Физични величини. Международна система единици за физични величини Si. Международна система единици (SI) Международната система единици включва

От 1963 г. в СССР (ГОСТ 9867-61 „Международна система от единици“), за да се унифицират мерните единици във всички области на науката и технологиите, се препоръчва международната (международна) система от единици (SI, SI). за практическа употреба - това е система от единици за измерване на физически величини, приета от XI Генерална конференция по мерки и теглилки през 1960 г. Тя се основава на 6 основни единици (дължина, маса, време, електрически ток, термодинамична температура и светлинна сила интензитет), както и 2 допълнителни единици (равнинен ъгъл, телесен ъгъл); всички останали единици, дадени в таблицата, са техни производни. Приемането на унифицирана международна система от единици за всички страни има за цел да елиминира трудностите, свързани с прехвърлянето на числени стойности на физически величини, както и различни константи от всяка една действаща в момента система (GHS, MKGSS, ISS A, и т.н.) в друг.

Наименование на количеството	Единици; SI стойности	Наименования
		Руски	международни
I. Дължина, маса, обем, налягане, температура
	Метър е мярка за дължина, числено равна на дължината на международния стандартен метър; 1 m=100 cm (1·10 2 cm)=1000 mm (1·10 3 mm)	м	м
	Сантиметър = 0,01 m (1·10 -2 m) = 10 mm	см	см
	Милиметър = 0,001 m (1 10 -3 m) = 0,1 cm = 1000 μm (1 10 3 μm)	мм	мм
	Микрон (микрометър) = 0,001 mm (1·10 -3 mm) = 0,0001 cm (1·10 -4 cm) = 10 000	мк	μ
	Ангстрьом = една десетмилиардна от метър (1·10 -10 m) или една стомилионна от сантиметър (1·10 -8 cm)	Å	Å
Тегло	Килограмът е основната единица за маса в метричната система от мерки и системата SI, числено равна на масата на международния стандартен килограм; 1 кг=1000гр	килограма	килограма
	Грам=0,001 kg (1·10 -3 kg)	Ж	ж
	Тон = 1000 кг (1 10 3 кг)	T	T
	Центнер = 100 кг (1 10 2 кг)	ц
	Карат - несистемна единица за маса, числено равна на 0,2 g		ct
	Гама = една милионна от грам (1 10 -6 g)		γ
Сила на звука	Литър = 1,000028 dm 3 = 1,000028 10 -3 m 3	л	л
налягане	Физическа или нормална атмосфера - налягане, балансирано от живачен стълб с височина 760 mm при температура 0° = 1,033 atm = = 1,01·10 -5 n/m 2 = 1,01325 bar = 760 torr = 1,033 kgf/cm 2	банкомат	банкомат
	Техническа атмосфера - налягане, равно на 1 kgf/cmg = 9,81 10 4 n/m 2 = 0,980655 bar = 0,980655 10 6 dynes/cm 2 = 0,968 atm = 735 torr	при	при
	Милиметър живачен стълб = 133,32 n/m 2	mmHg Изкуство.	mm Hg
	Tor е името на несистемна единица за измерване на налягането, равна на 1 mm Hg. Изкуство.; дадено в чест на италианския учен Е. Торичели	тор
	Бар - единица за атмосферно налягане = 1 10 5 n/m 2 = 1 10 6 dynes/cm 2	бар	бар
Налягане (звук)	Бар е единица за звуково налягане (в акустиката): бар - 1 дин/см2; Понастоящем като единица за звуково налягане се препоръчва единица със стойност 1 n/m 2 = 10 dynes/cm 2	бар	бар
	Децибел е логаритмична единица за измерване на нивото на свръхзвуково налягане, равна на 1/10 от единицата за измерване на свръхзвуково налягане - бела	dB	db
температура	Градус по Целзии; температура в °K (скала по Келвин), равна на температура в °C (скала по Целзий) + 273,15 °C	°C	°C
II. Сила, мощност, енергия, работа, количество топлина, вискозитет
Сила	Dyna е единица за сила в системата CGS (cm-g-sec.), при която на тяло с маса 1 g се придава ускорение от 1 cm/sec 2 ; 1 дин - 1·10 -5 н	звън	дин
	Килограм сила е сила, която придава ускорение на тяло с маса 1 kg равно на 9,81 m/sec 2 ; 1кг=9,81 n=9,81 10 5 дин	кг, кгс
Мощност	Конски сили =735,5 W	л. с.	HP
Енергия	Електрон-волт е енергията, която електрон придобива при движение в електрическо поле във вакуум между точки с потенциална разлика 1 V; 1 eV = 1,6·10 -19 J. Разрешено е използването на кратни единици: килоелектрон-волт (Kv) = 10 3 eV и мегаелектрон-волт (MeV) = 10 6 eV. В съвремието енергията на частиците се измерва в Bev – милиарди (милиарди) eV; 1 Bzv=10 9 eV	ев	eV
	Erg=1·10 -7 J; Ерг се използва и като единица за работа, числено равна на работата, извършена от сила от 1 дин по път от 1 cm	ерг	ерг
работа	Килограм-силометър (килограммометър) е единица за работа, числено равна на работата, извършена от постоянна сила от 1 kg при преместване на точката на прилагане на тази сила на разстояние 1 m в нейната посока; 1 kGm = 9,81 J (в същото време kGm е мярка за енергия)	kGm, kgf m	kGm
Количество топлина	Калорията е извънсистемна единица за измерване на количеството топлина, равно на количеството топлина, необходимо за загряване на 1 g вода от 19,5 ° C до 20,5 ° C. 1 cal = 4,187 J; обща кратна единица килокалория (kcal, kcal), равна на 1000 cal	изпражнения	кал
Вискозитет (динамичен)	Поаз е единица за вискозитет в системата от единици GHS; вискозитет, при който в слоест поток с градиент на скоростта, равен на 1 s -1 на 1 cm 2 от повърхността на слоя, действа вискозна сила от 1 дин; 1 pz = 0,1 n sec/m 2	pz	П
Вискозитет (кинематичен)	Стокс е единица за кинематичен вискозитет в системата CGS; равен на вискозитета на течност с плътност 1 g/cm 3, която се съпротивлява на сила от 1 дин на взаимното движение на два слоя течност с площ 1 cm 2, разположени на разстояние 1 cm от всеки други и се движат една спрямо друга със скорост 1 см в секунда	ул	Св
III. Магнитен поток, магнитна индукция, сила на магнитното поле, индуктивност, електрически капацитет
Магнитен поток	Максуел е единица за измерване на магнитния поток в системата CGS; 1 μs е равен на магнитния поток, преминаващ през площ от 1 cm 2, разположена перпендикулярно на индукционните линии на магнитното поле, с индукция, равна на 1 gf; 1 μs = 10 -8 wb (Weber) - единици за магнитен ток в системата SI	mks	Mx
Магнитна индукция	Гаус е мерна единица в системата GHS; 1 gf е индукцията на такова поле, при което прав проводник с дължина 1 cm, разположен перпендикулярно на вектора на полето, изпитва сила от 1 дин, ако през този проводник протича ток от 3 10 10 CGS единици; 1 gs=1·10 -4 tl (тесла)	gs	Gs
Сила на магнитното поле	Ерстед е единица за сила на магнитното поле в системата CGS; един ерстед (1 oe) се приема за интензитет в точка от полето, в която сила от 1 дин (дин) действа върху 1 електромагнитна единица от количеството магнетизъм; 1 e=1/4π 10 3 a/m	ъъъ	Ое
Индуктивност	Сантиметър е единица за индуктивност в системата CGS; 1 cm = 1·10 -9 g (Хенри)	см	см
Електрически капацитет	Сантиметър - единица за капацитет в системата CGS = 1·10 -12 f (фаради)	см	см
IV. Светлинен интензитет, светлинен поток, яркост, осветеност
Силата на светлината	Свещта е единица за интензитет на светлината, чиято стойност се приема така, че яркостта на пълния излъчвател при температурата на втвърдяване на платината е равна на 60 sv на 1 cm2	Св.	CD
Светлинен поток	Лумен е единица за светлинен поток; 1 лумен (lm) се излъчва в рамките на телесен ъгъл от 1 стер от точков източник на светлина със светлинен интензитет 1 светлина във всички посоки	лм	лм
	Лумен-секунда - съответства на светлинната енергия, генерирана от светлинен поток от 1 lm, излъчен или възприет за 1 секунда	lm сек	lm·сек
	Лумен час е равен на 3600 лумен секунди	лм ч	лм ч
Яркост	Stilb е единица за яркост в системата CGS; съответства на яркостта на плоска повърхност, 1 cm 2 от която дава в посока, перпендикулярна на тази повърхност, светлинен интензитет, равен на 1 s; 1 sb=1·10 4 нита (nit) (SI единица за яркост)	сб	sb
	Ламберт е несистемна единица за яркост, произлизаща от stilbe; 1 ламберт = 1/π st = 3193 nt
	Апостил = 1/π s/m 2
Осветеност	Phot - единица за осветеност в системата SGSL (cm-g-sec-lm); 1 снимка съответства на осветеност на повърхност от 1 cm2 с равномерно разпределен светлинен поток от 1 lm; 1 f=1·10 4 лукса (лукс)	f	тел
V. Интензивност и доза на радиация
Интензивност	Кюри е основната единица за измерване на интензитета на радиоактивното излъчване, кюри съответства на 3,7·10 10 разпадания за 1 секунда. всеки радиоактивен изотоп	кюри	C или Cu
	миликюри = 10 -3 кюри, или 3,7 10 7 акта на радиоактивно разпадане за 1 секунда.	мкюри	mc или mCu
	микрокюри = 10 -6 кюри	макюри	μC или μCu
Доза	Рентгеново лъчение - броят (дозата) на рентгенови лъчи или γ-лъчи, които в 0,001293 g въздух (т.е. в 1 cm 3 сух въздух при t° 0° и 760 mm Hg) причиняват образуването на йони, носещи един електростатична единица за количество електричество на всеки знак; 1 p причинява образуването на 2,08 10 9 двойки йони в 1 cm 3 въздух	Р	r
	милирентген = 10 -3 p	г-н	г-н
	микрорентген = 10 -6 p	микрорайон	μr
	Rad - единицата погълната доза от всяко йонизиращо лъчение е равна на rad 100 erg на 1 g облъчена среда; когато въздухът е йонизиран от рентгенови лъчи или γ-лъчи, 1 r е равен на 0,88 rad, а когато тъканта е йонизирана, почти 1 r е равен на 1 rad	радвам се	рад
	Rem (биологичен еквивалент на рентгеново лъчение) е количеството (дозата) от всеки вид йонизиращо лъчение, което предизвиква същия биологичен ефект като 1 r (или 1 rad) твърди рентгенови лъчи. Нееднаквият биологичен ефект при еднаква йонизация от различни видове лъчения доведе до необходимостта от въвеждане на друго понятие: относителна биологична ефективност на лъчението - RBE; връзката между дозите (D) и безразмерния коефициент (RBE) се изразява като D rem = D rad RBE, където RBE = 1 за рентгенови лъчи, γ-лъчи и β-лъчи и RBE = 10 за протони до 10 MeV , бързи неутрони и α - естествени частици (съгласно препоръката на Международния конгрес на радиолозите в Копенхаген, 1953 г.)	реб, реб	рем

