ang haba -7 N.

Kelvin- isang yunit ng thermodynamic na temperatura na katumbas ng 1/273.16 ng thermodynamic na temperatura ng triple point ng tubig.

nunal- ang halaga ng sangkap ng isang sistema na naglalaman ng parehong bilang ng mga elemento ng istruktura tulad ng mayroong mga atomo sa carbon-12 na tumitimbang ng 0.012 kg.

Candela- maliwanag na intensity sa isang naibigay na direksyon ng isang pinagmulan na nagpapalabas ng monochromatic radiation na may dalas na 540 ∙ 10 12 Hz, ang energetic luminous intensity na sa direksyong ito ay 1/683 W/sr.

Dalawang karagdagang unit ang ibinibigay din.

Radian- ang anggulo sa pagitan ng dalawang radii ng isang bilog, ang haba ng arko sa pagitan nito ay katumbas ng radius.

Steradian- isang solidong anggulo na may vertex sa gitna ng globo, pinuputol ang isang lugar sa ibabaw ng globo na katumbas ng lugar ng isang parisukat na may gilid na katumbas ng radius ng globo.

Hinangong yunit ng sistema ng mga yunit- isang yunit ng isang derivative ng isang pisikal na dami ng isang sistema ng mga yunit, na nabuo alinsunod sa isang equation na nagkokonekta nito sa mga pangunahing yunit o sa mga pangunahing at tinukoy na mga derivatives. Halimbawa, ang yunit ng kapangyarihan na ipinahayag sa mga yunit ng SI ay 1W = m 2 ∙ kg ∙ s -3.

Kasama ng mga unit ng SI, pinapayagan ng Batas na "Sa Pagtitiyak ng Pagkakapareho ng mga Pagsukat" ang paggamit ng mga non-system unit, i.e. mga yunit na hindi kasama sa alinman sa mga umiiral na sistema. Ito ay kaugalian na makilala ang ilang mga uri hindi sistematiko mga yunit:

Tinanggap ang mga yunit sa isang par sa mga yunit ng SI (minuto, oras, araw, litro, atbp.);

Mga yunit na ginagamit sa mga espesyal na larangan ng agham at teknolohiya
(light year, parsec, diopter, electron volt, atbp.);

Mga unit na nagretiro (mm mercury,
lakas-kabayo, atbp.)

Kasama rin sa mga non-systemic unit ang maramihan at submultiple na unit ng pagsukat, na kung minsan ay may sariling pangalan, halimbawa, ang unit ng mass - ton (t). SA pangkalahatang kaso Ang mga desimal, multiple at submultiple ay nabuo gamit ang mga salik at prefix.

Mga instrumento sa pagsukat

Sa ilalim instrumento sa pagsukat(SI) ay nauunawaan bilang isang aparato na nilayon para sa mga sukat at pagkakaroon standardized metrological katangian.

Sa pamamagitan ng functional na layunin Ang SI ay nahahati sa: mga sukat, mga instrumento sa pagsukat, mga transduser ng pagsukat, mga pag-install ng pagsukat, mga sistema ng pagsukat.

Sukatin- isang instrumento sa pagsukat na idinisenyo upang magparami at mag-imbak ng pisikal na dami ng isa o higit pang laki na may kinakailangang katumpakan. Ang isang sukatan ay maaaring ilarawan bilang isang katawan o isang aparato.

Metro(IP) - isang instrumento sa pagsukat na idinisenyo upang kunin ang impormasyon sa pagsukat at i-convert
ito sa isang form na naa-access sa direktang pang-unawa operator Ang mga instrumento sa pagsukat, bilang panuntunan, ay kasama
sukatin. Batay sa prinsipyo ng pagpapatakbo, ang mga power supply ay nakikilala sa pagitan ng analog at digital. Ayon sa paraan ng paglalahad ng impormasyon sa pagsukat, ang mga instrumento sa pagsukat ay nagpapahiwatig o nagtatala.

Depende sa paraan ng pag-convert ng signal ng impormasyon sa pagsukat, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng mga direktang conversion na device (direktang pagkilos) at pagbabalanse ng mga conversion na device (paghahambing). Sa mga direktang conversion device, ang signal ng impormasyon ng pagsukat ay kino-convert sa kinakailangang bilang ng beses sa isang direksyon nang hindi gumagamit ng feedback. Sa pagbabalanse ng mga device ng conversion, kasama ang isang direktang circuit ng conversion, mayroong isang reverse conversion circuit at ang sinusukat na halaga ay inihambing sa isang kilalang halaga na homogenous sa sinusukat na halaga.

