Mărimi fizice, clasificarea lor. Examinați definiția punctajului, punctajului și măsurării. Evidențiați trăsăturile lor comune și distinctive Termenul mărime fizică denotă o proprietate

Măsurare- un set de operații predominant experimentale efectuate cu ajutorul unui instrument tehnic care stochează o unitate de cantitate, care vă permite să comparați valoarea măsurată cu unitatea sa și să obțineți

valoarea dorită a cantității. Această valoare se numește rezultatul măsurării.

Pentru a stabili diferența în valoarea cantitativă a obiectului afișat se introduce conceptul de mărime fizică.

Mărimea fizică (PV) se numește una dintre proprietățile unui obiect fizic (fenomen, proces), care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect (Fig. 4.1).

De exemplu, densitatea, tensiunea, indicele de refracție etc.

Deci, folosind un dispozitiv de măsurare, de exemplu, un voltmetru DC, măsurăm tensiunea în volți a unui anumit circuit electric, comparând poziția indicatorului (săgeata) cu unitatea de tensiune electrică stocată de scara voltmetrului. Valoarea tensiunii găsită ca număr de volți reprezintă rezultatul măsurării.

Orez. 4.1.

Semnul distinctiv al unei cantități poate fi o unitate de măsură, o procedură de măsurare, un material de referință sau o combinație a ambelor.

Cu necesitate practică, este posibil să se măsoare nu numai o mărime fizică, ci și orice obiect fizic și non-fizic.

Dacă masa unui corp este de 50 kg, atunci vorbim de mărimea unei mărimi fizice.

Mărimea unei mărimi fizice- certitudinea cantitativă a unei mărimi fizice inerentă unui anumit obiect material (fenomen, proces).

dimensiunea adevărată mărimea fizică este o realitate obiectivă, care nu depinde de măsurarea caracteristicii corespunzătoare proprietăților obiectului sau nu. Valoarea reală mărimea fizică se găsește experimental. Diferă de valoarea adevărată prin mărimea erorii.

Mărimea cantității depinde de ce unitate este utilizată la măsurarea cantității.

Mărimea poate fi exprimată ca număr abstract, fără a specifica unitatea de măsură, căreia îi corespunde valoarea numerică a unei mărimi fizice. Se numește evaluarea cantitativă a unei mărimi fizice, reprezentată de un număr care indică unitatea acestei mărimi valoarea unei marimi fizice.

Putem vorbi despre dimensiunile diferitelor unități ale unei mărimi fizice date. În acest caz, dimensiunea, de exemplu, a unui kilogram diferă de dimensiunea unei lire (1 lb. = 32 loturi = 96 bobine = 409,512 g), a unui pud (1 p. = 40 lb. = 1280 loturi = 16,3805 kg), etc. d.

În consecință, interpretări diferite ale mărimilor fizice în tari diferite trebuie luate în considerare, altfel poate duce la dificultăți insurmontabile, chiar și la dezastre.

De exemplu, în 1984, o aeronavă canadiană Boeing-647 de pasageri a aterizat de urgență la un loc de testare auto după ce motoarele s-au defectat în timpul unui zbor la o altitudine de 10.000 de metri din cauza combustibilului uzat. Explicația acestui incident a fost că instrumentele de pe avion au fost calibrate în litri, în timp ce instrumentele companiei aeriene canadiane care a alimentat aeronava au fost calibrate în galoane (aproximativ 3,8 litri). Astfel, s-a umplut de aproape patru ori mai puțin combustibil decât era necesar.

Deci, dacă există ceva valoare X, unitatea de măsură acceptată pentru aceasta este [X], atunci valoarea unei mărimi fizice specifice poate fi calculată prin formula

X = q [X], (4.1)

Unde q- valoarea numerică a unei mărimi fizice; [ X] este o unitate a mărimii fizice.

De exemplu, lungimea conductei l= 5m, unde l este valoarea lungimii, 5 este valoarea sa numerică, m este unitatea de lungime acceptată în acest caz.

Ecuația (4.1) se numește ecuația principală de măsurare, arătând că valoarea numerică a mărimii depinde de mărimea unităţii de măsură acceptate.