Забележка. Кратните и подкратните мерни единици, с изключение на единиците за време и ъгъл, се образуват чрез умножаването им по подходящата степен на 10 и имената им се добавят към имената на мерните единици. Не е разрешено използването на два префикса към името на единицата. Например, не можете да напишете милимикроват (mmkW) или микромикрофарад (mmf), но трябва да напишете нановат (nw) или пикофарад (pf). Префикси не трябва да се прилагат към имената на такива единици, които показват кратна или подкратна мерна единица (например микрон). За изразяване на продължителността на процесите и обозначаване на календарни дати на събития е разрешено използването на множество единици за време.

Най-важните единици от Международната система единици (SI)

Основни единици
(дължина, маса, температура, време, електрически ток, интензитет на светлината)

Наименование на количеството		Наименования
		Руски	международни
Дължина	Метър - дължина, равна на 1650763,73 дължини на вълната на радиация във вакуум, съответстваща на прехода между нива 2p 10 и 5d 5 на криптон 86 *	м	м
Тегло	Килограм - маса, съответстваща на масата на международния стандартен килограм	килограма	килограма
време	Второ - 1/31556925.9747 част от тропическа година (1900)**	сек	S, s
Сила на електрически ток	Ампер е силата на постоянен ток, който, преминавайки през два успоредни прави проводника с безкрайна дължина и незначително кръгло сечение, разположени на разстояние 1 m един от друг във вакуум, би предизвикал между тези проводници сила, равна на 2 10 -7 N на метър дължина	А	А
Силата на светлината	Свещ е единица интензитет на светлината, чиято стойност се приема така, че яркостта на пълен (абсолютно черен) излъчвател при температурата на втвърдяване на платината е равна на 60 секунди на 1 cm 2 ***	Св.	CD
Температура (термодинамична)	Градус Келвин (скала на Келвин) е единица за измерване на температурата по термодинамичната температурна скала, в която температурата на тройната точка на водата**** е зададена на 273,16° K	°K	°K

* Тоест метърът е равен на посочения брой вълни на лъчение с дължина на вълната 0,6057 микрона, получени от специална лампа и съответстващи на оранжевата линия от спектъра на неутралния газ криптон. Тази дефиниция на единицата за дължина позволява да се възпроизведе метърът с най-голяма точност и най-важното във всяка лаборатория, която разполага с подходящо оборудване. В този случай няма нужда периодично да проверявате еталонния измервателен уред с неговия международен стандарт, съхраняван в Париж.
** Тоест една секунда е равна на определената част от интервала от време между две последователни преминавания на Земята по нейната орбита около Слънцето на точката, съответстваща на пролетното равноденствие. Това дава по-голяма точност при определяне на секундата, отколкото определянето й като част от деня, тъй като продължителността на деня варира.
*** Тоест интензитетът на светлината на определен референтен източник, излъчващ светлина при температурата на топене на платината, се приема за единица. Старият международен стандарт за свещи е 1,005 от новия стандарт за свещи. По този начин, в рамките на нормалната практическа точност, техните стойности могат да се считат за идентични.
**** Тройна точка – температурата, при която ледът се топи при наличие на наситена водна пара над него.