Depende sa antas ng pag-average ng sinusukat na halaga, may mga device na nagbibigay ng mga pagbabasa ng mga agarang halaga ng sinusukat na halaga, at pagsasama-sama ng mga device, ang mga pagbabasa kung saan ay tinutukoy ng integral ng oras ng sinusukat na halaga.

Transducer- isang instrumento sa pagsukat na idinisenyo upang i-convert ang isang nasusukat na halaga sa isa pang halaga o signal ng pagsukat, na maginhawa para sa pagproseso, pag-iimbak, karagdagang pagbabago, indikasyon o paghahatid.

Depende sa kanilang lokasyon sa pagsukat ng circuit, ang pangunahin at intermediate na mga converter ay nakikilala. Ang mga pangunahing transduser ay ang mga kung saan ibinibigay ang sinusukat na halaga. Kung ang mga pangunahing converter ay direktang inilagay sa object ng pananaliksik, malayo sa lugar ng pagpoproseso, kung gayon minsan ay tinatawag ang mga ito mga sensor.

Depende sa uri ng input signal, nahahati ang mga converter sa analog, analog-to-digital at digital-to-analog. Malawakang ginagamit ang mga malalaking sukat na transduser na idinisenyo upang baguhin ang laki ng isang dami sa isang naibigay na bilang ng beses.

Pagsusukat ng setup ay isang hanay ng mga functionally combined na mga instrumento sa pagsukat (mga sukat, mga instrumento sa pagsukat, mga transduser sa pagsukat) at mga pantulong na aparato (interface, power supply, atbp.), na idinisenyo para sa isa o higit pang pisikal na dami at matatagpuan sa isang lugar.

Sistema ng pagsukat- isang set ng functionally combined measures, pagsukat ng mga transduser, computer at iba pang teknikal na paraan na matatagpuan sa iba't ibang punto ng kinokontrol na bagay para sa layunin ng pagsukat ng isa o higit pang pisikal na dami.

Mga uri at paraan ng pagsukat

Sa metrology, ang pagsukat ay tinukoy bilang isang hanay ng mga operasyon na isinagawa gamit ang isang teknikal na paraan na nag-iimbak ng isang yunit ng pisikal na dami, na nagpapahintulot sa isa na ihambing ang sinusukat na dami sa yunit nito at makuha ang halaga ng dami na ito.

Ang pag-uuri ng mga uri ng mga sukat ayon sa pangunahing pamantayan sa pag-uuri ay ipinakita sa Talahanayan 2.1.

Talahanayan 2.1 – Mga uri ng mga sukat

Direktang pagsukat- isang pagsukat kung saan ang paunang halaga ng isang dami ay direktang matatagpuan mula sa pang-eksperimentong data bilang resulta ng pagsasagawa ng pagsukat. Halimbawa, ang pagsukat ng kasalukuyang gamit ang ammeter.

Hindi direkta pagsukat - isang pagsukat kung saan ang nais na halaga ng isang dami ay matatagpuan sa batayan ng isang kilalang relasyon sa pagitan ng dami na ito at mga dami na direktang sinusukat. Halimbawa, ang pagsukat ng paglaban ng isang risistor gamit ang isang ammeter at isang voltmeter gamit ang isang relasyon na nag-uugnay ng paglaban sa boltahe at kasalukuyang.

Pinagsama Ang mga sukat ay mga sukat ng dalawa o higit pang dami ng magkakaibang mga pangalan upang mahanap ang kaugnayan sa pagitan ng mga ito. Klasikong halimbawa magkasanib na mga sukat ay upang mahanap ang pagtitiwala ng risistor paglaban sa temperatura;

Pinagsama-sama Ang mga sukat ay mga sukat ng ilang mga dami ng parehong pangalan, kung saan ang mga nais na halaga ng mga dami ay matatagpuan sa pamamagitan ng paglutas ng isang sistema ng mga equation na nakuha sa pamamagitan ng direktang mga sukat at iba't ibang mga kumbinasyon ng mga dami na ito.

Halimbawa, ang paghahanap ng mga resistensya ng dalawang resistors batay sa mga resulta ng pagsukat ng mga resistensya ng serye at parallel na koneksyon ng mga resistor na ito.

Ganap mga sukat - mga sukat batay sa mga direktang sukat ng isa o higit pang mga dami at ang paggamit ng mga halaga ng mga pisikal na pare-pareho, halimbawa, mga sukat ng kasalukuyang sa amperes.

Kamag-anak mga sukat - mga sukat ng ratio ng halaga ng isang pisikal na dami sa isang dami ng parehong pangalan o isang pagbabago sa halaga ng isang dami na may kaugnayan sa isang dami ng parehong pangalan na kinuha bilang ang una.

