Fysikaalisen suuren käsite on yleinen fysiikassa ja metrologiassa ja sitä käytetään kuvaamaan esineiden aineellisia järjestelmiä.

Fyysinen määrä, kuten edellä mainittiin, tämä on ominaisuus, joka on laadullisesti yleinen useille esineille, prosesseille, ilmiöille ja kvantitatiivisesti - yksilöllinen jokaiselle niistä. Esimerkiksi kaikilla kappaleilla on oma massansa ja lämpötilansa, mutta näiden parametrien numeeriset arvot ovat erilaisia ​​eri kappaleille. Tämän ominaisuuden määrällinen sisältö objektissa on fyysisen suuren koko, numeerinen arvio sen koosta nimeltään fyysisen suuren arvo.

Fyysistä määrää, joka ilmaisee samaa laadullista ominaisuutta, kutsutaan homogeeninen (sama nimi ).

Mittausten päätehtävä - saada tietoa fyysisen suuren arvoista tietyn sille hyväksyttyjen yksiköiden lukumäärän muodossa.

Fysikaalisten suureiden arvot jaetaan tosi- ja todellisiin.

todellinen arvo on arvo täydellinen tapa heijastaa laadullisesti ja kvantitatiivisesti kohteen vastaavia ominaisuuksia.

Todellinen arvo on kokeellisesti löydetty arvo ja niin lähellä totta, että se voidaan ottaa sen sijaan.

Fysikaaliset suureet luokitellaan useiden ominaisuuksien mukaan. Siellä on seuraavat luokittelu:

1) mittaustiedon signaalien suhteen fyysiset suuret ovat: aktiivinen - suuret, jotka voidaan muuntaa mittaustiedon signaaliksi ilman lisäenergian lähteitä; vastuuta nye - suuret, jotka vaativat lisäenergialähteiden käyttöä, joiden kautta luodaan signaali mittaustiedosta;

2) fyysiset suureet jaetaan additiivisuuden perusteella: lisäaine , tai laaja, joka voidaan mitata osissa sekä toistaa tarkasti käyttämällä moniarvoista mittaa, joka perustuu yksittäisten mittojen kokojen summaan; Ei lisäaine, tai intensiiviset, joita ei mitata suoraan, mutta jotka muunnetaan suuren mittaukseksi tai mittaukseksi epäsuorien mittausten avulla. (Additiivisuus (lat. additivus - lisätty) on määrien ominaisuus, joka koostuu siitä, että koko esinettä vastaavan määrän arvo on yhtä suuri kuin sen osia vastaavien määrien arvojen summa).

Kehityksen evoluutio fyysisten yksiköiden järjestelmät.

Metrinen- ensimmäinen fysikaalisten määrien yksikköjärjestelmä

Ranskan kansalliskokous hyväksyi sen vuonna 1791. Hän sisälsi pituus, pinta-ala, tilavuus, kapasiteetti ja paino , jotka perustuivat kahteen yksikköön - metri ja kilo . Se erosi nyt käytetystä yksikköjärjestelmästä, eikä se ollut vielä yksikköjärjestelmä nykyisessä mielessä.

Absoluuttinen järjestelmäfyysisten suureiden yksiköt.

Menetelmän yksikköjärjestelmän muodostamiseksi perus- ja johdettujen yksiköiden joukkona kehitti ja ehdotti vuonna 1832 saksalainen matemaatikko K. Gauss, joka kutsui sitä absoluuttiseksi järjestelmäksi. Pohjaksi hän otti kolme toisistaan ​​riippumatonta määrää - massa, pituus, aika .

Pääasialle yksiköitä nämä arvot hän otti milligramma, millimetri, sekunti Olettaen, että loput yksiköt voidaan määrittää niiden avulla.

Myöhemmin ilmestyi joukko fysikaalisten suureiden yksikköjärjestelmiä, jotka rakennettiin Gaussin ehdottaman periaatteen mukaan ja perustuivat metriseen mittajärjestelmään, mutta eroavat perusyksiköiltä.

Ehdotetun Gaussin periaatteen mukaisesti fysikaalisten määrien yksikköjen pääjärjestelmät ovat:

GHS-järjestelmä, jossa perusyksiköt ovat senttimetri pituusyksikkönä, gramma massayksikkönä ja toinen aikayksikkönä; asennettu vuonna 1881;

ICSS-järjestelmä. Kilon käyttö painoyksikkönä ja myöhemmin ylipäätään voimayksikkönä johti 1800-luvun lopulla. fyysisten määrien yksikköjärjestelmän muodostamiseen, jossa on kolme perusyksikköä: metri - pituusyksikkö, kilogramma - voima - voimayksikkö, toinen - aikayksikkö;

5. MKSA järjestelmä- perusyksiköt ovat metri, kilogramma, sekunti ja ampeeri. Tämän järjestelmän perusteita ehdotti vuonna 1901 italialainen tiedemies J. Giorgi.

Kansainväliset suhteet tieteen ja talouden alalla edellyttivät mittayksiköiden yhtenäistämistä, yhtenäisen fysikaalisten suureiden yksikköjärjestelmän luomista, joka kattaa mittausalan eri aloja ja säilyttää koherenssin periaatteen, ts. fyysisten suureiden välisten yhteysyhtälöiden suhteellisuuskertoimen yhtäläisyys yksikköön.

JärjestelmäSI. Vuonna 1954 komissio yhtenäisen Internationalin kehittämiseksi

yksikköjärjestelmä ehdotti luonnosta yksikköjärjestelmäksi, joka hyväksyttiin vuonna 1960. XI painoja ja mittoja käsittelevä yleiskonferenssi. Kansainvälinen yksikköjärjestelmä (lyhennettynä SI) sai nimensä ranskalaisen System International -nimen alkukirjaimista.

Kansainvälinen yksikköjärjestelmä (SI) sisältää seitsemän päämittayksikköä (taulukko 1), kaksi lisämittayksikköä ja useita ei-järjestelmän mittayksiköitä.

Taulukko 1 - Kansainvälinen yksikköjärjestelmä

Fyysiset määrät, joilla on virallisesti hyväksytty standardi	Yksikkö	Yksikön lyhenne fyysinen määrä
			kansainvälinen
	kilogramma
Sähkövirran voimakkuus
Lämpötila
Valaistusyksikkö
Aineen määrä

Lähde: Tyurin N.I. Johdatus metrologiaan. Moskova: Standards Publishing House, 1985.

Perusyksiköt mitat Yleisen paino- ja mittakonferenssin päätösten mukaiset fyysiset suuret määritellään seuraavasti:

metri - sen polun pituus, jonka valo kulkee tyhjiössä 1/299 792 458 sekunnissa;

kilogramma on yhtä suuri kuin kilogramman kansainvälisen prototyypin massa;

toinen on yhtä suuri kuin 9 192 631 770 säteilyjaksoa, joka vastaa siirtymää Cs 133 -atomin perustilan kahden hyperhienon tason välillä;

ampeeri on yhtä suuri kuin muuttumattoman virran voimakkuus, joka kulkiessaan kahden rinnakkaisen, äärettömän pituisen ja merkityksettömän pyöreän poikkipinta-alaltaan 1 m etäisyydellä toisistaan ​​tyhjiössä suoraviivaisen johtimen läpi aiheuttaa molempiin vuorovaikutusvoiman. johtimen osa 1 m pitkä;

candela on yhtä suuri kuin ionisuojaavaa säteilyä lähettävän lähteen valon intensiteetti tietyssä suunnassa, jonka energiaintensiteetti tähän suuntaan on 1/683 W/sr;

kelvin on yhtä suuri kuin 1/273,16 veden kolmoispisteen termodynaamisesta lämpötilasta;

mooli yhtä suuri kuin luku Järjestelmän aineet, jotka sisältävät yhtä monta rakenneelementtiä kuin C12:ssa on atomeja ja joiden massa on 0,012 kg 2.