Допълнителни и производни единици

Наименование на количеството	Единици; тяхната дефиниция	Наименования
		Руски	международни
I. Плосък ъгъл, телесен ъгъл, сила, работа, енергия, количество топлина, мощност
Плосък ъгъл	Радиан - ъгълът между два радиуса на окръжност, изрязваща дъга върху окръжността, чиято дължина е равна на радиуса	радвам се	рад
Плътен ъгъл	Стерадианът е плътен ъгъл, чийто връх е разположен в центъра на сферата и който изрязва площ от повърхността на сферата, равна на площта на квадрат със страна, равна на радиуса на сферата	изтрити	ср
Сила	Нютон е сила, под въздействието на която тяло с маса 1 kg придобива ускорение, равно на 1 m/sec 2	н	н
Работа, енергия, количество топлина	Джаул е работата, извършена от постоянна сила от 1 N, действаща върху тяло по протежение на път от 1 m, изминат от тялото в посоката на силата.	й	Дж
Мощност	Watt - мощност, при която за 1 сек. 1 J свършена работа	У	У
II. Количество електричество, електрическо напрежение, електрическо съпротивление, електрически капацитет
Количество електричество, електрически заряд	Кулон - количеството електричество, преминаващо през напречното сечение на проводник за 1 секунда. при постоянен ток от 1 А	Да се	° С
Електрическо напрежение, електрическа потенциална разлика, електродвижеща сила (ЕМП)	Волт е напрежението в участък от електрическа верига, през който преминава 1 k електричество, през което се извършва 1 j работа.	V	V
Електрическо съпротивление	Ом - съпротивлението на проводник, през който при постоянно напрежение в краищата от 1 V преминава постоянен ток от 1 A	ом	Ω
Електрически капацитет	Фарад е капацитетът на кондензатор, напрежението между плочите на който се променя с 1 V при зареждането му с количество електричество от 1 k.	f	Е
III. Магнитна индукция, магнитен поток, индуктивност, честота
Магнитна индукция	Тесла е индукция на еднородно магнитно поле, което действа върху участък от прав проводник с дължина 1 m, разположен перпендикулярно на посоката на полето, със сила 1 N, когато постоянен ток от 1 A ​​преминава през проводника	tl	T
Поток на магнитна индукция	Weber - магнитен поток, създаден от равномерно поле с магнитна индукция от 1 tl през площ от 1 m 2, перпендикулярна на посоката на вектора на магнитната индукция	wb	Wb
Индуктивност	Хенри е индуктивността на проводник (бобина), в който се индуцира ЕДС от 1 V, когато токът в него се промени с 1 A за 1 секунда.	gn	з
Честота	Херц е честотата на периодичен процес, при който за 1 сек. възниква едно колебание (цикъл, период)	Hz	Hz
IV. Светлинен поток, светлинна енергия, яркост, осветеност
Светлинен поток	Лумен е светлинен поток, който дава в рамките на телесен ъгъл от 1 стер точков източник на светлина от 1 sv, излъчващ еднакво във всички посоки	лм	лм
Светлинна енергия	Лумен-секунда	lm сек	lm·s
Яркост	Nit - яркостта на светеща равнина, всеки квадратен метър от която дава в посока, перпендикулярна на равнината, светлинен интензитет от 1 светлина	nt	nt
Осветеност	Lux - осветление, създадено от светлинен поток от 1 lm с равномерно разпределение върху площ от 1 m2	Добре	lx
Количество осветление	Лукс втори	lx сек	lx·s

Система от единици за физични величини, съвременна версия на метричната система. SI е най-широко използваната система от единици в света, както в ежедневието, така и в науката и технологиите. Сега SI е приета като основна система от единици от повечето страни по света и почти винаги се използва в инженерството, дори в страни, където традиционните единици се използват в ежедневието. В тези няколко страни (напр. САЩ) дефинициите на традиционните единици са модифицирани, за да ги свържат чрез фиксирани фактори със съответните единици SI.

SI беше приет от XI Генерална конференция по мерки и теглилки през 1960 г. и няколко последващи конференции направиха редица промени в SI.

През 1971 г. XIV Генерална конференция по теглилки и мерки измени SI, като добави по-специално единица за количество на веществото (мол).

През 1979 г. XVI Генерална конференция по мерки и теглилки прие нова дефиниция на канделата, която е в сила и днес.

През 1983 г. XVII Генерална конференция по мерки и теглилки прие нова дефиниция на метъра, която е в сила и днес.

SI дефинира седем основни и производни единици на физически величини (наричани по-нататък единици), както и набор от префикси. Установени са стандартни съкращения за единици и правила за записване на производни единици.

Основни единици: килограм, метър, секунда, ампер, келвин, мол и кандела. В рамките на SI тези единици се считат за независими измерения, т.е. нито една от основните единици не може да бъде извлечена от другите.

Производните единици се получават от основни единици с помощта на алгебрични операции като умножение и деление. Някои от производните единици на SI получават собствени имена, като например радиан.

Префиксите могат да се използват преди имената на единиците; те означават, че една единица трябва да бъде умножена или разделена на определено цяло число, степен 10. Например префиксът „кило“ означава умножено по 1000 (километър = 1000 метра). SI префиксите се наричат ​​също десетични префикси.

Много несистемни единици, като например тон, час, литър и електрон-волт, не са включени в SI, но те са „разрешени за използване наравно с единиците SI“.

Седем основни единици и зависимостта на техните определения

Основни единици SI

Мерна единица	Обозначаване	величина	Определение	Исторически произход/Обосновка
			Един метър е дължината на пътя, изминат от светлината във вакуум за времеви интервал от 1/299 792 458 секунди. XVII Генерална конференция по мерки и теглилки (GCPM) (1983 г., Резолюция 1)	1⁄10 000 000 от разстоянието от екватора на Земята до северния полюс на меридиана на Париж.
килограм			Килограмът е единица за маса, равна на масата на международния прототип на килограма. I GCPM (1899) и III GCPM (1901)	Масата на един кубичен дециметър (литър) чиста вода при температура 4 C и стандартно атмосферно налягане на морското равнище.
			Секунда е време, равно на 9 192 631 770 периода на излъчване, съответстващо на прехода между две свръхфини нива на основното състояние на атома цезий-133. XIII CGPM (1967 г., Резолюция 1) „В покой при 0 K при липса на смущения от външни полета“ (Добавен през 1997 г.)	Денят е разделен на 24 часа, всеки час е разделен на 60 минути, всяка минута е разделена на 60 секунди. Една секунда е 1⁄(24 × 60 × 60) част от деня
		Сила на електрически ток	Ампер е силата на непроменлив ток, който при преминаване през два успоредни прави проводника с безкрайна дължина и пренебрежимо малко кръгло напречно сечение, разположени във вакуум на разстояние 1 m един от друг, би причинил на всеки участък от проводник с дължина 1 m сила на взаимодействие, равна на 2 ·10 −7 нютона. Международен комитет за мерки и теглилки (1946 г., Резолюция 2, одобрена от IX CGPM през 1948 г.)
		Термодинамична температура	Келвин е единица за термодинамична температура, равна на 1/273,16 от термодинамичната температура на тройната точка на водата. XIII CGPM (1967 г., Резолюция 4) През 2005 г. Международният комитет за теглилки и мерки установи изисквания за изотопния състав на водата при реализиране на температурата на тройната точка на водата: 0,00015576 mol от 2H на мол от 1H, 0,0003799 mol от 17 O на мол от 16 O и 0,0020052 мол от 18 O на мол 16 O.	Скалата на Келвин използва същите стъпки като скалата на Целзий, но 0 Келвин е температурата на абсолютната нула, а не точката на топене на леда. Според съвременната дефиниция нулата на скалата на Целзий е зададена по такъв начин, че температурата на тройната точка на водата да е равна на 0,01 C. В резултат на това скалите на Целзий и Келвин се изместват с 273,15 ° C = K - 273.15.
		Количество вещество	Един мол е количеството вещество в система, съдържаща същия брой структурни елементи, колкото има атоми във въглерод-12 с тегло 0,012 kg. Когато се използва мол, структурните елементи трябва да бъдат посочени и могат да бъдат атоми, молекули, йони, електрони и други частици или определени групи от частици. XIV CGPM (1971 г., Резолюция 3)
		Силата на светлината	Кандела е светлинният интензитет в дадена посока на източник, излъчващ монохроматично лъчение с честота 540·10 12 херца, чийто енергиен светлинен интензитет в тази посока е (1/683) W/sr. XVI CGPM (1979 г., Резолюция 3)

величина		Мерна единица
Име	Измерение	Име		Обозначаване
		Руски	френски/английски	Руски	международни
		килограм	килограм/килограм
Сила на електрически ток
Термодинамична температура
Количество вещество				къртица
Силата на светлината

Производни единици със собствени имена

величина	Мерна единица		Обозначаване		Изразяване
	руско име	Френско/английско име	Руски	международни
Плосък ъгъл
Плътен ъгъл	стерадиан				m 2 m −2 = 1
Температура в Целзий	градуса по Целзий	градус Целзий/градус Целзий
					kg m s −2
					N m = kg m 2 s −2
Мощност					J/s = kg m 2 s −3
налягане					N/m 2 = kg m −1 s −2
Светлинен поток
Осветеност					lm/m² = cd·sr/m²
Електрически заряд
Потенциална разлика					J/C = kg m 2 s −3 A −1
Съпротива					V/A = kg m 2 s −3 A −2
Електрически капацитет					C/V = s 4 A 2 kg −1 m −2
Магнитен поток					kg m 2 s −2 A −1
Магнитна индукция					Wb/m 2 = kg s −2 A −1
Индуктивност					kg m 2 s −2 A −2
Електропроводимост					Ohm −1 = s 3 A 2 kg −1 m −2
Активност на радиоактивен източник	бекерел
Абсорбирана доза йонизиращо лъчение					J/kg = m²/s²
Ефективна доза йонизиращо лъчение					J/kg = m²/s²
Катализаторна активност

Единиците, които не са включени в SI, но по решение на Генералната конференция по мерки и теглилки, са „разрешени за използване във връзка със SI“.

