1. предмет метрології Наука про вимірювання, методи і засоби забезпечення їх єдності та способи досягнення...
2. Міжнародна система одиниць (СІ)

предмет метрології

Наука про вимірювання, методи і засоби забезпечення їх єдності та способи досягнення необхідної точності називається метрологією (грецьке слово "метрологія" утворене від слів "метрон" - міра і "логос" - вчення). До основних напрямів метрології відносять:

1. загальну теорію вимірювань;
2. одиниці фізичних величин і їх системи;
3. методи і засоби вимірювань;
4. методи визначення точності вимірювань;
5. основи забезпечення єдності вимірювань і одноманітності засобів вимірювань;
6. еталони і зразкові засоби вимірювань;
7. методи передачі розмірів одиниць від еталонів або зразкових засобів вимірювань робочим засобом вимірювань.

Метрологію поділяють на теоретичну, прикладну і законодавчу. Теоретична метрологія займається питаннями фундаментальних досліджень, створенням системи одиниць вимірювань, фізичних постійних, розробкою нових методів вимірювання. Прикладна (практична) метрологія займається питаннями практичного застосування в різних сферах діяльності результатів теоретичних досліджень в рамках метрології. Законодавча метрологія включає сукупність взаємообумовлених правил і норм, спрямованих на забезпечення єдності вимірювань, які зводяться в ранг правових положень (уповноваженими на те органами державної влади), мають обов'язкову силу і знаходяться під контролем держави.

З січня 2001 року на території Росії і країн СНД на заміну ГОСТ 16263-70 "ГСИ. Метрологія. Терміни та визначення" введено рекомендації РМГ 29-99, містять основні терміни та визначення в галузі метрології, узгоджені з міжнародними стандартами ISO 31 (0-13 ) та ISO 1000.

Предметом метрології є отримання кількісної інформації про властивості об'єктів і процесів із заданою точністю і достовірністю. Засоби метрології - це сукупність засобів вимірювальної техніки та метрологічних стандартів, що забезпечують їх раціональне використання.

фізичні величини

Основним об'єктом вимірювання в метрології є фізичні величини. Фізична величина - одна з властивостей фізичного об'єкта (явища, процесу), загальна в якісному відношенні для багатьох фізичних об'єктів, але в кількісному відношенні індивідуальне для кожного з них.

Фізична величина (коротка форма терміна - "величина") застосовується для опису матеріальних систем і об'єктів (явищ, процесів і т. П.), Що вивчаються в будь-яких науках (фізиці, хімії та ін.).

Існують основні і похідні величини. В якості основних вибирають величини, які характеризують фундаментальні властивості матеріального світу. ГОСТ 8.417 встановлює сім основних фізичних величин: довжина, маса, час, термодинамічна температура, кількість речовини, сила світла, сила електричного струму, - за допомогою яких створюється все різноманіття похідних фізичних величин і забезпечується опис будь-яких властивостей фізичних об'єктів і явищ.

Важливою характеристикою фізичної величини є її розмірність - вираз у формі статечного многочлена, що відображає зв'язок цієї величини з основними ФВ системи, в якому коефіцієнт пропорційності дорівнює одиниці:

де L, M, T, ... - умовні позначення фізичних величин даної системи, одиниці яких прийняті за основні (L - довжина, M - маса, T - час), , ... - показники ступеня, з якою основна величина входить в рівняння при визначенні похідної величини. Наприклад, для щільності , Для сили електричного струму , для прискорення .

Міжнародна система одиниць (СІ)

Сукупність основних і похідних одиниць, що відносяться до деякої системи величин і побудована відповідно до прийнятих принципів, утворює систему одиниць. На сьогоднішній день Міжнародна система одиниць фізичних величин включає сім основних одиниць (табл. 1. таблиця 1.1 ).