În funcție de zona de comparație, valorile pot fi omogenȘi eterogen. De exemplu, diametrul, circumferința, lungimea de undă, de regulă, sunt considerate mărimi omogene legate de mărimea numită lungime.

În cadrul unui sistem de mărimi, mărimile omogene au aceeași dimensiune. Cu toate acestea, cantitățile de aceeași dimensiune nu sunt întotdeauna omogene. De exemplu, momentul forței și energia nu sunt mărimi omogene, ci au aceeași dimensiune.

Sistem de valori este un set de mărimi împreună cu un set de ecuații consistente care raportează aceste mărimi.

Cantitatea de bază reprezintă o valoare care este aleasă condiționat pentru un anumit sistem de mărimi și este inclusă în setul de mărimi de bază. De exemplu, mărimile de bază ale sistemului SI. Cantitatile principale nu sunt legate intre ele.

Cantitate derivată sistemul de mărimi se determină prin mărimile de bază ale acestui sistem. De exemplu, într-un sistem de mărimi în care mărimile principale sunt lungimea și masa, densitatea masei este o mărime derivată, care este definită ca coeficientul de masă împărțit la volum (lungimea la a treia putere).

Unitate multiplă obţinută prin înmulţirea unităţii de măsură dată cu un număr întreg mai mare decât unu. De exemplu, un kilometru este un multiplu zecimal al unui metru; iar ora este un multiplu non-zecimal al secundei.

unitate submultiple se obține prin împărțirea unității de măsură la un număr întreg mai mare decât unu. De exemplu, un milimetru este o unitate zecimală, o fracțiune de metru.

Unitate în afara sistemului masura nu apartine acestui sistem de unitati. De exemplu, ziua, ora, minutul sunt unități de măsură nesistemice în raport cu sistemul SI.

Să introducem un alt concept important - conversia măsurătorilor.

Este înțeles ca procesul de stabilire a unei corespondențe unu-la-unu între mărimile a două mărimi: valoarea convertită (intrare) și cea transformată ca urmare a măsurării (intrare).

Setul de dimensiuni ale variabilei de intrare supusă transformării cu ajutorul unui dispozitiv tehnic - traductor de măsură, se numește interval de conversie.

Conversia de măsurare poate fi efectuată în diverse moduriîn funcţie de tipurile de mărimi fizice, care sunt de obicei împărţite în trei grupuri.

Primul grup reprezintă cantități pe setul de mărimi ale cărora doar rapoartele lor sunt definite sub formă de comparații „mai slab – mai puternic”, „mai moale – mai greu”, „mai rece – mai cald”, etc.

Aceste relații se stabilesc pe baza unor studii teoretice sau experimentale și se numesc relații de ordine(relații de echivalență).

La cantități primul grup includ, de exemplu, puterea vântului (slab, puternic, moderat, furtună etc.), duritatea, caracterizată prin capacitatea corpului studiat de a rezista la indentări sau zgârieturi.

A doua grupă reprezintă cantități pentru care relații de ordine (echivalență) sunt determinate nu numai între mărimile cantităților, ci și între diferențele de cantități în perechi de mărimile acestora.

Acestea includ, de exemplu, timpul, energia, temperatura, determinate de scara unui termometru lichid.

Posibilitatea de a compara diferențele de dimensiuni ale acestor valori constă în determinarea valorilor celui de-al doilea grup.

Deci, atunci când utilizați un termometru cu mercur, diferențele de temperatură (de exemplu, în intervalul de la +5 la +10 ° C) sunt considerate egale. Astfel, în acest caz, au loc atât raportul ordinului de mărime (25 „mai cald” decât 10°С), cât și relația de echivalență între diferențele de perechi de mărimi de cantități: diferența perechii (25–20° С) corespunde diferenței perechii (10– 5°C).

În ambele cazuri, relația de ordine este stabilită fără ambiguitate cu ajutorul unui instrument de măsură (transductor de măsurare), care este numitul termometru pentru lichid.

Este ușor de concluzionat că temperatura aparține valorii primului și celui de-al doilea grup.

A treia grupă cantitățile se caracterizează prin faptul că pe mulțimea dimensiunilor lor (cu excepția relațiilor de ordine și echivalență indicate inerente cantităților din a doua grupă), se pot efectua operații similare cu adunarea sau scăderea (proprietatea aditivității).