Мерна единица	Френско/английско заглавие	Обозначаване		Стойност в единици SI
		Руски	международни
				60 минути = 3600 секунди
				24 часа = 86 400 s
ъглова минута				(1/60)° = (π/10 800)
дъгова секунда				(1/60)′ = (π/648 000)
				безразмерен
				безразмерен
електрон-волт				≈1,602 177 33·10 −19 J
единица за атомна маса, далтон	unité de masse atomique unifiée, далтон/унифицирана единица за атомна маса, далтон			≈1,660 540 2·10 −27 kg
астрономическа единица	unité astronomique/астрономическа единица			149 597 870 700 м (точно)
морска миля	mille marin/морска миля			1852 м (точно)
				1 морска миля на час = (1852/3600) m/s
ангстрьом

Правила за писане на символи на единици

Обозначенията на единиците се отпечатват с прав шрифт, след обозначението не се поставя точка като знак за съкращение.

Обозначенията се поставят след цифровите стойности на количествата, разделени с интервал; не се допуска прехвърляне на друг ред. Изключение правят обозначенията под формата на знак над линия, те не се предхождат от интервал. Примери: 10 m/s, 15°.

Ако числовата стойност е дроб с наклонена черта, тя се огражда в скоби, например: (1/60) s −1.

При посочване на стойностите на количествата с максимални отклонения те се ограждат в скоби или зад цифровата стойност на количеството и максималното му отклонение се поставя обозначение на единица: (100,0 ± 0,1) kg, 50 g ± 1 g.

Обозначенията на единиците, включени в продукта, са разделени с точки на централната линия (N·m, Pa·s); не е разрешено използването на символа „×“ за тази цел. В машинописни текстове е разрешено точката да не се увеличава или символите да се разделят с интервали, ако това не предизвиква недоразумения.

Можете да използвате хоризонтална лента или наклонена черта (само една) като знак за деление в нотация. Когато се използва наклонена черта, ако знаменателят съдържа произведение от единици, той се огражда в скоби. Правилно: W/(m·K), неправилно: W/m/K, W/m·K.

Разрешено е да се използват обозначения на единици под формата на произведение на обозначения на единици, повдигнати на степени (положителни и отрицателни): W m −2 K −1 , A m². Когато използвате отрицателни степени, не трябва да използвате хоризонтална лента или наклонена черта (знак за разделяне).

Разрешено е използването на комбинации от специални знаци с буквени обозначения, например: °/s (градуси в секунда).

Не се допуска комбиниране на обозначения и пълни имена на единици. Неправилно: км/ч, правилно: км/ч.

Обозначенията на единиците, получени от фамилни имена, се пишат с главни букви, включително тези с префикси SI, например: ампер - A, мегапаскал - MPa, килонютон - kN, гигахерц - GHz.

Глава 1

ОСНОВНИ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Кратка история на метрологията

В хода на човешката история се развиват определени представи за размерите, формите и свойствата на обектите и процесите и във връзка с това възникват и се развиват различни методи и средства за измерване.

Всеки обект (обект, процес, явление) може да се характеризира със своите свойства или качества, които се проявяват в по-голяма или по-малка степен и следователно подлежат на количествена оценка. Понастоящем е добре известно твърдението на Ф. Енгелс „Всяко качество има безкрайно много количествени градации“. Как се прави количествена оценка на тези свойства или качества на даден обект? Разбира се, по измервания.

В древността в Русия единиците за измерване на дължината са били педя и лакът. Лакътят като мерна единица се използва в много държави (Вавилон, Египет). Естествено размерът на лакътя беше различен.

Дълго време една от основните мерки за дължина в Русия е саженът (споменат в хрониките от началото на 10 век). Размерът му не беше постоянен: прост фатом, наклонен фатом, държавен фатом и т.н. бяха известни с указ на Петър I, руските мерки за дължина бяха съгласувани с английските (~ 1725 г.).

През 1835 г. Николай I в своя „Указ до правителствения сенат“ одобрява фатома като основна мярка за дължина в Русия, а стандартният паунд е приет като основна единица за маса - кубичен инч вода при температура от 13,3 градуса според Reaumur в безвъздушно пространство (фунт е равен на 409,51241 g). Също така в Русия са използвани аршин (0,7112 м) и верст (по различно време размерът му е различен, 500 сажена - 1,0668 км).

За да се поддържа единството на установените мерки, имаше референтни (примерни) мерки, които се намираха в храмове и църкви.

През 1841 г., в съответствие с указа „За системата на руските теглилки и мерки“, който легализира редица мерки за дължина, обем и тегло, в Санкт Петербургския монетен двор е организирано Депото за образци на теглилки и мерки - първото институция за държавна проверка. Основните задачи на Депото бяха съхраняване на еталони, съставяне на таблици с руски и чуждестранни мерки, изготвяне на образци на мерки и разпространение на последните в регионите на страната. Проверката на мерките и теглилките беше отговорност на градските съвети, съветите и камерите на хазната. През 1892 г. великият руски учен Д.И. Менделеев. По негово предложение през 1893 г. Депото е преобразувано в Главна камара за мерки и теглилки, която бързо се превръща в изключителен научен и методически център. За сравнение можем да кажем, че в Германия метрологичният център е основан през 1887 г., в Англия - през 1900 г., в САЩ - през 1901 г.

„Науката започва... от момента, в който започнат да измерват“, в това научно кредо на D.I. Менделеев изрази по същество най-важния принцип на развитието на науката, който не е загубил своята актуалност в съвременните условия.

DI. Менделеев има голям практически и научен принос в развитието на науката за измерванията. През 1860 г. той разработва устройство за определяне на плътността на течности, наречено Менделеев пикнометър. През 1865 г. той създава оригинален метод за претегляне при постоянно натоварване, елиминиращ температурните грешки и се използва и до днес. През 1875 г. той усъвършенства формулата на Ойлер за изчисляване на прецизни лабораторни везни с максимална чувствителност. През 1873-1874г предложи, независимо от Келвин, нова температурна скала с „една експериментално осъществима точка“. През 1889 г. са одобрени „Правила за мерките и теглилките“, в които са легализирани руските стандарти на аршина и лирата и са въведени техните точни съотношения с метричните мерки. Този регламент позволява незадължителното използване в Русия на прогресивна метрологична система от мерки, за прилагането на която Менделеев посвети много усилия.

Менделеев беше първият, който говори от трибуната на конгреса на руските естествени учени с призив за насърчаване на подготовката на метричната реформа чрез използване на метричната система в научни изследвания, в лекции и уроци. Тогава Менделеев каза; „Нека също да улесним в нашата скромна област възможността за универсално разпространение на метричната система и чрез това да допринесем за общата полза и бъдещото желано сближаване на народите. Не скоро, малко по малко, но ще дойде. Да отидем да го посрещнем."

Работата на Менделеев постави солидна основа както за незадължителното, така и за последващото задължително прилагане на метричната система от мерки у нас. Русия официално премина към метричната система през септември 1918 г.

През 1849 г. първата научна и образователна книга на F.I. Петрушевски „Обща метрология“ (в две части), според която са учили първите поколения руски метролози.

Важен етап в развитието на руската метрология е подписването от Русия на метричната конвенция на 20 май 1875 г. През същата година е създадена Международната организация за мерки и теглилки (IOMV), която се намира в Севър (близо до Париж , Франция). Руски учени взеха активно участие в работата на тази организация.