Lisäyksiköt Kansainvälinen yksikköjärjestelmä tasaisten ja avaruuskulmien mittaamiseen:

radiaani (rad) - tasainen kulma ympyrän kahden säteen välillä, joiden välinen kaari on yhtä pitkä kuin säde. Asteina radiaani on 57°17"48"3;

steradiaani (sr) - avaruuskulma, jonka kärki sijaitsee pallon keskellä ja joka leikkaa pallon pinnalta alueen, joka on yhtä suuri kuin neliön pinta-ala, jonka sivu pituus on yhtä suuri kuin pallon säde.

Muita SI-yksiköitä käytetään kulmanopeuden, kulmakiihtyvyyden ja joidenkin muiden suureiden yksiköiden muodostamiseen. Radiaania ja steradiaania käytetään teoreettisissa rakenteissa ja laskelmissa, koska suurin osa kulmien käytännön arvoista radiaaneissa ilmaistaan ​​transsendentaalisilla luvuilla.

Järjestelmän ulkopuoliset yksiköt:

Beelan kymmenesosa otetaan logaritmisena yksikkönä - desibeli (dB);

Diopteri - valon voimakkuus optisille instrumenteille;

Loisteho-muuttuja (VA);

Tähtitieteellinen yksikkö (au) - 149,6 miljoonaa km;

Valovuosi on matka, jonka valonsäde kulkee 1 vuodessa;

Tilavuus - litra (l);

Pinta-ala - hehtaaria (ha).

Logaritmiset yksiköt on jaettu ehdoton, jotka ovat fysikaalisen suuren ja normalisoidun arvon suhteen desimaalilogaritmi, ja suhteellinen, muodostuu minkä tahansa kahden homogeenisen (samannimisen) suuren suhteen desimaalilogaritmina.

Ei-SI-yksiköt ovat asteita ja minuutteja. Loput yksiköt johdetaan.

Johdetut yksiköt SI muodostetaan käyttämällä yksinkertaisimpia yhtälöitä, jotka liittyvät suureisiin ja joissa numeeriset kertoimet ovat yhtä. Tässä tapauksessa johdettua yksikköä kutsutaan johdonmukainen.

Ulottuvuus on mitattujen arvojen laadullinen näyttö. Suuren arvo saadaan sen mittauksen tai laskennan tuloksena pääyhtälö alkaenmitat:K = q * [ K]

missä Q - määrän arvo; q- mitatun arvon numeerinen arvo tavanomaisina yksiköinä; [Q] - mittaukseen valittu yksikkö.

Jos määrittävä yhtälö sisältää numeerisen kertoimen, niin johdetun yksikön muodostamiseksi yhtälön oikea puoli tulee korvata sellaisilla alkusuureiden numeerisilla arvoilla, että määritettävän johdetun yksikön numeerinen arvo on yhtä suuri kuin yksi. .

(Esimerkiksi nesteen massan mittausyksiköksi otetaan 1 ml, joten se on merkitty pakkaukseen: 250 ml, 750 jne., mutta jos 1 litra otetaan mittayksiköksi, niin sama nesteen määrä ilmoitetaan 0,25 l. , 075 litraa).

Yhtenä tapana muodostaa kerrannais- ja osakertoja käytetään metrisessä mittajärjestelmässä omaksuttua desimaalikerrointa suurempien ja pienempien yksiköiden välillä. Taulukossa. 1.2 tarjoaa kertoimia ja etuliitteitä desimaalikertojen ja osakertojen sekä niiden nimien muodostamista varten.

Taulukko 2 - Kertojat ja etuliitteet desimaalikertojen ja osakertojen muodostamista varten sekä niiden nimet

Tekijä	Konsoli	Etuliitteen nimitys
			kansainvälinen

(Exabyte on tiedon määrän mittayksikkö, joka on 1018 tai 260 tavua. 1 EeV (eksaelektronivoltti) = 1018 elektronvolttia = 0,1602 joulea)

On syytä muistaa, että muodostettaessa useita ja osa-alue- ja tilavuusyksiköitä etuliitteiden avulla, voi esiintyä kaksoislukemista riippuen siitä, mihin etuliite lisätään. Esimerkiksi 1 m 2 voidaan käyttää 1 neliömetrinä ja 100 neliösenttimetrinä, mikä on kaukana samasta asiasta, koska 1 neliömetri se on 10 000 neliösenttimetriä.

Kansainvälisten sääntöjen mukaan pinta- ja tilavuusyksiköiden kerrannaiset ja osakerrat tulee muodostaa lisäämällä etuliitteet alkuperäisiin yksikköihin. Asteilla tarkoitetaan niitä yksiköitä, jotka saadaan etuliitteiden lisäämisen tuloksena. Esimerkiksi 1 km 2 \u003d 1 (km) 2 \u003d (10 3 m) 2 \u003d = 10 6 m 2.

Mittausten yhtenäisyyden varmistamiseksi on välttämätöntä tunnistaa yksiköt, joissa kaikki saman fyysisen suuren mittalaitteet on kalibroitu. Mittausten yhtenäisyys saavutetaan tallentamalla, toistamalla tarkasti määritetyt fysikaalisten suureiden yksiköt ja siirtämällä niiden koot kaikkiin toimiviin mittalaitteisiin standardien ja esimerkillisten mittauslaitteiden avulla.

Viite - mittauslaite, joka varmistaa laillistetun fyysisen määrän yksikön säilyttämisen ja jäljentämisen sekä sen koon siirtämisen muihin mittalaitteisiin.

Standardien luomiseen, varastointiin ja käyttöön sekä niiden kunnon valvontaan sovelletaan GOST "GSI:n" vahvistamia yhtenäisiä sääntöjä. Fysikaalisten suureiden yksikköstandardit. Kehittämis-, hyväksymis-, rekisteröinti-, varastointi- ja hakemusjärjestys.

Alisteisena standardit on jaettu alaosiin primaari- ja toissijaisiin ja niillä on seuraava luokitus.

ensisijainen standardi tarjoaa tallennuksen, yksikön toiston ja mittojen siirron maan korkeimmalla tarkkuudella, joka on saavutettavissa tällä mittausalueella:

- erityiset ensisijaiset standardit- suunniteltu toistamaan yksikkö olosuhteissa, joissa yksikön koon suora siirtäminen ensisijaisesta standardista vaaditulla tarkkuudella on teknisesti mahdotonta, esimerkiksi matala- ja korkeajännitteillä, mikroaaltouunilla ja korkealla taajuudella. Ne on hyväksytty valtion standardeiksi. Ottaen huomioon valtion standardien erityisen merkityksen ja antaakseen niille lainvoiman, GOST on hyväksytty jokaiselle osavaltiostandardille. Luo, hyväksyy, tallentaa ja soveltaa valtion standardeja State Committee for Standards.

toissijainen standardi toistaa yksikön sisään erityisolosuhteet ja korvaa ensisijaisen standardin näissä olosuhteissa. Se on luotu ja hyväksytty varmistamaan valtion standardin pienimmän kulumisen. Toissijaiset standardit vuorostaan jaettu tarkoituksen mukaan:

Kopioi standardit - suunniteltu siirtämään yksiköiden koot työstandardeihin;

Vertailustandardit - suunniteltu tarkistamaan valtion standardin turvallisuus ja korvaamaan se vaurion tai katoamisen sattuessa;

Todistajastandardit - käytetään vertaamaan standardeja, joita ei syystä tai toisesta voida verrata suoraan toisiinsa;

Toimintastandardit - toistaa yksikön toissijaisista standardeista ja siirtävät koon alemman tason standardiin. Ministeriöt ja osastot luovat, hyväksyvät, tallentavat ja käyttävät toissijaisia ​​standardeja.

yksikön viite - yksi väline tai mittauslaitesarja, joka varmistaa yksikön varastoinnin ja jäljentämisen sen koon siirtämiseksi alemman tason mittalaitteisiin varmennuskaavion mukaisesti, joka on valmistettu erityisen eritelmän mukaan ja hyväksytty virallisesti määrätyllä tavalla standardi.