SA static Kasama sa mga sukat ang mga sukat kung saan gumagana ang SI sa static na mode, i.e. kapag ang output signal nito (hal. pointer deflection) ay nananatiling hindi nagbabago sa panahon ng pagsukat.

SA pabago-bago Kasama sa mga sukat ang mga pagsukat na isinagawa ng SI sa dynamic na mode, i.e. kapag ang mga pagbabasa nito ay nakasalalay sa mga dynamic na katangian. Ang mga dynamic na katangian ng SI ay ipinakita sa katotohanan na ang antas ng variable na impluwensya dito sa anumang punto ng oras ay tumutukoy sa output signal ng SI sa isang kasunod na punto ng oras.

Mga sukat na may pinakamataas na posibleng katumpakan nakamit sa kasalukuyang antas ng pag-unlad ng agham at teknolohiya. Ang ganitong mga sukat ay isinasagawa kapag lumilikha ng mga pamantayan at pagsukat ng mga pisikal na pare-pareho. Ang katangian ng naturang mga sukat ay ang pagtatasa ng mga pagkakamali at pagsusuri ng mga pinagmumulan ng kanilang paglitaw.

Teknikal Ang mga pagsukat ay mga pagsukat na isinasagawa sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon gamit ang isang tiyak na pamamaraan at isinasagawa sa lahat ng sektor ng pambansang ekonomiya, maliban sa siyentipikong pananaliksik.

Ang hanay ng mga pamamaraan para sa paggamit ng prinsipyo at mga instrumento sa pagsukat ay tinatawag paraan ng pagsukat(Larawan 2.1).

Nang walang pagbubukod, ang lahat ng paraan ng pagsukat ay nakabatay sa paghahambing ng sinusukat na halaga sa halagang muling ginawa ng sukat (single-valued o multi-valued).

Ang direktang paraan ng pagtatasa ay nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga halaga ng sinusukat na dami ay binabasa nang direkta mula sa aparato ng pagbabasa instrumento sa pagsukat direktang aksyon. Ang sukat ng aparato ay na-calibrate nang maaga gamit ang isang multi-valued na sukat sa mga yunit ng sinusukat na halaga.

Ang mga paraan ng paghahambing sa isang panukat ay kinabibilangan ng paghahambing ng nasusukat na halaga at ang halaga na ginawa ng sukat. Ang pinakakaraniwang paraan ng paghahambing ay: kaugalian, zero, pagpapalit, pagkakataon.

Figure 2.1 – Pag-uuri ng mga paraan ng pagsukat

Gamit ang zero measurement method, ang pagkakaiba sa pagitan ng sinusukat na halaga at ang kilalang halaga ay binabawasan sa zero sa panahon ng proseso ng pagsukat, na naitala ng isang napakasensitibong zero indicator.

Gamit ang paraan ng kaugalian, ang pagkakaiba sa pagitan ng sinusukat na halaga at ang halaga na ginawa ng sukat ay binibilang sa sukat ng aparatong pagsukat. Ang hindi kilalang dami ay tinutukoy mula sa alam na dami at ang nasusukat na pagkakaiba.

Ang paraan ng pagpapalit ay nagsasangkot ng salit-salit na pagkonekta sa sinusukat at kilalang mga dami sa input ng indicator, i.e. Ang mga sukat ay isinasagawa sa dalawang hakbang. Ang pinakamaliit na error sa pagsukat ay nakuha kapag, bilang resulta ng pagpili ng isang kilalang halaga, ang tagapagpahiwatig ay nagbibigay ng parehong pagbabasa tulad ng sa isang hindi kilalang halaga.

Ang coincidence method ay nakabatay sa pagsukat ng pagkakaiba sa pagitan ng sinusukat na halaga at ng halaga na muling ginawa ng sukat. Kapag nagsusukat, ginagamit ang mga coincidence ng scale mark o periodic signal. Ang pamamaraan ay ginagamit, halimbawa, kapag sinusukat ang dalas at oras gamit ang mga reference signal.

Ang mga pagsukat ay isinasagawa gamit ang isa o maramihang mga obserbasyon. Ang pagmamasid dito ay tumutukoy sa isang eksperimental na operasyon na isinagawa sa panahon ng proseso ng pagsukat, bilang isang resulta kung saan ang isang halaga ng isang dami ay nakuha, na palaging random sa kalikasan. Kapag gumagawa ng mga pagsukat na may maraming mga obserbasyon, ang pagpoproseso ng istatistika ng mga resulta ng pagmamasid ay kinakailangan upang makuha ang resulta ng pagsukat.