Valorile celui de-al treilea grup includ un număr semnificativ de mărimi fizice, de exemplu, lungimea, masa.

Așadar, două corpuri cu o greutate de 0,5 kg fiecare, așezate pe una dintre cupele cântarului cu brațe egale, sunt echilibrate cu o greutate de 1 kg, așezată pe celălalt bol.

Mărimea fizică și caracteristicile sale.

Toate obiectele lumii materiale au o serie de proprietăți care fac posibilă distingerea unui obiect de altul.

Proprietate obiect - ϶ᴛᴏ o trăsătură obiectivă care se manifestă în timpul creării, exploatării și consumului său.

Proprietatea unui obiect trebuie exprimată calitativ - sub forma unei descrieri verbale, iar cantitativ - sub formă de grafice, numere, diagrame, tabele.

Știința metrologică se ocupă cu măsurarea caracteristicilor cantitative ale obiectelor materiale - mărimi fizice.

Cantitate fizica- proprietatea ϶ᴛᴏ, inerentă calitativ multor obiecte, și individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele.

De exemplu, masa au toate obiectele materiale, dar fiecare dintre ele valoarea masei individual.

Mărimile fizice sunt împărțite în măsurabileȘi evaluat.

măsurat se exprimă mărimile fizice cantitativ sub forma unui anumit număr de unităţi de măsură stabilite.

De exemplu, valoarea tensiunii în rețea este 220 ÎN.

Mărimile fizice care nu au o unitate de măsură sunt doar estimate. De exemplu, miros, gust. Evaluarea lor se face prin degustare.

Unele cantități pot fi estimate pe o scară. De exemplu: duritatea materialului - pe scara Vickers, Brinell, Rockwell, puterea cutremurului - pe scara Richter, temperatura - pe scara Celsius (Kelvin).

Mărimile fizice pot fi calificate prin caracteristici metrologice.

De tipuri de fenomene se împart în

dar) real descrierea proprietăților fizice și fizico-chimice ale substanțelor, materialelor și produselor din acestea.

De exemplu, masa, densitatea, rezistența electrică (pentru a măsura rezistența unui conductor, trebuie să treacă un curent prin el, o astfel de măsurătoare se numește pasiv).

b) energie descriind caracteristicile proceselor de transformare, transmitere și utilizare a energiei.

Acestea includ: curent, tensiune, putere, energie. Aceste mărimi fizice sunt numite activ. Οʜᴎ nu necesită o sursă de alimentare auxiliară.

Există un grup de mărimi fizice care caracterizează cursul proceselor în timp, de exemplu, caracteristicile spectrale, funcțiile de corelație.

De accesorii la diferite grupuri de procese fizice, mărimile sunt

spațio-temporal

mecanic,

electric,

magnetic,

termic,

acustic,

ușoară,

fizico-chimic,

· radiatii ionizante, fizica atomica si nucleara.

De gradul de independență condiționată mărimile fizice se împart la

principal (independent),

Derivate (dependente),

adiţional.

De dimensiune mărimile fizice sunt împărțite în dimensionale și adimensionale.

Un exemplu dimensională magnitudinea este putere, fără dimensiuni- nivel puterea sonoră.

Pentru a cuantifica o mărime fizică se introduce conceptul mărimea cantitate fizica.

Mărimea unei mărimi fizice- aceasta este certitudinea cantitativă a unei mărimi fizice inerentă unui anumit obiect material, sistem, proces sau fenomen.

De exemplu, fiecare corp are o anumită masă, prin urmare, se pot distinge după masă, ᴛ.ᴇ. după mărimea mărimii fizice.

Expresia mărimii unei mărimi fizice sub forma unui anumit număr de unități acceptate pentru aceasta este definită ca valoarea unei marimi fizice.

Valoarea mărimii fizice - aceasta este o expresie a unei marimi fizice sub forma unui anumit numar de unitati de masura acceptate pentru aceasta.