Yksiköiden jäljentäminen teknisistä ja taloudellisista vaatimuksista riippuen suoritetaan kahdella tavoilla:

- keskitetty- käyttää yhtä valtion standardia koko maalle tai maaryhmälle. Kaikki perusyksiköt ja useimmat johdannaiset toistetaan keskitetysti;

- hajautettu- koskee johdettuja yksiköitä, joiden kokoa ei voida siirtää suoraan standardin kanssa ja jotka tarjoavat tarvittavan tarkkuuden.

Standardi luo monivaiheisen menettelyn fysikaalisen suuren yksikön mittojen siirtämiseksi tilastandardista kaikkiin työvälineisiin tietyn fyysisen suuren mittaamiseksi käyttämällä toissijaisia ​​standardeja ja esimerkillisiä tapoja mitata eri luokkia korkeimmasta ensin pienimpään. ja esimerkillisistä keinoista työntekijöille.

Koon siirto suoritetaan erilaisilla varmennusmenetelmillä, pääasiassa tunnetuilla mittausmenetelmillä. Asteittainen koon siirtoon liittyy tarkkuuden menetys, mutta monivaiheisella voit säästää standardeja ja siirtää yksikön koon kaikkiin toimiviin mittalaitteisiin.

JOHDANTO

Fysikaalinen määrä on fyysisen kohteen (fyysisen järjestelmän, ilmiön tai prosessin) ominaisuuden ominaisuus, joka on laadullisesti yhteinen monille fyysisille objekteille, mutta jokaiselle esineelle kvantitatiivisesti yksilöllinen.

Yksilöllisyys ymmärretään siinä mielessä, että suuren arvo tai suuren koko voi olla yhdelle esineelle tietyn määrän kertoja suurempi tai pienempi kuin toiselle.

Fyysisen suuren arvo on arvio sen koosta tietyn sille hyväksyttyjen yksiköiden lukumäärän tai sille valitun asteikon mukaisen luvun muodossa. Esimerkiksi 120 mm on lineaarisen arvon arvo; 75 kg on ruumiinpainon arvo.

Fysikaalisella suurella on oikeat ja todelliset arvot. Todellinen arvo on arvo, joka ihannetapauksessa heijastaa kohteen ominaisuutta. Todellinen arvo - kokeellisesti löydetyn fyysisen suuren arvo, joka on riittävän lähellä todellista arvoa, jota voidaan käyttää sen sijaan.

Fysikaalisen suuren mittaus on joukko operaatioita, joilla käytetään teknisiä välineitä, jotka tallentavat yksikön tai toistavat fysikaalisen suuren asteikon, mikä koostuu mitatun suureen (eksplisiittisesti tai implisiittisesti) vertailusta sen yksikköön tai asteikkoon. saada tämän määrän arvo kätevimmässä muodossa.

Fysikaalisia suureita on kolmea tyyppiä, joiden mittaus suoritetaan olennaisesti erilaisten sääntöjen mukaan.

Ensimmäisen tyypin fyysiset suureet sisältävät suuret, joiden dimensioiden joukkoon on määritelty vain järjestys- ja vastaavuussuhteet. Nämä ovat suhteita, kuten "pehmeämpi", "kovempi", "lämpimämpi", "kylmämpi" jne.

Tällaisia ​​määriä ovat esimerkiksi kovuus, joka määritellään kappaleen kyvyksi vastustaa toisen kappaleen tunkeutumista siihen; lämpötila, kehon lämpöaste jne.

Tällaisten suhteiden olemassaolo todetaan teoreettisesti tai kokeellisesti erityisten vertailukeinojen avulla sekä havaintojen perusteella, jotka koskevat fysikaalisen suuren vaikutuksen tuloksia mihin tahansa esineeseen.

Toisen tyypin fyysisille suureille järjestyksen ja vastaavuuden suhde tapahtuu sekä kokojen välillä että niiden kokoparien välillä.

Tyypillinen esimerkki on aikavälien mittakaava. Joten aikavälien eroja pidetään yhtäläisinä, jos vastaavien merkkien väliset etäisyydet ovat yhtä suuret.

Kolmas tyyppi on additiiviset fyysiset suureet.

Additiivisia fysikaalisia suureita kutsutaan suureiksi, joiden kokojoukolle ei ole määritelty vain järjestys- ja ekvivalenssisuhteet, vaan myös yhteen- ja vähennysoperaatiot.

Tällaisia ​​suureita ovat esimerkiksi pituus, massa, virranvoimakkuus jne. Ne voidaan mitata osissa ja myös toistaa käyttämällä moniarvoista mittaa, joka perustuu yksittäisten mittojen summaan.

Kahden kappaleen massojen summa on sellaisen kappaleen massa, joka on tasapainotettu kahdella ensimmäisellä tasakätisellä asteikolla.

Minkä tahansa kahden homogeenisen PV:n tai minkä tahansa saman PV:n kahden koon mittoja voidaan verrata keskenään, eli selvittää, kuinka monta kertaa toinen on suurempi (tai pienempi) kuin toinen. Jotta voidaan verrata m kokoa Q", Q", ... , Q (m) keskenään, on otettava huomioon C m 2 niiden suhteen. Niitä on helpompi verrata yhteen homogeenisen PV:n kokoon [Q], jos otetaan se PV-koon yksikkönä (lyhennettynä PV-yksikkö). Tällaisen vertailun tuloksena saadaan lausekkeet mitoille Q", Q", ... , Q (m) joidenkin lukujen n", n", .. muodossa. ,n (m) PV-yksikköä: Q" = n" [Q]; Q" = n" [Q]; ...; Q(m) = n(m) [Q]. Jos vertailu suoritetaan kokeellisesti, tarvitaan vain m koetta (C m 2:n sijaan), ja kokojen Q", Q", ... , Q (m) vertailu voidaan suorittaa vain laskelmat kuten

missä n (i) / n (j) ovat abstrakteja lukuja.

Tyyppi tasa-arvo

kutsutaan perusmittausyhtälöksi, jossa n [Q] on PV:n koon arvo (lyhennettynä PV:n arvo). PV-arvo on nimetty luku, joka koostuu PV-koon numeerisesta arvosta (lyhennettynä PV:n numeerisena arvona) ja PV-yksikön nimestä. Esimerkiksi kun n = 3,8 ja [Q] = 1 gramma, massan koko Q = n [Q] = 3,8 grammaa, kun n = 0,7 ja [Q] = 1 ampeeri, virran voimakkuuden koko Q = n [Q ] = 0,7 ampeeria. Yleensä "massan koko on 3,8 grammaa", "virran koko on 0,7 ampeeria" jne., he sanovat ja kirjoittavat lyhyemmin: "massa on 3,8 grammaa", "virta on 0,7 ampeeria" " ja niin edelleen.