Обекти на измерване

Обичайните обекти на измерване са физическите величини, т.е. всякакви свойства на физически обект (обект, процес), например дължина, маса, време, температура и т.н. Въпреки това, през последното десетилетие, в допълнение към физическите величини, т.н. -наречените нефизически дисциплини започнаха да се използват в приложната метрология. Това се дължи на използването на термина „измерване“ в икономиката, компютърните науки и управлението на качеството.

Безкрайният брой физически величини, които ни заобикалят, има безкраен брой различни качества и свойства. От този огромен брой човек идентифицира определен ограничен брой свойства, които са качествено общи за редица еднородни обекти и достатъчни, за да ги опишат. Във всяко такова качество от своя страна могат да се разграничат множество градации. Ако сме в състояние да установим размера на градацията, тоест величината на дадено свойство, и физически да го приложим под формата на мярка или скала, тогава чрез сравняване на размера на свойството на обект, който ни интересува, с такава мярка или скала, ще получим нейната количествена оценка. Свойствата, за които градациите с определен размер могат да бъдат установени и възпроизведени, се наричат ​​физически величини.

С други думи, физическо количество– едно от свойствата на физически обект (физическа система, явление или процес), което е качествено общо за много физически обекти, но количествено индивидуално за всеки от тях.

Качествената страна на понятието „физична величина” определя вида на величината (дължината като характеристика на удължаването изобщо, електрическото съпротивление като общо свойство на електрическите проводници и др.), а количествената страна – нейния размер (дължината на конкретен обект, съпротивлението на конкретен проводник). Размерът на физическото количество съществува обективно, независимо дали го знаем или не.

Анализът на съществуващите стойности показва, че те могат да бъдат разделени на два вида: реални и идеални (фиг. 2).

Ориз. 2. Класификация на величините

Нефизичните величини включват тези, които се управляват от нефизическите науки (философия, социология, икономика на управлението на качеството и др.).

Нефизическо количество– стойността на нематериален размер, оценена чрез неинструментални методи, както и стойността на размера на нематериален обект. Нефизическите величини се използват за оценка на интелигентността, знанията, безопасността, привлекателността и т.н.

За да може всеки обект да установи различия в количественото съдържание на свойството, отразено от физическата величина, в метрологията са въведени понятията за неговия размер и стойност.

Размер на физическото количество –количествено определяне на физична величина, присъща на конкретен материален обект, система, явление или процес.

Стойност на количеството –израз на размера на физическа величина под формата на определен брой единици, приети за нея.

Мерна единица– физическа величина с фиксиран размер, на която условно се приписва числова стойност, равна на единица, и се използва за количествено изразяване на подобни на нея физични величини.

Най-общо, според класификацията (фиг. 2), всички физически величини се разделят на измерени и оценени. Измерените физични величини могат да бъдат изразени количествено под формата на определен брой установени единици за измерване на физическа величина, а оценените са резултат от операцията за оценка. Оценката се извършва, когато е невъзможно да се направи измерване: количеството не е идентифицирано като физическо и единицата за измерване на това количество, например интензитет на цвета, не е дефинирана.

Чрез идентифициране на общите метрологични характеристики на отделните групи физични величини можем да предложим тяхната класификация по следните критерии (фиг. 3):

1) по вид явления(I група): по материални, енергийни и характеризиращи протичането на процесите във времето;

2) чрез принадлежност към различни групи физически процеси(II група): по пространствено-времева, механична, топлинна, електрическа, акустична, светлинна, физикохимична, йонизираща радиация, атомна и ядрена физика;

3) според степента на условна независимост от други величини(III група): на основни (условно независими), производни (условно зависими) и допълнителни;

4) чрез наличието (размерността) на физическите величини(IV група): на такива с измерение (размерни) и безразмерни.

Целта на измерването и неговият краен резултат е да се намери стойността на физическо количество. За да постигне тази цел, метрологията използва концепциите за истинска и действителна стойност на физическа величина.

Намирането на истинската стойност на измерено количество е централният проблем на метрологията.

ФИЗИЧНИ ВЕЛИЧИНИ

По вид явления		По принадлежност към различни групи физически процеси		Според степента на условията на независимост от други величини		Въз основа на наличието на размери на физическите величини
1. Истински (пасивен)		1. Пространствено-времеви		1. Основен		1. Размери
2. Енергия (активна)		2. Механични		2. Деривати		2. Безразмерен
3. Характеризиране на процеси		3. Топлинна		3. Допълнителни
		4. Електрически и магнитни
		5. Акустичен
		6. Светлина
		7. Йонизиращи лъчения
		8. Физико-химични
		9. Атомна и ядрена физика

Ориз. 3. Класификация на физичните величини

Истинската стойност на количеството –Това е стойността на физическо количество, което идеално характеризира съответното физическо количество в качествено и количествено отношение. Тази стойност на физическо количество се счита за неизвестна и се използва в теоретични изследвания. Стойността на физическа величина, получена експериментално и толкова близка до истинската стойност, че може да се използва вместо нея в дадената задача за измерване, се нарича конвенционална истинска стойност.

Както е известно, има основни и производни физически величини. Основните са величините, които характеризират основните свойства на материалния свят. Механиката се основава на три основни величини, топлотехниката - на четири, цялата физика - на седем: дължина, маса, време, термодинамична температура, количество на материята, интензитет на светлината, електрически ток, с помощта на които цялото разнообразие от получени физически създават се количества и описание на всякакви свойства на физически обекти и явления.

Базово количество– физическа величина, включена в система от количества и условно приета като независима от другите величини на тази система.

Изведено количество– физическа величина, включена в система от величини и определена чрез основните величини на тази система.

Формализирано отражение на качествената разлика между измерените величини е тяхното измерение. Съгласно международния стандарт ISO размерите на основните величини - дължина, маса и време - се обозначават със съответните букви:

дим l = L;дим m = М;дим t = T.

Размерност на количество– израз под формата на степенен моном, съставен от произведения на символи на основни физични величини в различни степени и отразяващ връзката на дадено физическо количество с физическите величини, приети в дадена система от единици като основни:

Където L, M, T –размерности на величини: съответно дължина, маса и време;

а, б, ж –показатели за размерността на физическите величини (показатели за степента, до която са повдигнати размерите на основните величини).

Всяка величина може да бъде положителна или отрицателна, цяло число, дробна или нула. Ако всички показатели за размери са равни на нула, тогава количеството се нарича безразмерно.

Резултатът от измерването е да се получи информация за размера на измерваната физическа величина.

Операциите на умножение, деление, степенуване и извличане на корен могат да се извършват върху измерения и трябва да се подчертае, че една и съща величина може да бъде присъща на количества, които имат различна качествена природа и се различават една от друга под формата на уравнения, които определят тях. Например разстоянието, изминато от кола, и обиколката са качествено дължини, но се определят от напълно различни уравнения.

Международна система от единици за физични величини

Използваната в момента международна система от единици SI (Systeme International d`Unitas - SI) е одобрена през 1960 г. от XI Генерална конференция по мерки и теглилки (GCPM). На територията на страната ни системата от единици SI е в сила от 1 януари 1982 г. в съответствие с GOST 8.417-2000 GSI. Единици за величини. Тази система осигурява седем основни блока и два допълнителни (Таблица 1).