Proces de măsurare - ϶ᴛᴏ procedura de comparare a unei mărimi necunoscute cu o mărime fizică cunoscută (comparabilă) și în acest sens este introdus conceptul valoare adevarata cantitate fizica.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice- ϶ᴛᴏ valoarea unei mărimi fizice, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ mod perfect caracterizează mărimea fizică corespunzătoare în termeni calitativi și cantitativi.

Valoarea adevărată a mărimilor fizice independente este reprodusă în standardele lor.

Valoarea adevărată este rar folosită, mai folosită valoarea reală cantitate fizica.

Valoarea reală a unei mărimi fizice- valoare ϶ᴛᴏ obţinută experimental şi oarecum apropiată de valoarea adevărată.

Anterior exista conceptul de ʼʼparametri măsurațiʼʼ, acum, conform documentului de reglementare RMG 29-99, se recomandă conceptul de ʼʼvalori măsurateʼʼ.

Sunt multe marimi fizice si sunt sistematizate. Un sistem de mărimi fizice este un set de mărimi fizice format în conformitate cu regulile acceptate, când unele mărimi sunt considerate independente, în timp ce altele sunt definite ca funcții ale unor mărimi independente.

În numele sistemului de mărimi fizice se folosesc simbolurile mărimilor, care sunt acceptate ca principale.

De exemplu, în mecanică, unde lungimea este considerată de bază - L , greutate - m si timpul - t , denumirea sistemului, respectiv - Lm t .

Sistemul de valori de bază corespunzătoare sistem international Unitățile SI sunt exprimate prin simboluri LmtIKNJ , ᴛ.ᴇ. sunt aplicate simboluri ale unităților de bază: lungime - L , greutate - M , timpul - t , puterea curentului - eu , temperatura - K, cantitatea de substanță - N , puterea luminii - J .

Mărimile fizice de bază nu depind de valorile altor mărimi ale acestui sistem.

Mărimea fizică derivată- ϶ᴛᴏ este o mărime fizică inclusă în sistemul de mărimi și determinată prin marimile principale ale acestui sistem. De exemplu, forța este definită ca masa înmulțită cu accelerația.

3. Unităţi de măsură ale mărimilor fizice.

Se obișnuiește să se numească o unitate de măsură a unei mărimi fizice o mărime căreia, prin definiție, i se atribuie o valoare numerică egală cu 1 şi care se foloseşte pentru exprimarea cantitativă a mărimilor fizice omogene cu acesta.

Unitățile de mărime fizică sunt combinate într-un sistem. Primul sistem a fost propus de Gauss K (milimetru, miligram, al doilea). Acum sistemul SI este în vigoare, anterior exista un standard al țărilor CMEA.

Unitățile de măsură sunt împărțiteîn sistem de bază, suplimentar, derivat și în afara sistemului.

În sistemul SIșapte unități de bază:

· lungime (metru),

· masa (kilogram),

· timp (secunda),

· temperatura termodinamică (kelvin),

· cantitatea de substanță (mol),

· curent electric (amperi),

· intensitatea luminii (candela).

tabelul 1

Desemnarea unităților de bază ale sistemului SI

Cantitate fizica	Unitate de măsură
Nume	Desemnare	Nume	Desemnare
Rusă	internaţional
principal
Lungime	L	metru	m	m
Greutate	m	kilogram	kg	kg
Timp	t	al doilea	din	s
Puterea curentului electric	eu	amper	DAR	DAR
Temperatura termodinamica	T	kelvin	LA	LA
Cantitate de substanță	n,v	cârtiță	cârtiță	mol
Puterea luminii	J	candela	CD	CD
adiţional
colț plat	-	radian	bucuros	rad
Unghi solid	-	steradian	mier	sr

Notă. Un radian este unghiul dintre două raze ale unui cerc, arcul dintre care este egal ca lungime cu raza. În grade, un radian este 57 0 17 ’ 48 ’’ .

Steradian - unghi solid ϶ᴛᴏ, al cărui vârf este situat în centrul sferei și care decupează pe suprafața sferei o zonă egală cu aria unui pătrat cu o latură de-a lungul lungimii egale la raza sferei. Unghiul solid se măsoară prin determinarea unghiurilor plate și efectuând calcule suplimentare folosind formula:

Q \u003d 2p (1 - cosa / 2),

Unde Q- unghi solid,A - un unghi plat în vârful conului format în interiorul sferei de un unghi solid dat.