PV:n mitat löytyvät useimmiten niiden mittauksen tuloksena. PV:n koon mittaus (lyhennettynä PV:n mittaus) koostuu siitä, että empiirisesti erityisten avulla teknisiä keinoja etsi PV:n arvo ja arvioi tämän arvon läheisyys arvoon, joka ihannetapauksessa kuvastaa tämän PV:n kokoa. Tällä tavalla löydettyä PV-arvoa kutsutaan nimellisarvoksi.

Sama koko Q voidaan ilmaista eri arvoilla erilaisilla numeerisilla arvoilla riippuen PV-yksikön valinnasta (Q = 2 tuntia = 120 minuuttia = 7200 sekuntia = = 1/12 vuorokaudesta). Jos otetaan kaksi eri yksikköä ja , voidaan kirjoittaa Q = n 1 ja Q = n 2, mistä

n 1 / n 2 \u003d /,

eli PV:n numeroarvot ovat kääntäen verrannollisia sen yksikköihin.

Siitä, että PV:n koko ei riipu sen valitusta yksiköstä, seuraa ehto mittausten yksiselitteisyydelle, joka koostuu siitä, että tietyn PV:n kahden arvon suhde ei saisi riippua siitä, mitkä yksiköt olivat käytetään mittauksessa. Esimerkiksi auton ja junan nopeuksien suhde ei riipu siitä, ilmaistaanko nämä nopeudet kilometreinä tunnissa vai metreinä sekunnissa. Tätä ensi silmäyksellä kiistattomalta vaikuttavaa ehtoa ei valitettavasti voida vielä täyttää mitattaessa joitain PV:itä (kovuus, valoherkkyys jne.).

1. TEOREETTINEN OSA

1.1 Fysikaalisen suuren käsite

Ympäröivän maailman paino-esineille on ominaista niiden ominaisuudet. Ominaisuus on filosofinen kategoria, joka ilmaisee esineen (ilmiön, prosessin) sellaista puolta, joka määrittää sen eron tai yhteisyyden muihin esineisiin (ilmiöihin, prosesseihin) ja löytyy sen suhteesta niihin. Kiinteistö on laatuluokka. Prosessien ja fyysisten kappaleiden eri ominaisuuksien kvantitatiiviseen kuvaamiseen otetaan käyttöön määrän käsite. Arvo on jonkin ominaisuus, joka voidaan erottaa muista ominaisuuksista ja arvioida tavalla tai toisella, myös kvantitatiivisesti. Arvoa ei ole olemassa itsestään, se tapahtuu vain, jos on objekti, jolla on tämän arvon ilmaisemia ominaisuuksia.

Arvojen analyysin avulla voimme jakaa (kuva 1) ne kahteen tyyppiin: aineellisen muodon arvot (todelliset) ja ideaalisten todellisuusmallien arvot (ideaali), jotka liittyvät pääasiassa toisiinsa. matematiikkaan ja ovat tiettyjen reaalikäsitteiden yleistys (malli).

Todelliset suuret puolestaan ​​​​jaetaan fyysisiin ja ei-fysikaalisiin. Fysikaalinen suure voidaan määritellä yleisimmässä tapauksessa luonnontieteissä (fysiikka, kemia) ja teknisissä tieteissä tutkituille aineellisille esineille (prosesseille, ilmiöille) ominaiseksi suureksi. Ei-fysikaalisiin suureisiin tulisi sisältyä yhteiskuntatieteiden (ei-fysikaalisten) tieteiden – filosofian, sosiologian, taloustieteen jne. – suuret.

Riisi. 1. Määrien luokitus.

Asiakirja RMG 29-99 tulkitsee fyysisen suuren yhdeksi fyysisen kohteen ominaisuuksista, joka on laadullisesti yhteinen monille fyysisille objekteille, mutta kvantitatiivisesti yksilöllinen jokaiselle niistä. Yksilöllisyys kvantitatiivisesti ymmärretään siinä mielessä, että ominaisuus voi olla yhdelle esineelle tietyn määrän kertoja enemmän tai vähemmän kuin toiselle.

Fysikaaliset suureet on tarkoituksenmukaista jakaa mitattavissa oleviin ja estimoituihin. Mitatut FI:t voidaan ilmaista kvantitatiivisesti tiettynä määränä vahvistettuja mittayksiköitä. Mahdollisuus ottaa käyttöön ja käyttää tällaisia ​​yksiköitä on tärkeä tunnusmerkki mitattu PV. Fysikaaliset suureet, joille ei syystä tai toisesta voida ottaa käyttöön mittayksikköä, voidaan vain arvioida. Arviointi ymmärretään toimenpiteenä, jossa tietty numero annetaan tietylle arvolle, joka suoritetaan vahvistettujen sääntöjen mukaisesti. Arvon arviointi suoritetaan asteikoilla. Suuruusasteikko on järjestetty joukko suuruusarvoja, joka toimii lähtökohtana tietyn magnitudin mittaamiseen.

Ei-fysikaaliset suureet, joille ei periaatteessa voida ottaa käyttöön mittayksikköä, voidaan vain arvioida. On huomattava, että ei-fysikaalisten suureiden estimointi ei sisälly teoreettisen metrologian tehtäviin.

PV:n yksityiskohtaisempaa tutkimusta varten on tarpeen luokitella, tunnistaa niiden yksittäisten ryhmien yleiset metrologiset ominaisuudet. FI:n mahdolliset luokitukset on esitetty kuvassa. 2.

Ilmiötyyppien mukaan PV:t jaetaan:

Todellinen, ts. fyysisiä ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet aineet, materiaalit ja niistä saadut tuotteet. Tähän ryhmään kuuluvat massa, tiheys, sähkövastus, kapasitanssi, induktanssi jne. Joskus näitä PV:itä kutsutaan passiivisiksi. Niiden mittaamiseen on tarpeen käyttää apuenergialähdettä, jonka avulla muodostetaan mittaustiedon signaali. Tässä tapauksessa passiiviset PV muunnetaan aktiivisiksi, jotka mitataan;

Energia, ts. suuret, jotka kuvaavat energian muuntumis-, siirto- ja käyttöprosessien energiaominaisuuksia. Näitä ovat virta, jännite, teho, energia. Näitä määriä kutsutaan aktiivisiksi.

Ne voidaan muuntaa mittaustietosignaaleiksi ilman apuenergialähteitä;

Luonnehditaan prosessien kulkua ajassa, Tähän ryhmään kuuluvat erilainen spektriominaisuudet, korrelaatiofunktiot ja muut parametrit.

1.2. Fyysiset määrät

1.2.1. Fysikaaliset suureet mittauskohteena

Arvo- tämä on jonkin ominaisuus, joka voidaan erottaa muista ominaisuuksista ja arvioida tavalla tai toisella, myös kvantitatiivisesti. Arvoa ei ole olemassa sellaisenaan, se on olemassa vain niin kauan kuin on objekti, jolla on tämän arvon ilmaisemia ominaisuuksia.

Arvot voidaan jakaa kahteen tyyppiin: todellisiin ja ihanteisiin. Ihanteelliset arvot liittyvät pääasiassa matematiikkaan ja ovat tiettyjen reaalikäsitteiden yleistys (malli) (katso kuva 1.1).