SISTEMA NG SEGURIDAD NG ESTADO
YUNIT NG PAGSUKAT

YUNIT NG PISIKAL NA DAMI

GOST 8.417-81

(ST SEV 1052-78)

USSR STATE COMMITTEE ON STANDARDS

Moscow

STANDARD NG USSR UNION

mula 01/01/1982

Ang pamantayang ito ay nagtatatag ng mga yunit ng mga pisikal na dami (mula dito ay tinutukoy bilang mga yunit) na ginagamit sa USSR, ang kanilang mga pangalan, mga pagtatalaga at mga patakaran para sa paggamit ng mga yunit na ito Ang pamantayan ay hindi nalalapat sa mga yunit na ginamit sa siyentipikong pananaliksik at sa paglalathala ng kanilang mga resulta , kung hindi nila isasaalang-alang at ginagamit ang mga resulta ng pagsukat ng mga partikular na pisikal na dami, pati na rin ang mga yunit ng mga dami na tinasa sa mga karaniwang sukat*. * Ang karaniwang mga kaliskis ay nangangahulugang, halimbawa, ang Rockwell at Vickers hardness scales, ang photosensitivity ng mga photographic na materyales. Ang pamantayan ay sumusunod sa ST SEV 1052-78 sa mga tuntunin ng pangkalahatang probisyon, mga yunit ng International System, mga yunit na hindi kasama sa SI, mga panuntunan para sa pagbuo ng mga decimal multiple at submultiple, pati na rin ang kanilang mga pangalan at pagtatalaga, mga panuntunan para sa pagsulat ng mga pagtatalaga ng unit, mga panuntunan para sa pagbuo ng magkakaugnay na nagmula na mga yunit ng SI (tingnan ang reference na Appendix 4).

1. PANGKALAHATANG PROBISYON

2. UNITS NG INTERNATIONAL SYSTEM

Talahanayan 1

68).

3 - 5. Tandaan. Ang SI electrical at magnetic unit ay dapat mabuo ayon sa rationalized form ng electromagnetic field equation.

Talahanayan 3

candela kada metro kuwadrado

Talahanayan 4

Katumbas na dosis ng radiation

Talahanayan 5

3. MGA UNIT NA HINDI KASAMA SA SI

Talahanayan 6

Ang mga non-systemic na unit ay pinapayagang gamitin kasama ng mga unit ng SI

2 Pinahihintulutang gamitin ang pangalang “gon” 3 Hindi inirerekomenda na gamitin para sa tumpak na mga sukat. Kung posible na ilipat ang pagtatalaga l na may numero 1, pinapayagan ang pagtatalaga L.

Tandaan. Ang mga yunit ng oras (minuto, oras, araw), anggulo ng eroplano (degree, minuto, segundo), astronomical unit, light year, diopter at atomic mass unit ay hindi pinapayagang gumamit ng mga prefix

Natural logarithm ng walang sukat na ratio ng isang pisikal na dami sa pisikal na dami ng parehong pangalan, kinuha bilang orihinal

4. MGA PANUNTUNAN PARA SA PAGBUO NG DECIMAL MULTIPLES AT MULTIPLE UNITS, PATI ANG KANILANG PANGALAN AT DESIGNATION

4.1. Ang mga desimal na multiple at submultiple, pati na rin ang kanilang mga pangalan at pagtatalaga, ay dapat mabuo gamit ang mga kadahilanan at prefix na ibinigay sa Talahanayan. 8.

, na siyang pangalawang kapangyarihan ng yunit ng haba - ang metro, ang prefix ay dapat na naka-attach sa pangalan ng huling yunit na ito: square kilometer, square centimeter, atbp. 4.6. Ang mga pagtatalaga ng mga multiple at sub-multiple unit ng isang unit na nakataas sa isang power ay dapat mabuo sa pamamagitan ng pagdaragdag ng naaangkop na exponent sa pagtatalaga ng multiple o sub-multiple ng unit na iyon, ang exponent ay nangangahulugang ang exponent ng multiple o sub-multiple unit (kasama ang unlapi). Mga halimbawa: 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. Ang mga rekomendasyon para sa pagpili ng decimal multiple at submultiple ay ibinibigay sa Reference Appendix 3.

(halimbawa s -1, m -1, K -1; c -1, m -1, K -1), hindi pinapayagang gumamit ng pahilig o pahalang na linya. 5.10. Kapag gumagamit ng slash, ang mga simbolo ng unit sa numerator at denominator ay dapat ilagay sa isang linya, at ang produkto ng mga simbolo ng unit sa denominator ay dapat na nakapaloob sa mga panaklong. 1

5.11. Kapag nagpapahiwatig ng nagmula na yunit na binubuo ng dalawa o higit pang mga yunit, hindi pinapayagan na pagsamahin ang mga pagtatalaga ng titik at mga pangalan ng mga yunit, i.e. Para sa ilang mga yunit, magbigay ng mga pagtatalaga, at para sa iba, mga pangalan.

