Физические величины и их измерения

Глава II. Физические величины. Системы единиц

Понятие метрологии

Глава I. Теоретические основы метрологии

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и достижения требуемой точности.

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Измерения должны выполнятся в общепринятых единицах.

Средства измерений – это технические средства, предназначенные для измерений и имеющие нормированные метрологические свойства и погрешности.

Мера – средство измерения предназначенное (служащее) для воспроизведения физической величины заданного размера.

Мерами являются, например гиря, измерительная катушка сопротивления, и т. д.

Однозначная мера – воспроизводит физическую величину одного размера.

Многозначная мера – ряд одноименных величин различного размера (линейка с делениями).

Набор мер – специально подобранный комплект мер, применяемый не только по отдельности, но и в различных сочетаниях с целью воспроизведения ряда одноименных величин различного размера. Это, например, набор гирь, набор измерительных сопротивлений, конденсаторов, индуктивностей.

Магазин мер – набор мер, объединенных в одно конструктивное целое, со специальными переключателями, которые связаны с отсчетными устройствами.

В метрологии можно выделить два направления

– научно-технические;

– законодательное.

Содержанием научно-технического направления является создание методов и средств измерения, оценки точности измерения.

Законодательное – создание регламентированных государством общих правил, требований и норм, обеспечивающих высокий уровень измерительного дела на строго научной основе.

Наука о принципах и методах установления наиболее эффективных норм и правил взаимодействия элементов производства с точки зрения их совместимости, унификации и рациональной организации – называется стандартизацией.

Стандарты – это технические законы, устанавливающие определенные требования к изделиям, материалам, техническим процессам, технической и технологической документации, методам испытаний.

Метрология и стандартизация тесно связаны между собой. Так, измерения производятся на основе стандартов и они же обеспечивают выполнение стандартов.

В метрологии для всех объектов измерений установлено единое обобщенное понятие – физическая величина. Под ней понимается свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (системам) их состояниям и происходящим в них процессам, но в количественном отношении индивидуального для каждого объекта. Длина, масса, время, напряжение, мощность, давление и т.д. Это лишь некоторые из многочисленных физических величин, измеряемых человеком.

Каждая физическая величина имеет две характеристики – количественную и качественную.

Качественная характеристика определяется свойством материального объекта. Например, температура характеризует степень нагретости тела, масса – его инертные свойства.

Размер – это некоторое количество какого-либо свойства физической величины.

При измерении определяется размер физической величины, и результат записывается в виде ее значения. Например, 12 кг. Значение массы некоторого тела.

Идеальное отражение количества этого свойства называется истинным значением величины. Его достигнуть нельзя. Можно только приблизиться к нему. В практике измерений вместо истинного значения пользуются действительным значением.

По способу получения числового значения величины все измерения подразделяют на 4 основных вида:

Прямые:	исходные значения физической величины находят непосредственно из опытных данных. При этом не надо проводить вычислений (например: длина линейки, масса весы, температура термометр, ток амперметр).
Косвенные:	искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными из прямых измерений. Так измеряют плотность тела Δ=I/q.
Совокупные:	одновременно измеряются несколько одноименных величин и, т. е., и другие измерения требуют решения системы уравнений.
Совместные:	одновременное измерение 2-х или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними (Архимед и Герон).