Todelliset arvot jaettu fyysiseen ja ei-fyysiseen. Fyysinen määrä yleisessä tapauksessa se voidaan määritellä luonnon- ja teknillisissä tieteissä tutkituille aineellisille esineille (prosesseille, ilmiöille) ominaiseksi suureksi. Ei-fyysiselle on välttämätöntä määrittää yhteiskuntatieteiden (ei-fysikaalisten) tieteiden arvot - filosofia, sosiologia, taloustiede jne.

Kuva 1.1 Summien luokittelu

Suositukset RMG 29-99 tulkitsevat fyysisen suuren yhdeksi fyysisen kohteen ominaisuuksista, joka on kvalitatiivisesti yhteinen monille fyysisille objekteille ja kvantitatiivisesti - yksilöllinen jokaiselle niistä. . Yksilöllisyys kvantitatiivisesti ymmärretään siinä mielessä, että ominaisuus voi olla tietylle esineelle tietyn määrän kertoja suurempi tai pienempi kuin toisen. Täten, fyysisiä määriä – ne ovat fyysisten kohteiden mitattuja ominaisuuksia ja prosesseja, joilla niitä voidaan tutkia.

Fyysiset määrät ovat:

· mitattavissa;

· arvioitu.

Mitatut fyysiset suureet voidaan ilmaista kvantitatiivisesti tietyn määrän vakiintuneita mittayksiköitä. Fysikaaliset suureet, joille ei syystä tai toisesta voida ottaa käyttöön mittayksikköä, voidaan vain arvioida. Arvot arvioidaan asteikoilla .

Suuruusasteikko on järjestys arvojensa sarja, joka on sovittu tarkkojen mittausten tulosten perusteella.

Fysikaalisten määrien yksityiskohtaisempaa tutkimista varten on tarpeen luokitella ja tunnistaa niiden yksittäisten ryhmien yleiset metrologiset ominaisuudet.

Fysikaaliset suureet jaetaan ilmiötyyppien mukaan seuraaviin ryhmiin:

· todellinen ts. kuvaa aineiden, materiaalien ja niistä valmistettujen tuotteiden fysikaalisia ja fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia. Tähän ryhmään kuuluvat massa, tiheys, sähkövastus, kapasitanssi, induktanssi jne. Joskus näitä fyysisiä suureita kutsutaan passiivisiksi. Niiden mittaamiseen on tarpeen käyttää ylimääräistä energialähdettä, jonka avulla muodostetaan mittaustiedon signaali. Tässä tapauksessa passiiviset fysikaaliset suureet muunnetaan aktiivisiksi, jotka mitataan;

· energiaa, eli suureet, jotka kuvaavat energian muunnos-, siirto- ja käyttöprosessien energiaominaisuuksia. Näitä ovat virta, jännite, teho, energia. Näitä määriä kutsutaan aktiivisiksi. Ne voidaan muuntaa mittaustietosignaaleiksi ilman apuenergialähteitä;

· kuvaamaan prosessien kulkua ajassa. Tämä ryhmä sisältää erilaisia ​​spektriominaisuuksia, korrelaatiofunktioita jne.

Kuulumalla eri ryhmiä fyysisiä prosesseja fyysiset suureet jaetaan:

spatio-ajallinen;

· mekaaninen;

lämpö;

sähkölaitteet;

magneettinen;

· akustinen;

valo;

fyysinen ja kemiallinen;

ionisoiva säteily;

atomi- ja ydinfysiikka.

Ehdollisen riippumattomuuden asteen mukaan muista suureista

perus (ehdollisesti itsenäinen),

Johdannaiset (ehdollisesti riippuvainen),

lisää.

Tällä hetkellä SI-järjestelmä käyttää seitsemää pääsuureksi valittua fyysistä suuretta: pituus, aika, massa, lämpötila, sähkövirran voimakkuus, valon voimakkuus ja aineen määrä. Fyysisiä lisäsuureita ovat tasaiset ja avaruuskulmat.

Fyysisen määrän yksikkö on kiinteän kokoinen fyysinen suure, jolle on perinteisesti annettu numeerinen arvo, joka on yhtä suuri kuin yksi. Fysikaalisen suuren yksikköä käytetään homogeenisten fysikaalisten suureiden kvantitatiiviseen ilmaisuun.

Fyysisen suuren arvo on arvio sen koosta tietyn sille hyväksyttyjen yksiköiden määrän muodossa (Q).

Numeerinen arvo fyysinen määrä (q) on abstrakti luku, joka ilmaisee määrän arvon suhdetta tietyn fyysisen suuren vastaavaan yksikköön.

Yhtälö Q=q[Q] nimeltään perusmittausyhtälö. Yksinkertaisimman mittauksen ydin on fyysisen suuren vertailu K säädettävän moniarvoisen suuren lähtömäärän mitoilla q[Q]. Vertailun tuloksena todetaan, että q[Q] ‹ Q ‹ (q+1)[Q].

1.2.2. Fysikaalisten suureiden yksikköjärjestelmät

Perus- ja johdettujen yksiköiden joukkoa kutsutaan fysikaalisten määrien yksikköjärjestelmäksi.

Ensimmäinen yksikköjärjestelmä on Metrijärjestelmä, jossa pituuden perusyksiköksi otettiin metri ja painoyksiköksi 1 cm3. puhdas vesi noin +40°C lämpötilassa. Vuonna 1799 valmistettiin ensimmäiset prototyypit (standardit) metristä ja kilogrammasta. Näiden kahden yksikön lisäksi metrijärjestelmä sisälsi alkuperäisessä versiossaan myös pinta-alan yksiköt (ar - neliön pinta-ala, jonka sivu on 10 m), tilavuutta (ster - kuution tilavuus, jonka reuna on 10 m). 10 m), kapasiteetti (litra, joka vastaa kuution tilavuutta, jonka reuna on 0,1 m). Metrijärjestelmässä ei edelleenkään ollut selkeää yksiköiden jakoa perus- ja johdannaisiin.

Kuva 1.2. Fysikaalisten suureiden luokitus

Yksikköjärjestelmän käsitteen perus- ja johdannaisten joukona ehdotti ensimmäisen kerran saksalainen tiedemies Gauss vuonna 1832. Pääasiallisiksi tässä järjestelmässä hyväksyttiin seuraavat: pituusyksikkö - millimetri, yksikkö massa - milligramma, aikayksikkö - sekunti. Tätä järjestelmää kutsuttiin ehdoton.

Vuonna 1881 hyväksyttiin cgs-järjestelmä(senttimetri-gramma-sekunti), 1900-luvun alussa oli myös italialaisen tiedemiehen Giorgin järjestelmä - MKSA (metri, kilogramma, sekunti, ampeeri). Oli myös muita yksikköjärjestelmiä. Jotkin maat eivät ole vieläkään poikenneet historiallisesti vakiintuneista mittayksiköistä. Isossa-Britanniassa, Yhdysvalloissa ja Kanadassa massayksikkö on punta ja sen koko on erilainen.

Maailman laajimmin käytetty Kansainvälinen yksikköjärjestelmäSI-Systemekansainvälinen.

Vuonna 1954 pidetyssä paino- ja mittakonferenssissa (CGPM) määriteltiin kuusi fysikaalisten suureiden perusyksikköä käytettäväksi kansainvälisissä suhteissa: metri, kilogramma, sekunti, ampeeri, kelvin, kynttilä. Myöhemmin järjestelmää täydennettiin yhdellä perus-, lisä- ja johdetuilla yksiköillä. Lisäksi on kehitetty perusyksiköiden määritelmiä.

