|
|
|
|
|
|
||
Всякоеизмерение связано с определением числовых значений физических величин, с помощью которых раскрываются закономерности исследуемых явлений. Понятие физических величин, например массы, длины и т.д., - это отображение объективно существующих, присущих материальным объектам свойств инертности, протяженности и т. д. Эти свойства существуют вне и независимо от нашего сознания, независимо от наблюдателя, качества средстви методов, использованных при измерениях. Физические величины, характеризующие материальный объект в данных условиях, не создаются измерениями, а только обнаруживаютсяс их помощью. Измерить какую-либо величину это значит установить ее числовое соотношение с некоторой другой однородной величиной, принятой за единицу измерений. 
. Поэтому измерением мы называем процесс сравнения данной величины с некоторым ее значением, принятым за единицу измерений. Исходя из этогоопределения иобозначив через Q измеряемую величину, через [Q] единицу ее измерения и через q числовое значение измеряемой величины в принятых единицах измерений, полученный таким образом, результат измерений можно представитькак количественную информацию о качественном состоянииизмеряемого объекта, полученную в результате физического эксперимента с известной степенью достоверности. Науку о единстве мер и точности измерений называют метрологией, которая в переводе с греческого языка означает учение о мерах, измерениях ( метро - меры, измерения; логос - учение). Метрологию подразделяют на общую ( теоретическуюи экспериментальную) и прикладную. Общая метрология занимается фундаментальнымиисследованиями, созданием систем единиц измерений, эталонов* образцовых мер и физических постоянных, прикладная метрология -решением практическихзадач.В особый раздел выделяют законодательную метрологию, включающую в себя комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений* и единообразия средств измерений* в стране. Современная метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Основные метрологические термины и определения изложены в ГОСТ 16263-70 "Государственная система обеспечения единства измерений.Метрология. Термины и определения". Единицы измеренийподразделяют на основные, дополнительные, производные и внесистемные, кратные и дольные. Основными называются единицы, выбранные произвольно при построении системы единиц. К ним относят метр, секунду и др. Производными называют единицы, образуемыепо определяющему эти единицы уравнению из другихединицданнойсистемы. Примером производной единицы может служить единица скорости - м/с. Под внесистемными единицами понимают единицы, которые не входят в какую-либо систему единиц. Примерами таких единицмогут быть ангстрем,центнер, литр, калория и др. Формула связи междувеличиной, для которой устанавливаются производные единицы и величинами А, В, С, ... единицы измерения которых установлены независимо, в общем случае имеет вид: 
,гдеk - числовой коэффициент ( в частном случае k=1).Формула связипроизводной единицы с основными или другими единицами называетсяформулой размерности, а показатели степени размерностями 
. Понятиекратных и дольных единиц введено для удобства практического использованияединиц. Кратная единица - единица в целое число раз большая системной или внесистемной единицы. Она образуется путем умножения основной или производной единицы на число 10 в соответствующей положительнойстепени. Дольная единица - единица в целое число раз меньшая системной или внесистемной единицы, она образуется путемумножения основной или производной единицы на число 10 в соответствующей отрицательнойстепени. Наименованиекратных и дольных единицобразуют путем прибавления приставок к наименованиям основных и производных единиц. Совокупность основных и производных единиц, относящаяся к некоторой системе величини образованияв соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц физических величин. Система единиц в том виде, как она существует теперь, создавалась человечеством много веков. Из всех систем единиц наибольшее распространение во всем мире получила метрическая система. Наличиебольшого числа метрических и неметрических системединици внесистемных единиц со сложными, разнообразными и трудно запоминаемыми соотношениями между единицамиоднородных величин сильно затрудняет ихпрактическое применение, вызывает трудности и неудобства, связанные с переводом числовых значений физических констант и эмпирических формулиз одной системы единиц в другую путем введения большого числа переводных коэффициентов. В результате большого труда многих ученых разных странбыла разработана современная форма метрической системы - Международная система единиц (СИ). Основными единицами этой системы являются: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела, моль. Кроме основных единиц, этасистема включает дополнительные единицы: единицу плоского угла - радиан, единицу телесного угла - стерадиан. Число производных единиц система СИ не ограничивает. Кроме этих единиц система единицСИ предусматривает образование дольных и кратных единиц от основных* и производных единиц*. Обладая всеми достоинствами метрической системы, система единиц СИ имеет и много других положительных сторон. Во-первых, она охватывает практически всеотрасли наукии техники, т.е. является универсальнойсистемой, значительноуменьшая необходимость применения каких-либо других единиц, ив целом представляет собой единую систему, общую для большинства областей измерений. Причем для однородных величин в разныхобластях применяется одна единица. Во всех физических уравнениях, определяющих единицы измерения, коэффициентпропорциональности - всегда безразмерная величина, равная единице. Связность (когерентность) системы значительно облегчаетизучение физических закономерностей. Например, все виды энергии,работывыражаются в джоулях (Дж), вместо применяемых еще в различных отраслях науки и техники разных единиц,такихкак килограмм-сила-метр (кгс*м), эрг (эрг), лошадиная сила на час (л.с.*ч), ватт-час (вт*ч), калория (кл) и др. Система единиц СИ позволяет значительно упростить операции по решению уравнений, расчету и составлению графиков и номограмм, так как отпадает необходимость применения большого количества переводных коэффициентов.