Рішеннями Генеральної конференції з мір та ваг прийняті такі визначення основних одиниць вимірювання фізичних величин:

1. Метр вважається довгою шляху, який проходить світло у вакуумі за 1/299 792 458 частку секунди;
2. Кілограм вважається прирівняним до існуючого міжнародного прототипу кілограма;
3. Секунда дорівнює 9 192 631 770 періодів випромінювання, що відповідає тому переходу, який відбувається між двома так званими надтонкими рівнями основного стану атома Cs133;
4. Ампер вважається мірою тієї сили незмінних струму, що викликає на кожній ділянці провідника довжиною 1 м силу взаємодії за умови проходження по двом прямолінійним паралельним провідникам, що володіє такими показниками, як мізерно мала площа кругового перетину і нескінченна довжина, а також розташованих на відстані в 1 м один від одного в умовах вакууму;
5. Кельвін дорівнює 1 / 273,16 частини термодинамічної температури, так званої потрійної точки води;
6. Моль дорівнює кількості речовини системи, в яку входить така ж кількість структурних елементів, що і в атоми в C12 масою 0,012 кг;
7. Кандела дорівнює силі світла в заданому напрямку джерела, що випускає монохроматичне випромінювання частотою Гц, енергетична сила світла якого в цьому напрямку становить 1/683 Вт / пор.

Крім того, Міжнародна система одиниць містить дві досить важливі додаткові одиниці, необхідні для вимірювання плоского і тілесного кутів. Так, одиниця плоского кута - це радіан, або скорочено радий, що представляє собою кут між двох радіусів кола, довжина дуги між якими дорівнює радіусу кола. Якщо мова йде про градусах, то радіан дорівнює . Стерадіан, або ср, приймається за одиницю тілесного кута, являє собою тілесний кут, розташування вершини якого фіксується в центрі сфери, а площа, вирізати даними кутом на поверхні сфери, дорівнює площі квадрата, сторона якого дорівнює довжині радіуса сфери. Інші додаткові одиниці СІ використовуються для формування одиниць кутової швидкості, а також кутового прискорення і т. Д. Радіан і стерадіан використовуються для теоретичних побудов і розрахунків, оскільки велика частина значущих для практики значень кутів в радіанах виражаються трансцендентними числами. До позасистемних одиниць відносяться:

1. за логарифмічну одиницю прийнята десята частина бела, децибел (дБ);
2. діоптрій - сила світла для оптичних приладів;
3. реактивна потужність - Вар (ВА);
4. астрономічна одиниця (а. е.) - 149,6 млн км;
5. світловий рік, під яким розуміється таку відстань, яку промінь світла проходить за 1 рік;
6. місткість - літр;
7. площа - гектар (га).

Універсальність СІ забезпечується тим, що 7 основних одиниць, покладених в її основу, є одиницями фізичних величин, які відображають основні властивості матеріального світу, і дають можливість утворювати похідні одиниці для будь-яких фізичних величин у всіх галузях науки і техніки. Цій же меті служать і додаткові одиниці, необхідні для утворення похідних одиниць, що залежать від плоского і тілесного кутів.

Виділяють наступні переваги СІ перед іншими системами одиниць:

1. СІ є універсальною, охоплюючи всі сфери науки, техніки, виробництва;
2. побудована таким чином система одиниць і входять до неї одиниці називаються когерентними (пов'язаними, узгодженими), коефіцієнти пропорційності у фізичних рівняннях, що визначають одиниці похідних величин, рівні безрозмірною одиниці;
3. в СІ усунена множинність одиниць (уніфікація одиниць для всіх видів вимірювань) для вираження величин одного і того ж ряду;
4. встановлення для кожної фізичної величини своєї одиниці дозволило розмежувати поняття маси (кг) і ваги (Н).

Міжнародна система одиниць, завдяки своїм перевагам, набула широкого поширення в світі. Так, всі країни Європейського Союзу перейшли на одиниці СІ. Країни, де раніше традиційно застосовувалася англійська система заходів (Великобританія, Австралія, Канада, США та ін.) Також впроваджують одиниці СІ.