Pituuden yksikkö - metri on sen reitin pituus, jonka valo kulkee tyhjiössä 1/1 sekunnissa.

Massayksikkö - kilogramma- massa, joka vastaa kilogramman kansainvälisen prototyypin massaa.

Aikayksikkö - sekunti on niiden säteilyjaksojen kesto, jotka vastaavat cesium-133-atomin perustilan hyperhienorakenteen kahden tason siirtymää ulkoisten kenttien aiheuttaman häiriön puuttuessa.

Sähkövirran voimakkuuden yksikkö on ampeeri- muuttumattoman virran voimakkuus, joka kulkiessaan kahden rinnakkaisen, äärettömän pituisen ja merkityksettömän pyöreän poikkileikkauksen omaavan johtimen läpi, jotka sijaitsevat 1 m:n etäisyydellä toisistaan ​​tyhjiössä, aiheuttaisi näiden johtimien välille voiman, joka on yhtä suuri kuin 2 10 -7 N jokaista pituusmetriä kohti.

Termodynaamisen lämpötilan yksikkö kelvin- 1/273,16 osa veden kolmoispisteen termodynaamisesta lämpötilasta. Celsius-asteikko on myös sallittu.

Aineen määrän yksikkö on mooli- aineen määrä systeemissä, joka sisältää niin monta rakenneelementtiä kuin on atomeja hiili-12-nuklidissa, jonka massa on 0,012 kg.

Valon voimakkuuden yksikkö on kandela. on taajuudella 540 1012 Hz monokromaattista säteilyä säteilevän lähteen valonvoimakkuus tietyssä suunnassa, jonka energian voimakkuus tähän suuntaan on 1/683 W/sr2.

Yllä olevat määritelmät ovat melko monimutkaisia ​​ja vaativat riittävä taso tietoa, erityisesti fysiikassa. Mutta ne antavat käsityksen hyväksyttyjen yksiköiden luonnollisesta, luonnollisesta alkuperästä.

Kansainvälinen SI-järjestelmä on edistynein ja yleisin edeltäjiinsä verrattuna. SI-järjestelmän perusyksiköiden lisäksi on olemassa lisäyksiköitä taso- ja avaruuskulmien mittaamiseen - radiaaneja ja steradiaaneja, vastaavasti, sekä suuri määrä johdettuja tilan ja ajan yksiköitä, mekaanisia suureita, sähköisiä ja magneettisia suureita. , lämpö-, valo- ja akustiset suureet sekä ionisoiva säteily (taulukko 1.2.) Yhtenäinen kansainvälinen yksikköjärjestelmä hyväksyttiin XI paino- ja mittakonferenssissa vuonna 1960. Maamme alueella SI-yksikköjärjestelmä on ollut voimassa 1. tammikuuta 1982 lähtien GOST 8.417-81:n mukaisesti. SI-järjestelmä on looginen kehitys sitä edeltäneistä GHS- ja ICSSS-järjestelmistä. SI-järjestelmän edut ja haitat ovat:

universaalisuus eli kaikkien tieteen ja teknologian alojen kattavuus;

kaikkien alueiden ja mittaustyyppien yhdistäminen;

· määrien johdonmukaisuus;

kyky toistaa yksiköitä suurella tarkkuudella niiden määritelmän mukaisesti;

· kirjoituskaavojen yksinkertaistaminen muuntokertoimien puuttumisen vuoksi;

Sallittujen yksiköiden määrän vähentäminen;

· yksi järjestelmä kerrannais- ja osakerrat;

Taulukko 1.1

Fysikaalisten määrien perus- ja lisäyksiköt

Arvo
	Nimitys
Nimi	Ulottuvuus		Nimi		kansainvälinen
Main
			kilogramma
Sähkövirran voimakkuus
Termodynaaminen lämpötila
Aineen määrä
Valon voima
	Lisätiedot
tasainen kulma
Kiinteä kulma			steradiaani

johdettu yksikkö- tämä on yksikköjärjestelmän fysikaalisen suuren derivaatan yksikkö, joka on muodostettu yhtälöiden mukaisesti, jotka yhdistävät sen perusyksiköihin tai perus- ja jo määriteltyihin derivaattaisiin. SI-järjestelmän johdetut yksiköt, joilla on oma nimi, on esitetty taulukossa 1.2.

Luodaksesi johdettuja yksiköitä sinun tulee:

valitse fyysiset suuret, joiden yksiköt ovat tärkeimpiä;

aseta näiden yksiköiden koko;

· valita määrittävä yhtälö, joka yhdistää perusyksiköillä mitatut suureet suureen, jolle johdettu yksikkö on asetettu. Tässä tapauksessa kaikkien määrittelyyhtälöön sisältyvien suureiden symboleja ei tulisi pitää itse suureina, vaan niiden nimettyinä numeerisina arvoina;

vastaa yksikköön (tai muuhun vakiolukuun) suhteellisuuskerrointa k, joka sisältyy määrittelyyhtälöön. Tämä yhtälö tulee kirjoittaa johdetun suuren eksplisiittisen funktionaalisen riippuvuuden muodossa perussuureista.

Näin muodostettuja johdettuja yksiköitä voidaan käyttää uusien johdettujen määrien käyttöönotossa.

Fysikaalisten suureiden yksiköt jaetaan systeemisiin ja ei-systeemisiin. Järjestelmän yksikkö on fyysisen suuren yksikkö, joka sisältyy johonkin hyväksytyistä järjestelmistä. Kaikki perusyksiköt, johdetut, moni- ja osayksiköt ovat systeemisiä. Järjestelmän ulkopuolinen yksikkö on fyysisen suuren yksikkö, joka ei sisälly mihinkään hyväksyttyyn yksikköjärjestelmään. Ei-systeemiset yksiköt suhteessa SI-järjestelmän yksiköihin jaetaan neljään tyyppiin:

Taulukko 1.2.

Johdetut järjestelmäyksikötSI erityisellä nimellä

Arvo
Nimi	Nimi	Nimitys	Lauseke SI-yksiköinä
Pakottaa. Paino
Paine, mekaaninen rasitus			m-1 kg s-2
Energiaa. Työ, lämmön määrä
Tehoa
Sähkön määrä
Sähköjännite, sähkömotorinen voima			m2 kg s-3 A-1
Sähköinen kapasitanssi			m-2 kg-1 s4 A2
Sähkövastus			m2 kg s-3 A-2
sähkönjohtavuus			m-2 kg-1 s3 A2
Magneettisen induktion vuo			m2 kg s-2 A-1
Magneettinen induktio			kg s-2 A-1
Induktanssi			m2 kg s-2 A-2
Valon virtaus
valaistus			m-2 cd sr
Radionuklidien aktiivisuus	becquerel
Ionisoivan säteilyn imeytynyt annos
Vastaava säteilyannos

sallittu yhdessä SI-yksiköiden kanssa, esimerkiksi massayksiköt - tonni; tasainen kulma - aste, minuutti, sekunti; tilavuus - litra jne. Ei-systeemiset yksiköt, jotka sallitaan SI-yksiköiden kanssa, on esitetty taulukossa 1.3;

sallittu käytettäväksi erityisalueilla, esimerkiksi tähtitieteen yksikkö - parsek, valovuosi - tähtitieteen pituusyksiköt; diopteri - optisen tehon yksikkö optiikassa; elektronivoltti - energian yksikkö fysiikassa jne.;

Sallittu väliaikaisesti käytettäväksi SI-yksiköiden kanssa, esim. merimaili– merenkulussa; karaatti on massayksikkö koruliiketoimintaa jne. Nämä yksiköt tulee poistaa käytöstä kansainvälisten sopimusten mukaisesti;

Käyttämättä jäänyt, esimerkiksi elohopeamillimetri on paineyksikkö; hevosvoimat - tehoyksikkö ja jotkut muut.