Tandaan. Pinapayagan na gumamit ng mga kumbinasyon ng mga espesyal na character...°,... ¢,... ¢ ¢, % at o / oo s

mga yunit, halimbawa...°/ s, atbp. = APLIKASYON,

Sapilitan mga yunit, halimbawa...°/ s, atbp. MGA TUNTUNIN PARA SA PAGBUO NG COHERENT DERIVATIVE SI UNITS s Ang magkakaugnay na derived units (mula rito ay tinutukoy bilang derived units) ng International System, bilang panuntunan, ay nabuo gamit ang pinakasimpleng equation ng mga koneksyon sa pagitan ng mga dami (defining equation), kung saan ang numerical coefficients ay katumbas ng 1. Upang bumuo ng derived units, ang mga dami sa mga equation ng koneksyon ay kinuha katumbas ng mga yunit ng SI. Halimbawa. Ang yunit ng bilis ay nabuo gamit ang isang equation na tumutukoy sa bilis ng isang rectilinearly at pare-parehong gumagalaw na punto ) posible ring gamitin ang temperatura ng Celsius (designation v s s/t ) posible ring gamitin ang temperatura ng Celsius (designation saan

[v] = [- bilis;]/[t- haba ng nilakbay na landas;

Samakatuwid, ang SI unit ng bilis ay metro bawat segundo. Ito ay katumbas ng bilis ng isang rectilinearly at pare-parehong gumagalaw na punto, kung saan ang puntong ito ay gumagalaw sa layo na 1 m sa isang oras na 1 s. Kung ang coupling equation ay naglalaman ng isang numerical coefficient na naiiba sa 1, pagkatapos ay upang bumuo ng isang magkakaugnay na derivative ng isang SI unit, ang mga halaga na may mga halaga sa mga unit ng SI ay pinapalitan sa kanang bahagi, na nagbibigay, pagkatapos ng multiplikasyon ng coefficient, ang kabuuang numerical value, katumbas ng bilang 1. Halimbawa. Kung ang equation ay ginagamit upang bumuo ng isang yunit ng enerhiya

Sapilitan E- kinetic na enerhiya; m ay ang masa ng materyal na punto; mga yunit, halimbawa...°/ s, atbp. ay ang bilis ng paggalaw ng isang punto, pagkatapos ay nabuo ang magkakaugnay na SI unit ng enerhiya, halimbawa, tulad ng sumusunod:

Samakatuwid, ang SI unit ng enerhiya ay ang joule (katumbas ng newton meter). Sa mga halimbawang ibinigay, ito ay katumbas ng kinetic energy ng isang katawan na tumitimbang ng 2 kg na gumagalaw sa bilis na 1 m / s, o isang katawan na tumitimbang ng 1 kg na gumagalaw sa bilis.

(halimbawa s -1, m -1, K -1; c -1, m -1, K -1), hindi pinapayagang gumamit ng pahilig o pahalang na linya. 5.10. Kapag gumagamit ng slash, ang mga simbolo ng unit sa numerator at denominator ay dapat ilagay sa isang linya, at ang produkto ng mga simbolo ng unit sa denominator ay dapat na nakapaloob sa mga panaklong. 2

Impormasyon

Pag-uugnay ng ilang non-systemic na unit sa mga unit ng SI

(halimbawa s -1, m -1, K -1; c -1, m -1, K -1), hindi pinapayagang gumamit ng pahilig o pahalang na linya. 5.10. Kapag gumagamit ng slash, ang mga simbolo ng unit sa numerator at denominator ay dapat ilagay sa isang linya, at ang produkto ng mga simbolo ng unit sa denominator ay dapat na nakapaloob sa mga panaklong. 3

Impormasyon

Talahanayan 1

68).

(halimbawa s -1, m -1, K -1; c -1, m -1, K -1), hindi pinapayagang gumamit ng pahilig o pahalang na linya. 5.10. Kapag gumagamit ng slash, ang mga simbolo ng unit sa numerator at denominator ay dapat ilagay sa isang linya, at ang produkto ng mga simbolo ng unit sa denominator ay dapat na nakapaloob sa mga panaklong. 4

Impormasyon

DATA NG IMPORMASYON TUNGKOL SA PAGSUNOD SA GOST 8.417-81 ST SEV 1052-78