-L - дължина.Мерна единица - метър- дължината на пътя, който светлината изминава във вакуум за 1/299 792 458 секунди;

- М - маса.Мерна единица – килограм– маса, равна на масата на международния прототип килограм;

- T–време.Мерна единица – второ –продължителността на 9192631770 периода на излъчване, съответстващи на прехода между две свръхфини нива на основното състояние на атома цезий-133 при липса на смущения от външни полета;

- аз–сила на електрически ток.Мерна единица – ампер –сила, непроменлив ток, който при преминаване през два успоредни проводника с безкрайна дължина и пренебрежимо малко кръгово напречно сечение, разположени във вакуум на разстояние 1 m един от друг, създава на всяка секция от проводник 1 m дълга сила на взаимодействие, равна на 2 × 10 -7 N;

-р–термодинамична температура.Мерна единица - келвин(градус Келвин преди 1967 г.) – 1/273.16 част от термодинамичната температура на тройната точка на водата;

- н–количество вещество. Мерна единица - молец-количеството вещество на системата, съдържащо същия брой структурни елементи, колкото има атоми във въглерода ~ 12 с маса 0,012 kg (когато се прилага концепцията за мол, структурните елементи трябва да бъдат посочени и могат да бъдат атоми, молекули, йони и други частици);

- Дж–силата на светлината. Мерна единица - кандела– интензитет на светлината в дадена посока на източник, излъчващ монохроматично лъчение с честота 540×10 12 Hz, чийто интензитет на светлинна енергия в тази посока е 1/683 W/sr (W/sr 2).

маса 1

SI основни и допълнителни единици

величина	Мерна единица
Име	Измерение	Име	Обозначаване
Руски	международни
Основен
Дължина	Л	метър	м	м
Тегло	М	килограм	килограма	килограма
време	T	второ	с	с
Сила на електрически ток	аз	ампер	А	Е
Термодинамична температура	р	келвин	ДА СЕ	Р
Количество вещество	н	къртица	къртица	мол
Силата на светлината	Дж	кандела	cd	CD
Допълнителен
Плосък ъгъл	-	радиан	радвам се	рад
Плътен ъгъл	-	стерадиан	ср	кр

Сложността на горните формулировки отразява развитието на съвременната наука, което дава възможност да се представят основните единици, от една страна, като надеждни и точни, а от друга, като обясними и разбираеми за всички страни по света. Именно това прави въпросната система наистина международна.

През 1960 г. системата SI въвежда две допълнителни единици за измерване на равнинни и телесни ъгли - съответно радиани и стерадиани.

Плосък ъгъл.Мерна единица - радиан– ъгълът между два радиуса на окръжност, дължината на дъгата между които е равна на радиуса.

Плътен ъгъл.Мерна единица - стерадиан- плътен ъгъл с връх в центъра на сферата, изрязващ площ на повърхността на сферата, равна на площта на квадрат със страна, равна на радиуса на сферата.

Всички други физични величини могат да бъдат получени като производни на основните. Например единицата за сила – нютон – е производна единица, образувана от основните единици – килограм, метър и секунда. Използвайки втория закон на Нютон: (), намираме размерността на единицата за сила:

.

Производните SI единици, които имат специални имена, могат също да се използват за образуване на други производни единици. Например паскал – тази производна единица се образува от производни единици – нютон и квадратен метър.

Извикват се единици, които не са включени в приетата система несистемнии са разделени на четири вида:

Приема се наравно с единиците SI (тон, минута, градус, секунда, литър и т.н.);

Разрешено за използване в специални области (в астрономията - парсек, светлинна година; в оптиката - диоптър; във физиката - електрон-волт и др.);

Временно приети за използване наравно с единиците SI (миля, карат и др.), но подлежат на изтегляне от обращение;

Спряно от производство (милиметър живачен стълб, конски сили и др.).

Използването на първата група несистемни единици е разрешено поради тяхното удобство и разпространение в конкретни житейски ситуации (издържали изпитанието на времето), например: тон, единица за атомна маса, час, градус и др. Втората и третата група са съставени от специфични, традиционни единици за определена област на приложение (Таблица 2).

таблица 2

Извънсистемни единици за физически величини

Наименование на количеството	Мерна единица
Име	Обозначаване	Връзка с единица SI
Тегло	тон	T	10 3 кг
атомна единица за маса	а.е.м.	1,66057×10 -27 кг (прибл.)
време	минута	мин	60 с
час	ч	3600 с
ден	дни	86400 с
Плосък ъгъл	степен	… О	(π/180) rad =1,745329….10 -2 rad
минута	…¢	(π/10800)rad = 2,908882...10 -4 rad
второ	…²	(π/648000) rad = 4.8848137….10 -6 rad
градушка	градушка	(π/200) рад
Сила на звука	литър	л	10 -3 m 3
Дължина	Астрономическа единица	а.е.	1.45598·10 -11 m (прибл.)
светлинна година	свята година	9.4605·10 -15 m (прибл.)
парсек	настолен компютър	3.0857·10 -16 m (приблизително)
Оптична мощност	диоптър	диоптър	1 m -1
Квадрат	хектар	ха	10 4 m 3
Енергия	електрон-волт	eV	1,60219·10 -19 J (прибл.)
Пълна мощност	волт-ампер	В×А	-
Реактивна мощност	вар	вар	-

За удобство при използване на единици SI на физически величини са приети префикси за образуване на десетични кратни и подкратни (по-малки) единици, чиито фактори и префикси са дадени в таблица. 3.

Таблица 3

Фактори и префикси за образуване на десетични числа

кратни и подкратни и техните имена

Множествена единицае единица физическа величина, която е цяло число пъти по-голямо от лобуларен– намаляване на системна или несистемна единица с цяло число пъти.

Везни

В теорията на измерването е общоприето да се разграничават четири вида скали: имена, ред, интервали и съотношения (фиг. 4).

Скала на физическото количество -подреден набор от стойности на физическо количество, което служи като начална основа за измерване на дадено количество. Тя може да бъде представена в общия случай чрез набор от условни знаци, подредени по определен начин; в този случай определени знаци показват началото и края на скалата, а интервалите между знаците характеризират приетата градация на скалата (стойност на разделението, ширина на спектъра) и могат да имат цветен и цифров дизайн.

Мащаб на име -Това е вид качествена, а не количествена скала; тя не съдържа нула или мерни единици. Пример е цветен атлас (цветна скала). Процесът на измерване включва визуално сравняване на боядисан артикул с цветни мостри (референтни цветни мостри).

ОЦЕНЯВАНЕ Измерване Ориз. 4. Видове везни

Тъй като всеки цвят има много вариации, такова сравнение може да бъде направено от опитен експерт, който има не само практически опит, но и съответните специални характеристики на зрителните способности. Когато се оценява по скала за именуване, номер или знак се присвоява на обект само за целите на идентифицирането му или за класово номериране. Това присвояване на номера на практика изпълнява същата функция като името.

Мащаб на поръчкатахарактеризира подреждането на обектите по отношение на конкретно свойство, т.е. подреждането на обектите в низходящ или възходящ ред на дадено свойство. Например скалата на земетресението, скалата на твърдостта на физическите тела и др. Получената подредена серия се нарича класирана серия, а самата процедура се нарича класиране.

Скалата на поръчката сравнява хомогенни обекти, за които стойностите на интересните свойства са неизвестни. Следователно една класирана поредица може да отговори на въпроси като: „Какво е повече (по-малко)?“ или „Кое е по-добро (по-лошо)?“ Скалата за поръчка не може да предостави по-подробна информация (колко повече или по-малко, колко пъти по-лошо или по-добро). Очевидно процедурата за оценяване на свойствата на даден обект по скала на поръчка измерване е само разтягане. Резултатите, получени от скалата за поръчка, не могат да бъдат предмет на никакви аритметични операции.

Интервална скала.Разликата в стойностите на физическото количество се нанася върху интервалната скала. Примери за интервални скали са температурните скали. По температурната скала на Целзий температурата, при която се топи ледът, се приема като начална точка за температурната разлика. Всички други температури се сравняват с него. За по-лесно използване на скалата интервалът между температурата на топене на леда и температурата на кипене на водата е разделен на 100 равни интервала - градуси. Скалата по Целзий се простира към положителни и отрицателни интервали. Когато казват, че температурата на въздуха е 25 ° C, това означава, че тя е с 25 ° C по-висока от температурата, взета за нулева точка на скалата (над нулата). На температурната скала на Фаренхайт същият интервал е разделен на 180 градуса. Следователно градус по Фаренхайт е по-малък по размер от градус по Целзий. Освен това скалата на Фаренхайт се измества с 32 градуса към по-ниските температури, като температурата на топене по Фаренхайт е 32°F.