Taulukko 1.3

Järjestelmän ulkopuoliset yksiköt ovat sallittuja

yksiköiden mukanaSI

Nimi määriä
Nimi	Nimitys
atomimassayksikkö
tasainen kulma
	astronominen yksikkö
valovuosi
optinen teho	diopteria
	elektroni-voltti
Täysi voima	voltti-ampeeri
Loisteho

Fysikaalisia suureita on useita ja useampaa yksikköä .

Moniyksikkö on fyysisen suuren yksikkö, kokonaisluku, joka on kertaa suurempi kuin järjestelmä tai ei-järjestelmäyksikkö. moninkertainen yksikkö on fyysisen suuren yksikkö, jonka arvo on kokonaisluku kertaa pienempi kuin järjestelmä tai ei-järjestelmäyksikkö. Multiple- ja submultiple-yksiköiden muodostamisen etuliitteet on esitetty taulukossa 1.4.

Taulukko 1.4

Etuliitteet desimaalikerran muodostusta varten

ja osayksiköt ja niiden nimet

Tekijä	Konsoli	Nimitys etuliitteet	Tekijä	Konsoli	Nimitys etuliitteet
kansan		Folk

Johdanto

SISÄÄN käytännön elämää ihminen kaikkialla käsittelee mittauksia. Jokaisessa vaiheessa on mittauksia sellaisista suureista kuin pituus, tilavuus, paino, aika.

Mittaukset ovat yksi ihmisen tärkeimmistä tavoista ymmärtää luontoa. He antavat määrällinen ominaisuus ympäröivästä maailmasta, paljastaen ihmiselle luonnossa toimivat lait.

Tiede, talous, teollisuus ja viestintä eivät voi olla olemassa ilman mittauksia. Maailmassa tehdään joka sekunti miljoonia mittausoperaatioita, joiden tulosten avulla varmistetaan valmistettujen tuotteiden laatu ja tekninen taso, kuljetusten turvallisuus ja häiriötön toiminta, lääketieteellisten diagnoosien perustelut sekä tiedon analysointi. virtaa. Käytännössä ei ole olemassa sellaista ihmisen toiminnan alaa, jossa mittausten, testien ja valvonnan tuloksia ei käytetä intensiivisesti. Mittausten rooli on kasvanut erityisesti uuden teknologian laajan käyttöönoton, elektroniikan, automaation, ydinenergian, avaruuslentojen ja lääketieteellisen teknologian kehityksen aikakaudella.

Teknisten järjestelmien tarkkuuden, luotettavuuden ja tehokkuuden vaatimukset eri tarkoituksiin nousevat jatkuvasti. Näitä indikaattoreita ei ole mahdollista tarjota ilman mittausta suuri numero eri laitteiden, järjestelmien ja prosessien parametrit ja ominaisuudet. Koska mittaustulosten perusteella tehdään erittäin vastuullisia päätöksiä, mittaustulosten tarkkuuteen ja luotettavuuteen tulee luottaa. Lääketieteessä mittausten tarkkuus on erityisen tärkeää, koska elävä organismi on monimutkainen järjestelmä, jota on erittäin vaikea tutkia, ja ihmisten elämä ja terveys riippuvat tarkkuudesta.

Jotta monien ja monimuotoisten mittausongelmien ratkaiseminen onnistuisi, on välttämätöntä hallita joitain yleiset periaatteet Niiden ratkaisussa tarvitaan yhtenäinen tieteellinen ja lainsäädännöllinen perusta, jotta mittausten korkea laatu voidaan varmistaa käytännössä riippumatta siitä, missä ja mihin tarkoitukseen ne tehdään. Metrologia on sellainen perusta.

Fyysinen määrä ja sen mittaus

Fyysinen määrä

Metrologian kohteena ovat fysikaaliset suureet. On olemassa erilaisia ​​fyysisiä esineitä, joilla on erilaisia ​​fyysisiä ominaisuuksia, joiden lukumäärä on rajoittamaton. Henkilö haluessaan tuntea fyysisiä objekteja - tiedon kohteita - tunnistaa tietyn rajallisen joukon ominaisuuksia, jotka ovat yhteisiä useille objekteille laadullisessa mielessä, mutta jokaiselle niistä yksilöllisiä kvantitatiivisessa mielessä. Tällaisia ​​ominaisuuksia kutsutaan fyysisiksi suureiksi.

Fyysinen määrä- yksi fyysisen kohteen (fyysisen järjestelmän, ilmiön tai prosessin) ominaisuuksista, joka on laadullisesti yhteinen monille fyysisille objekteille, mutta kvantitatiivisesti yksilöllinen jokaiselle niistä.

Fysikaalisia suureita käytetään karakterisoimaan erilaisia ​​esineitä, ilmiöitä ja prosesseja. Erottele perus- ja derivaatta pääarvoista. Seitsemän perusmäärää ja kaksi lisämäärää vahvistetaan kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä. Näitä ovat pituus, massa, aika, termodynaaminen lämpötila, aineen määrä, valovoima ja sähkövirran voimakkuus, lisäyksiköitä ovat radiaanit ja steradiaanit.

Metrologia tutkii ja käsittelee vain fysikaalisten suureiden mittauksia, ts. määrät, joille voi olla fyysisesti toteutettavissa oleva ja toistettavissa oleva määräyksikkö. Usein mittaukset liitetään kuitenkin virheellisesti erilaisiin tällaisten ominaisuuksien arviointeihin, jotka muodollisesti, vaikka ne kuuluvatkin edellä olevan fyysisen suuren määritelmän piiriin, eivät mahdollista vastaavan yksikön toteuttamista. Siten psykologiassa laajalle levinnyttä henkilön henkisen kehityksen arviointia kutsutaan älykkyyden mittaamiseksi; tuotteen laadun arviointi - laadun mittaus. Ja vaikka näissä menettelyissä käytetään osittain metrologisia ideoita ja menetelmiä, niitä ei voida luokitella mittauksiksi siinä mielessä, kuin se on hyväksytty metrologiassa. Siten yllä olevan määritelmän lisäksi korostamme, että yksikön fyysisen toteutumisen mahdollisuus on "fyysisen suuren" käsitteen määrittelevä piirre.

Fysikaalisen suuren kvalitatiivista määritystä kutsutaan eräänlainen fyysinen määrä. Vastaavasti kutsutaan samanlaisia ​​fyysisiä suureita homogeeninen, monenlaisia ​​- heterogeeninen. Joten osan pituus ja halkaisija ovat homogeenisia arvoja, osan pituus ja massa ovat heterogeenisia.

Kvantitatiivisesti fysikaaliselle suurelle on ominaista sen koko, joka ilmaistaan ​​sen arvolla.

Fyysisen suuren koko- tietylle aineelliselle esineelle, järjestelmälle, ilmiölle tai prosessille ominaisen fysikaalisen suuren kvantitatiivinen varmuus. Fyysisen suuren koon arvon arvioimiseksi on välttämätöntä ilmaista se ymmärrettävällä ja kätevällä tavalla. Siksi tietyn fysikaalisen suuren kokoa verrataan sen kanssa homogeenisen fyysisen suuren tiettyyn kokoon, yksikkönä otettuna, ts. syötä annetun fyysisen suuren mittayksikkö.

