I ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Измерения и наука об измерениях
Метрология
Метрология – наука об измерениях, методах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности (определение из международного словаря VIM-3 [35]). Различают теоретическую, законодательную и прикладную метрологию.
Греческое слово «метрология» образовано от слов «метрон» – мера и «логос» – учение, дословно – «учение о мерах».
Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах материальных объектов [2].
Существует более общее определение понятия «метрология» – методология определения степени близости результатов их целям [9]. Измерения качественных показателей (нефизических величин) в данном пособии не рассматриваются.
Из определения понятия «метрология» следует, что она является научной основой двух видов человеческой деятельности – измерительной, выполняемой с использованием средств измерений с целью получения достоверного результата измерений величины, и метрологической, выполняемой с целью воспроизведения единицы величины и передачи ее средству измерений (СИ) на хранение для осуществления измерительной деятельности.
К метрологической деятельности относятся все процедуры, связанные с эталонами, включая:
1) научное обоснование, создание и применениеэталонов;
2) передачу средствам измерений единицы величины от эталона (получение шкалы или калибровочной функции) или определение поправок к показаниям СИ и оценка их погрешности;
|
|
|
3) подтверждение соответствия СИ метрологическим требованиям.
При изложении основ теории измерений считается, что единица величины уже передана СИ с погрешностью, установленной в процессе метрологической деятельности. Теорию обеспечения единства измерений и прослеживаемости применяемых единиц физических величин к первичным эталонам будем рассматривать отдельно в части II «Обеспечение единства измерений».
Физические величины
Окружающий нас физический мир представляет собой совокупность конкретных предметов, процессов и явлений, каждый из которых в сознании человека может характеризоваться какой-либо физической величиной (или просто – величиной).
Величина – это свойство материального объекта, физической системы, явления или процесса, общее в качественном отношении для многих объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них [22, 35].
Например, предметы обладают общим свойством протяженности в пространстве, все они имеют конкретные размеры (длину, ширину, высоту). Это свойство характеризуется величиной, которую называют «длиной». Данная величина позволяет отличать одни предметы от других по их размерам, ее единица – метр. Пласты горных пород имеют разное кратчайшее расстояние от кровли до подошвы, то есть разную толщину в метрах. Любые события характеризуются длительностью, мерой которой является время, её единица – секунда. Предметы обладают инертностью, характеризующейся массой, её единица – килограмм.
|
|
|
По видам явлений величины делятся на вещественные (пассивные), энергетические (активные) и величины, характеризующие процессы.
Выделяют пространственно-временные, механические, тепловые, электрические и магнитные, акустические, световые и физико-химические величины, а также величины ионизирующих излучений, атомной и ядерной физики.
Величины бывают основными и производными, размерными и безразмерными.
Размерность – характеристика величины, выраженная в форме степенного многочлена, отражающая ее связь с основными величинами. Размерность используется для перевода единиц из одной системы в другую.
Система физических величин – совокупность величин, образованная с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые, а другие являются их функциями. Например, система LMT – длина (L), масса (M), время (T).
|
|
|
Качество продукции, товаров и услуг характеризуется показателями качества, общими для них в качественном отношении, но индивидуальные количественно. К ним относятся показатели назначения, надежности, безопасности, транспортабельности, технологичности, а также эстетические, эргономические и экологические показатели [29].
Размер величины – количественная определенность величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу.
Значение величины – выражение размера величины в виде некоторого числа принятых для него единиц. Число, входящее в значение величины, называется числовым значением величины.
Не следует применять слово «величина» в смысле «числовое значение величины». Например, словосочетание «величина массы прибора» или «величина удельного электрического сопротивления пласта» употреблять не рекомендуется, так как «масса» – уже название величины. Иначе – «масло масляное». Поэтому следует говорить и писать, например «измеренное значение массы» или «измеренное значение удельного электрического сопротивления».
Единицы физических величин
Единицей величины называется величина [В], которой присвоено числовое значение, равное 1, принятое по соглашению для количественного выражения однородных с ней величин [36]. Это значение воспроизводится государственным первичным эталоном с минимальными показателями неопределенности. По мере передачи единицы данной величины СИ происходит возрастание степени неопределенности результата измерений (накопление погрешностей).
|
|
|
Система единиц физических величин – совокупность единиц основных и производных величин в соответствии с определенными принципами.
В России принята международная система единиц физических величин SI (International System of Units), которая включает 7 основных единиц величин. Остальные единицы являются производными от основных единиц величин (ГОСТ 8.417-2002).
Допускается «единицу величины» называть «единицей измерения». Единицы бывают системными и внесистемными, кратными и дольными [2, 11].
Единица величины воспроизводится и передаётся от эталона рабочему СИ (шкала или калибровочная функция) в нормальных условиях с указанием погрешности при заданной вероятности.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 383; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!