Разделянето на интервалната скала на равни части - градации установява единица физическа величина, която позволява не само да се изрази резултатът от измерването в цифрова мярка, но и да се оцени грешката на измерване.

Резултатите от измерванията в интервална скала могат да се добавят и изваждат един от друг, тоест да се определи колко една стойност на физическо количество е по-голяма или по-малка от друга. Невъзможно е да се определи на интервална скала колко пъти една стойност на дадено количество е по-голяма или по-малка от друга, тъй като произходът на физическото количество не е дефиниран на скалата. Но в същото време това може да се направи по отношение на интервали (разлики). И така, температурна разлика от 25 градуса е 5 пъти по-голяма от температурна разлика от 5 градуса.

Мащаб на връзкатае интервална скала с естествен нулев произход, като например температурната скала на Келвин, скала на дължината или скала на масата. Скалата за връзка е най-напреднала и най-информативна. Резултатите от измерванията по съотношителна скала могат да се събират, изваждат, умножават и делят.

Извикват се скалите за именуване и ред неметрични (концептуални),и интервални и съотношителни скали метрика (материал).

На практика измервателните скали се прилагат чрез стандартизиране както на самите скали на мерните единици, така и, ако е необходимо, на методите и условията за тяхното еднозначно възпроизвеждане.

Глава 2

ИЗМЕРВАНИЯ

Постулати на теорията на измерването

Метрологията, както всяка друга наука, е изградена върху редица фундаментални постулати, които описват нейните основни аксиоми. Понастоящем можем да говорим за изграждане на теоретична основа за метрология, основана на няколко общи свойства за цялото разнообразие от всякакви физически обекти под формата на формулировката на следните постулати:

1) постулат α . В рамките на възприетия модел на обекта на изследване съществува определена измерима физическа величина и нейната истинска стойност;

2) постулат β. Истинската стойност на измереното количество е постоянна;

3) постулат γ. Има несъответствие между измерената величина и свойството на изследвания обект.

При извършване на измервания се определя физически разстоянието между две точки, разположени между неподвижните елементи на измервателния уред. Всеки вариант на свързване на измервания детайл и измервателния инструмент ще съответства на конкретен резултат от измерването. Въз основа на това може да се твърди, че измерената стойност съществува само в рамките на приетия модел, тоест има смисъл само докато моделът се признае за адекватен на обекта.

Конкретна процедура за извършване на измервания се разглежда като последователност от сложни и разнородни действия, състояща се от няколко етапа, които могат значително да варират в броя, вида и трудоемкостта на извършваните операции. Във всеки конкретен случай съотношението и значимостта на всеки от етапите може да се промени значително, но ясното идентифициране на етапите и съзнателното изпълнение на необходимия и достатъчен брой измервателни действия води до оптимизиране на процеса на изпълнение на измерването и премахване на съответните методологични грешки. Основните етапи включват следното:

¨ задаване на задачата за измерване;

¨ планиране на измерванията;

¨ провеждане на измервателен експеримент;

¨ обработка на експериментални данни.

Таблица 4

сцена	Съдържание на сцената
1. Постановка на проблема с измерването	1.1. Събиране на данни за условията на измерване и физичната величина, която се изследва. 1.2. Изборът на конкретни величини, чрез които ще се намери стойността на измерената величина. 1.3. Формулиране на уравнението за измерване
2. Планиране на измерванията	2.1. Избор на методи за измерване и възможни видове измервателни уреди. 2.2. Априорна оценка на грешката на измерване 2.3. Определяне на изискванията към метрологичните характеристики на средствата за измерване и условията на измерване. 2.4. Подготовка на измервателни уреди. 2.5. Осигуряване на необходимите условия за измерване и създаване на възможност за техния контрол.
3. Провеждане на измервателен експеримент	3.1. Взаимодействие на средствата за измерване на обекти. 3.2. Регистрация на резултата
4. Обработка на експериментални данни	4.1. Предварителен анализ на информацията, получена на предишни етапи на измерване. 4.2. Изчисляване и въвеждане на възможни корекции за систематични грешки. 4.3. Формулиране и анализ на задача за обработка на математически данни. 4.4. Извършване на изчисления, които водят до стойностите на измерваното количество и грешките на измерване. 4.5. Анализ и интерпретация на получените резултати. 4.6. Записване на резултатите от измерванията и индикаторите за грешки в съответствие с установената форма за представяне

Качеството на подготовката на измерването винаги зависи от степента, в която е получена и използвана необходимата априорна информация. Грешките, направени по време на подготовката на измерванията, са трудни за откриване и коригиране на следващите етапи.

Видове и методи на измерване

За извършване на измервателен експеримент са необходими специални технически средства - измервателни уреди. Резултатът от измерването е оценка на физическото количество под формата на определен брой единици, приети за него.

Измерване на физична величина– набор от операции за използване на техническо средство, което съхранява единица физическа величина, като гарантира, че връзката (явно или косвено) на измерената величина с нейната единица е намерена и се получава стойността на тази величина.

Въпреки факта, че измерванията непрекъснато се развиват и стават все по-сложни, метрологичната същност остава непроменена и се свежда до основното уравнение за измерване:

Q = X[Q]

Където Q– измерено количество;

х– числена стойност на измерваната величина в приетата мерна единица;

[Q]– единица, избрана за измерване.

В зависимост от това на какви интервали е разделена скалата, един и същи размер се представя по различен начин. Да кажем, че дължината на отсечка от права линия от 10 cm се измерва с помощта на линийка с деления в сантиметри и милиметри.

За първия случай Q 1 = 10 cm при х 1 = 10 и = 1 см.

За втория случай Q 2 = 100 mmat х 2 = 100 и = 1 мм.

При което Q 1 = Q 2 , тъй като 10 cm = 100 mm .

Използването на различни единици в процеса на измерване води само до промяна в числовата стойност на резултата от измерването.

Целта на измерването е да се получи определена физическа величина в най-удобния за използване вид. Всяко измерване се състои в сравняване на дадено количество с определена стойност, взета като единица за сравнение. Този подход е разработен чрез стотици години практика на измерване. Дори великият математик Л. Ойлер твърди: „Невъзможно е да се определи или измери едно количество, освен като се вземе друго количество от същия вид, както е известно, и се посочи връзката, в която те съществуват.“

Измерванията като експериментални процедури са много разнообразни и се класифицират по различни критерии (фиг. 5).

През 50-60-те години на ХХ век. Желанието на много страни да създадат единна универсална система от единици, които биха могли да станат международни, става все по-очевидно. Сред общите изисквания за основни и производни единици беше изложено изискването за съгласуваност на такава система от единици.

През 1954г X Генерална конференция по мерки и теглилки установи шест основни единици за международни отношения: метър, килограм, секунда, ампер, келвин, свещ.

IN 1960 г XI Генерална конференция по мерки и теглилки одобри Международна система единици, съкратено С.И.(начални букви на френското име Systeme International d Unites), в руска транскрипция - SI.

В резултат на някои модификации, приети от Генералните конференции по мерки и теглилки през 1967, 1971, 1979 г., системата в момента включва седем основни единици (Таблица 3.3.1).

Таблица 3.3.1

Основни и допълнителни единици на физическите величини на системата SI

величина	Мерна единица
	Обозначаване
Име	Измерение	Препоръчително обозначение	Име	Руски	международни
Дължина	Основен
Л		метър	м	м
Тегло	М	м	килограм	килограма	килограма
време	T	T	второ	с	с
Сила на електрически ток	аз	аз	ампер	А	А
Термодинамична температура	Q	T	келвин	ДА СЕ	ДА СЕ
Количество вещество	н	n,v	къртица	къртица	мол
Силата на светлината	Дж	Дж	кандела	cd	CD
Плосък ъгъл	Допълнителен
-	-	радиан	радвам се	рад
Плътен ъгъл	-	-	стерадиан	ср	ср

На територията на нашата страна действа системата от единици SI. от 01.01.1982г. в съответствие с GOST 8.417–81. Системата SI е логично развитие на предишните системи от единици GHS и MKGSS и др.