Fysikaalisen suuren mittayksikkö- kiinteän kokoinen fyysinen suure, jolle tavanomaisesti annetaan numeerinen arvo, joka on yhtä suuri, ja jota käytetään sen kanssa homogeenisten fyysisten suureiden kvantifiointiin. Tietyn fyysisen suuren mittayksikön käyttöönotto antaa meille mahdollisuuden määrittää sen arvo.

Fyysisen suuren arvo- fyysisen suuren koon ilmaisu tietyn sille hyväksyttyjen yksiköiden lukumääränä. Fyysisen suuren arvo sisältää fyysisen suuren numeerisen arvon ja mittayksikön. Fysikaalisen suuren arvon löytäminen on mittauksen tarkoitus ja sen lopputulos.

Mitatun suuren todellisen arvon löytäminen on metrologian keskeinen ongelma. Standardi määrittelee todellisen arvon fyysisen suuren arvoksi, joka ihannetapauksessa kuvastaisi kohteen vastaavia ominaisuuksia laadullisesti ja määrällisesti. Yksi metrologian postulaateista on kanta, jonka mukaan fyysisen suuren todellinen arvo on olemassa, mutta sitä on mahdotonta määrittää mittaamalla. Siksi käytännössä ne toimivat todellisen arvon käsitteen kanssa.

Todellinen arvo- kokeellisesti saadun fysikaalisen suuren arvo, joka on niin lähellä todellista arvoa, että sitä voidaan käyttää sen sijaan määritetyssä mittaustehtävässä.

Fyysinen määrä

Fyysinen määrä - fyysistä omaisuutta aineellinen esine, fyysinen ilmiö, prosessi, joka voidaan luonnehtia kvantitatiivisesti.

Fyysisen suuren arvo- yksi tai useampi (tensorifysikaalisen suuren tapauksessa) tätä fyysistä suuretta kuvaava luku, joka ilmaisee mittayksikön, jonka perusteella ne on saatu.

Fyysisen suuren koko- sisällä esiintyvien numeroiden arvot fyysisen suuren arvo.

Autoa voidaan luonnehtia esimerkiksi fyysinen määrä kuin massa. Jossa, merkitys tämä fyysinen määrä on esimerkiksi 1 tonni ja koko- numero 1 tai merkitys tulee olemaan 1000 kiloa ja koko- numero 1000. Samaa autoa voidaan luonnehtia käyttämällä erilaista fyysinen määrä- nopeus. Jossa, merkitys tämä fyysinen suure on esimerkiksi tietyn suunnan vektori 100 km / h, ja koko- numero 100.

Fyysisen suuren mitta- mittayksikkö, joka esiintyy fyysisen suuren arvo. Fysikaalisella suurella on yleensä useita eri ulottuvuuksia: esimerkiksi pituudella on nanometri, millimetri, senttimetri, metri, kilometri, maili, tuuma, parsek, valovuosi jne. Jotkut näistä mittayksiköistä (ottamatta huomioon niiden desimaalitekijät) voi syöttää erilaisia ​​järjestelmiä fyysiset yksiköt - SI, CGS jne.

Usein fyysinen määrä voidaan ilmaista muilla, perustavanlaatuisemmilla fysikaalisilla suureilla. (Esimerkiksi voima voidaan ilmaista kappaleen massalla ja sen kiihtyvyydellä). Joka tarkoittaa ja mitta tällainen fyysinen suure voidaan ilmaista näiden yleisempien suureiden mitoilla. (Voiman ulottuvuus voidaan ilmaista massan ja kiihtyvyyden mitoilla). (Usein tällainen tietyn fyysisen suuren mittasuhteen esittäminen muiden fysikaalisten suureiden mittojen suhteen on itsenäinen tehtävä, jolla on joissain tapauksissa oma merkityksensä ja tarkoituksensa.) Tällaisten yleisempien määrien mitat ovat usein jo perusyksiköt yksi tai toinen fyysisten yksiköiden järjestelmä, toisin sanoen ne, jotka eivät enää ilmene muiden kautta, vielä yleisempi määriä.

Esimerkki.
Jos fyysisen suuren teho kirjoitetaan muodossa

P= 42,3 × 10³ W = 42,3 kW, R on tämän fyysisen suuren yleisesti hyväksytty kirjainnimitys, 42,3×10³W- tämän fyysisen suuren arvo, 42,3 × 10³ on tämän fyysisen suuren koko.

ti on lyhenne Yksi tämän fyysisen suuren mittayksiköt (wattia). Litera Vastaanottaja on kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) desimaalitekijän "kilo" symboli.

Dimensioiset ja dimensiottomat fyysiset suureet

• Dimensiollinen fyysinen määrä- fyysinen suure, jonka arvon määrittämiseksi on tarpeen soveltaa jotakin tämän fyysisen suuren mittayksikköä. Suurin osa fysikaalisista suureista on ulottuvuuksia.
• Mittaton fyysinen määrä- fyysinen määrä, jonka arvon määrittämiseen riittää vain sen koon ilmoittaminen. Esimerkiksi suhteellinen permittiivisyys on dimensioton fysikaalinen suure.

Additiiviset ja ei-additiiviset fyysiset suuret

• Lisättävä fyysinen määrä- fyysinen määrä, erilaisia ​​merkityksiä jotka voidaan summata, kertoa numeerisella kertoimella, jakaa toisillaan. Esimerkiksi fyysisen suuren massa on additiivinen fysikaalinen suure.
• Ei-additiivinen fyysinen määrä- fysikaalinen suure, jonka summauksella, kertolaskulla numeerisella kertoimella tai toisilla jaolla ei ole arvojaan fyysinen aisti. Esimerkiksi fysikaalisen suuren lämpötila on ei-additiivinen fysikaalinen suure.

Laajat ja intensiiviset fyysiset suuret

Fysikaalista määrää kutsutaan

• laaja, jos sen arvon suuruus on tämän fyysisen suuren arvojen suuruuksien summa järjestelmän muodostaville osajärjestelmille (esimerkiksi tilavuus, paino);
• intensiivinen, jos sen arvon arvo ei riipu järjestelmän koosta (esim. lämpötila, paine).

Jotkut fysikaaliset suureet, kuten liikemäärä, pinta-ala, voima, pituus, aika, eivät ole laajoja eivätkä intensiivisiä.

Johdetut suuret muodostetaan joistakin laajoista määristä:

• erityisiä määrä on määrä jaettuna massalla (esimerkiksi ominaistilavuus);
• molaarinen määrä on määrä jaettuna aineen määrällä (esimerkiksi moolitilavuus).

Skalaari-, vektori-, tensorisuureet

Yleisimmässä tapauksessa voimme sanoa, että fyysistä määrää voidaan esittää tietyn asteen (valenssin) tensorilla.

Fysikaalisten suureiden yksikköjärjestelmä

Fysikaalisten suureiden yksikköjärjestelmä on joukko fysikaalisten suureiden mittayksiköitä, joissa on tietty määrä ns. perusmittayksiköitä ja loput mittayksiköt voidaan ilmaista näiden perusyksiköiden kautta. Esimerkkejä fyysisten yksiköiden järjestelmistä - International System of Units (SI), CGS.

Fysikaalisten määrien symbolit

Kirjallisuus

• RMG 29-99 Metrologia. Perustermit ja määritelmät.
• Burdun G.D., Bazakutsa V.A. Fysikaalisten määrien yksiköt. - Kharkiv: Vishcha-koulu,.