1. Кратні і частинні одиниці Найбільш прогресивним способом утворення кратних і часткових одиниць є...

Кратні і частинні одиниці

Найбільш прогресивним способом утворення кратних і часткових одиниць є прийнята в метричній системі мір десяткова кратність між великими і меншими одиницями.

У таблиці 1.2 наводяться множники і приставки для утворення десяткових кратних і часткових одиниць та їх найменування.

Слід враховувати, що при утворенні кратних і часткових одиниць площі і обсягу за допомогою приставок може виникнути подвійність прочитання в залежності від того, куди додається приставка. Так, скорочена назва 1 км2 можна трактувати і як 1 квадратний кілометр, і як 1000 квадратних метрів, що не одне і те ж (1 квадратний кілометр = 1 000 000 квадратних метрів). Відповідно до міжнародних правил, кратні і частинні одиниці площі і обсягу слід утворювати, приєднуючи приставки до вихідних одиниць. Таким чином, стосуються Вашого тим одиницям, які отримані в результаті приєднання приставок. Тому 1км2 = 1 (км) 2.

поняття вимірювання

Основне поняття метрології - вимір. Під вимірюванням розуміють пізнавальний інформаційний процес, що полягає в порівнянні шляхом фізичного експерименту даної фізичної величини з відомою фізичною величиною, прийнятої за одиницю виміру. Знайдене значення називають результатом вимірювання.

Для виконання вимірювань необхідно відтворити одиницю фізичної величини, порівняти з нею шукане значення і зафіксувати результат порівняння. При вимірі електрорадіосігналов операції порівняння часто передує перетворення сигналу до виду, зручного для порівняння. Таким чином, чотирма основними складовими вимірювання є:

1. відтворення одиниці фізичної величини,
2. перетворення досліджуваного сигналу,
3. порівняння значення вимірюваної фізичної величини з одиницею, що відтворюється мірою,
4. фіксація результату порівняння.

Розрізняють прямі, непрямі, сукупні і спільні вимірювання. На практиці експериментатор найбільш часто зустрічається з першими двома видами.

Прямим називають вимір, при якому шукане значення фізичної величини знаходять безпосередньо з досвідчених даних. Наприклад, вимір напруги вольтметром, фазового зсуву фазометром і т. П. Непряме вимір характеризується тим, що шукане значення фізичної величини знаходять за відомою математичної залежності між цією величиною і фізичними величинами, що піддаються прямим вимірам. Інакше кажучи, дані значення даної фізичної величини визначається непрямим шляхом - обчислюється за результатами прямих вимірювань інших фізичних величин.

Якщо фізична величина z, значення якої потрібно виміряти, являє собою функцію

де - фізичні величини, що піддаються прямим змін, і - результати прямих вимірювань фізичних величин , То результат А непрямого вимірювання знаходять з виразу

Наприклад, коефіцієнт посилення підсилювача обчислюють за виміряним значенням вхідного і вихідного напруг:

Під сукупними розуміють вироблені одночасно вимірювання кількох однойменних фізичних величин, причому шукані значення величин знаходять рішенням системи рівнянь, одержуваних при прямих вимірах різних сполучень цих величин.

Спільними називають виконуються одночасно вимірювання двох або декількох неодноіменних фізичних величин для встановлення залежності між ними.

Технічні засоби, що застосовуються в вимірах і мають нормовані метрологічні характеристики, називають засобами вимірювань. У число засобів вимірювань входять заходи, вимірювальні прилади, вимірювальні установки, вимірювальні системи і перетворювачі, стандартні зразки складу та властивостей різних речовин і матеріалів.

За часовими характеристиками вимірювання поділяються на:

1. статичні, при яких вимірювана величина залишається незмінною в часі;
2. динамічні, в процесі яких вимірювана величина змінюється.

За способом вираження результатів вимірювання поділяються на:

1. абсолютні, які засновані на прямих або непрямих вимірах декількох величин і на використанні констант і в результаті яких виходить абсолютне значення величини у відповідних одиницях,
2. відносні, які не дозволяють безпосередньо виразити результат в узаконених одиницях, але дозволяють визначити ставлення результату вимірювання до будь-якої однойменної величини з невідомим в ряді випадків значенням. Наприклад, це може бути відносна вологість, відносний тиск, подовження і т. Д.

Основними характеристиками вимірювань є: принцип вимірювання, метод вимірювання, похибка, точність, достовірність і правильність вимірювань.

Принцип вимірювань - фізичне явище або їх сукупність, покладені в основу вимірювань. Наприклад, маса може бути виміряна, спираючись на гравітацію, а може бути виміряна на основі інерційних властивостей. Температура може бути виміряна по тепловому випромінюванню тіла або по її впливу на обсяг будь-якої рідини в термометрі і т. Д.

Метод вимірювань - сукупність принципів і засобів вимірювань. У розглянутому вище прикладі з виміром температури вимірювання по тепловому випромінюванню відносять до неконтактні методу термометрії, вимірювання термометром є контактний метод термометрії.

Похибка вимірювань - різниця між отриманим при вимірюванні значенням величини і її істинним значенням. Похибка вимірювань пов'язана з недосконалістю методів і засобів вимірювань, з недостатнім досвідом спостерігача, зі сторонніми впливами на результат вимірювання. Детально причини похибок і способи їх усунення або мінімізації розглянуті в розділі 2 "" , Оскільки оцінка і облік похибок вимірювань є одним з найбільш важливих розділів метрології.

Точність вимірювань - характеристика виміру, яка відображає близькість їх результатів до істинного значення вимірюваної величини. Кількісно точність виражається величиною, зворотної модулю відносної похибки, т. Е.

де Q - істинне значення вимірюваної величини, - похибка вимірювання, що дорівнює

де Х - результат виміру. Наприклад, якщо відносна похибка вимірювання дорівнює 10-2%, то точність буде дорівнює 104.

Достовірність вимірювань - характеристика якості вимірів, що розділяє всі результати на достовірні і недостовірні в залежності від того, відомі або невідомі ймовірні характеристики їх відхилень від дійсних значень відповідних величин. Результати вимірювань, достовірність яких невідома, можуть служити джерелом дезинформації.

Правильність вимірювань - якість вимірів, що відбиває близькість до нуля систематичних похибок, т. Е. Похибок, які залишаються постійними або закономірно змінюються в процесі вимірювання. Правильність вимірювань залежить від того, наскільки вірно (правильно) були обрані методи і засоби вимірювань.

Контрольні питання

1. Визначте основне поняття і предмет метрології.
2. Вкажіть три розділи метрології. За якою ознакою проводиться класифікація розділів метрології?
3. Що відрізняє метрологію від інших природничих наук (фізики, хімії)?
4. Дайте визначення фізичної величини. Наведіть приклади фізичних величин, що відносяться до механіки, оптики, електрики,
5. магнетизму.
6. Що є якісною характеристикою фізичної величини?
7. Що є кількісною характеристикою фізичної величини?
8. Використовуючи основне рівняння вимірювання, поясніть, чому значення фізичної величини не залежить від вибору одиниць вимірювань?
9. Дайте визначення системи одиниць ФВ.
10. Проведіть класифікацію ФВ за ступенем умовної незалежності від інших величин цієї групи ФВ.
11. Наведіть приклади основних і похідних ФВ.
12. Дайте визначення кратних і часткових одиниць. Наведіть приклади.