Определение и съдържание на основните единици на SI.

В съответствие с решенията на Генералната конференция по мерки и теглилки (GCPM), приети през различни години, в момента са в сила следните определения на основните единици SI.

Единица за дължина– метър– дължината на пътя, изминат от светлината във вакуум за 1/299 792 458 части от секундата (решение на XVII CGPM от 1983 г.).

Единица за маса– килограм– маса, равна на масата на международния прототип на килограма (решение на 1-ви CGPM от 1889 г.).

Единица за време– второ– продължителност на 9192631770 периода на излъчване, съответстващ на прехода между две свръхфини нива на основното състояние на атома цезий-133, несмутен от външни полета (решение на XIII CGPM от 1967 г.).

Единица за електрически ток– ампер- силата на постоянен ток, който при преминаване през два успоредни проводника с безкрайна дължина и незначително кръгло сечение, разположени на разстояние 1 m един от друг във вакуум, би създал между тези проводници сила, равна на 2 10 -7 N на метър дължина (одобрен IX GCPM през 1948 г.).

Термодинамична единица за температура– келвин(до 1967 г. се нарича градуси Келвин) – 1/273,16 част от термодинамичната температура на тройната точка на водата. Допуска се изразяване на термодинамичната температура в градуси по Целзий (резолюция XIII CGPM от 1967 г.).

Единица за количество вещество– къртица– количеството вещество на система, съдържаща същия брой структурни елементи, колкото има атоми, съдържащи се в нуклид въглерод-12 с тегло 0,012 kg (резолюция XIV GCPM от 1971 г.).

Единица за светлинен интензитет– кандела– светлинният интензитет в дадена посока на източник, излъчващ монохроматично лъчение с честота 540 10 12 Hz, чийто енергиен светлинен интензитет в тази посока е 1/683 W/sr (резолюция XVI GCPM от 1979 г.).

Лекция 4.

Осигуряване на еднаквост на измерванията

Единство на измерванията

При извършване на измервания е необходимо да се осигури тяхното единство. Под еднаквост на измерванията разбрах характеристика на качеството на измерванията, която се състои в това, че техните резултати са изразени в законови единици, чиито размери в рамките на установените граници са равни на размерите на възпроизвежданите количества, а грешките на резултатите от измерването са известни с дадена вероятност и не надхвърлят установените граници.

Концепцията за „единство на измерванията“ е доста обемна. Той обхваща най-важните задачи на метрологията: унификация на фотоволтаични блокове, разработване на системи за възпроизвеждане на величини и прехвърляне на размерите им към работещи измервателни уреди с установена точности редица други въпроси. Еднаквостта на измерванията трябва да бъде осигурена с всякаква точност, изисквана от науката и технологиите. Дейностите на държавните и ведомствените метрологични служби, извършвани в съответствие с установените правила, изисквания и стандарти, са насочени към постигане и поддържане на еднаквост на измерванията на правилното ниво.

На държавно ниво дейностите за осигуряване на еднаквост на измерванията се регулират от стандартите на Държавната система за осигуряване на еднаквостта на измерванията (GSI) или нормативни документи на органите за метрологична служба.

Държавната система за осигуряване на еднаквост на измерванията (GSI) е набор от взаимосвързани правила, разпоредби, изисквания и норми, установени със стандарти, които определят организацията и методологията за извършване на работа за оценка и осигуряване на точност на измерванията.

Правно основание За да се осигури еднаквост на измерванията, се използва законовата метрология, която е набор от държавни закони (Законът на Руската федерация „За осигуряване на единството на измерванията“), актове и регулаторни и технически документи от различни нива, регулиращи метрологични правила, изисквания и норми.

Техническа база GSI са:

1. Системата (наборът) от държавни стандарти за единици и мащаби на физически величини е референтната база на страната.

2. Система за прехвърляне на размерите на единиците и мащабите на физическите величини от стандартите към всички SI с помощта на стандарти и други средства за проверка.

3. Система за разработване, пускане в производство и пускане в обращение на работещи измервателни уреди, осигуряващи изследване, развитие, определяне с необходимата точност на характеристиките на продуктите, технологичните процеси и други обекти.

4. Система за държавно изпитване на средства за измерване (одобрение на типа на средствата за измерване), предназначени за серийно или масово производство и внос от чужбина на партиди.

5. Система за държавна и ведомствена метрологична сертификация, проверка и калибриране на средства за измерване.

6. Система от справочни материали за състава и свойствата на веществата и материалите, Система от стандартни справочни данни за физичните константи и свойствата на веществата и материалите.

Колчков В.И. МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ. М.: Учебник

3. Метрология и технически измервания

3.3. Международна система от единици за физични величини

Хармонизираната международна система от единици за физически величини е приета през 1960 г. от XI Генерална конференция по мерки и теглилки. Международна система - SI (SI), SI- начални букви на френското име Systeme International. Системата предоставя списък от седем основни единици: метър, килограм, секунда, ампер, келвин, кандела, мол и две допълнителни: радиан, стерадиан, както и префикси за образуване на кратни и подкратни.

3.3.1 Базови единици SI

• Метърравна на дължината на пътя, изминат от светлината във вакуум за 1/299.792.458 от секундата.
• килограм равна на масата на международния прототип килограм.
• Второ равно на 9.192.631.770 периода на излъчване, съответстващи на прехода между две свръхфини нива на основното състояние на атома цезий-133.
• Ампер е равна на силата на непроменливия във времето електрически ток, който при преминаване през два успоредни прави проводника с безкрайна дължина и пренебрежимо малко кръгло сечение, разположени на разстояние 1 m един от друг в вакуум, предизвиква сила на взаимодействие, равна на 2 върху всеки участък от проводника с дължина 1 m 10 на минус 7-ма степен N.
• Келвин равна на 1/273,16 от термодинамичната температура на тройната точка на водата.
• Къртица равно на количеството вещество в система, съдържаща същия брой структурни елементи, колкото има атоми във въглерод-12 с тегло 0,012 kg.
• Кандела равен на светлинния интензитет в дадена посока на източник, излъчващ монохроматично лъчение с честота 540 10 на 12-та степен Hz, чийто енергиен светлинен интензитет в тази посока е 1/683 W/sr.

Таблица 3.1. Основни и допълнителни единици на SI

Основни единици SI
величина		Обозначаване
Име	Име		международни
	килограм
Сила на електрически ток I
Термодинамика температура
Силата на светлината
Количество вещество
Производни SI единици
величина		Обозначаване
Име	Име		международни
Плосък ъгъл
Плътен ъгъл	стерадиан

3.3.2. Производни SI единици

Производните единици на Международната система мерни единици се образуват с помощта на най-простите уравнения между физическите величини, в които числовите коефициенти са равни на единица. Например, за да определим размерността на линейната скорост, ще използваме израза за скоростта на равномерното праволинейно движение. Ако дължината на изминатото разстояние е v = l/t(m), а времето, през което се изминава този път е T(s), тогава скоростта се получава в метри в секунда (m/s). Следователно единицата за скорост в системата SI - метър в секунда - е скоростта на праволинейно и равномерно движеща се точка, при която тя изминава разстояние от 1 m за 1 s. По подобен начин се формират и други единици, вкл. с коефициент не равен на единица.

Таблица 3.2. Производни SI единици (вижте също таблица 3.1)

Производни SI единици със собствени имена
Име			Изразяване на производна единица чрез единици SI
величина	Име	Обозначаване	други единици	основен и допълнителни единици
				s–1
				m kg s–2
налягане			N/m2	m–1 kg s–2
Енергия, работа,				m2 kg s–2
Мощност				m2 kg s–3
Електр. зареждане
Електрически потенциал				m2 kg s–3 A–1
Електр. капацитет				m–2 kg–1 s4 A2
Ел..съпротивление				m2 kg s–3 A–2
Електропроводимост				m–2 kg–1 s3 A2
Поток на магнитна индукция				m2 kg s–2 A–1