Colțul corpului 1 mier corespunde unui unghi plat egal cu 65 0 32 ’ , colțp cf - colț plat 120 0 , colț2pav - 180 0 .

Unități SI suplimentare sunt folosite pentru a forma unități de viteză unghiulară, accelerație unghiulară și alte cantități.

Prin ei înșiși, radianii și steradianii sunt utilizați în principal pentru construcții și calcule teoretice, deoarece Cele mai practice valori ale unghiurilor (unghiul plin, unghiul drept etc.) în radiani sunt exprimate în numere transcendentale ( 2p, p/2).

Derivate numiți unitățile de măsură obținute folosind ecuațiile de comunicare între mărimile fizice. De exemplu, unitatea de forță SI este Newton ( H ):

H = kg∙m/s 2 .

În ciuda faptului că sistemul SI este universal, permite utilizarea unora unități în afara sistemului, care și-au găsit o largă aplicație practică (de exemplu, un hectar).

Apelat în afara sistemului unități care nu sunt incluse în niciunul dintre sistemele general acceptate de unități de mărimi fizice.

Pentru multe cazuri practice, dimensiunile alese ale cantităților fizice sunt incomode - prea mici sau prea mari. Din acest motiv, în practica măsurătorilor, se folosesc adesea multipliȘi vale unitati.

Multiplu Se obișnuiește să se numească o unitate de un număr întreg de ori mai mare decât o unitate de sistem sau non-sistem. De exemplu, o unitate multiplă 1km = 1000 m.

Dolny Este obișnuit să apelați o unitate, de un număr întreg de ori mai mic decât o unitate de sistem sau non-sistem. De exemplu, o unitate fracțională 1 cm = 0,01 m.

După adoptarea sistemului metric de măsuri, a fost adoptat un sistem zecimal de formare a multiplilor și submultiplilor, corespunzător sistemului zecimal al contului nostru numeric. De exemplu, 10 6 – mega, dar 10 -6 – micro.

Mărimea fizică și caracteristicile sale. - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Mărimea fizică și caracteristicile sale”. 2017, 2018.

Metrologia, locul ei printre alte științe, principalele probleme ale metrologiei.

Metrologie- știința măsurării mărimilor fizice, metode și mijloace de asigurare a unității acestora și modalități de a obține precizia cerută. Metrologia are trei ramuri: metrologia practică (studiază problemele de aplicare practică a dezvoltărilor metrologiei teoretice), metrologia teoretică (a în vedere probleme teoretice generale) și metrologia legală (stabilește cerințe tehnice și legale obligatorii pentru utilizarea unităților de mărime fizică, metode și instrumente de măsură). Subiect de metrologie este extragerea de informații cantitative despre proprietățile obiectelor și proceselor cu o acuratețe și fiabilitate date. Instrumente de metrologie este un ansamblu de instrumente de măsurare și standarde metrologice care asigură utilizarea lor rațională.

Principalele probleme ale metrologiei sunt: teoria generală a măsurătorilor, unități de mărime fizică, metode de determinare a preciziei măsurătorilor, bazele asigurării uniformității măsurătorilor, standarde și instrumente de măsurare exemplare, metode de transfer al dimensiunilor unităților de la standarde la mijloacele de lucru.

Academicianul B.M. Kedrov a propus așa-numitul „triunghi al științelor”, la „vârfurile” căruia se află științele naturale, sociale și filozofice. Conform acestei clasificări, metrologia se încadrează de partea „științelor naturale – sociale”, precum și de partea „științelor naturii – filozofice”. Folosind o serie de secțiuni ale științelor fundamentale și aplicate - fizică, chimie, matematică, cibernetică și altele, metrologia, în același timp, se dezvoltă ca o știință separată care studiază și stabilește legi și reguli specifice care permit determinarea expresiilor cantitative ale proprietăților obiecte ale lumii materiale, bazate pe aparatul matematic, în primul rând, pe teoria probabilității și statistica matematică.

Dați definiția unei mărimi fizice. Dați exemple de mărimi aparținând diferitelor grupe de procese fizice.

Cantitate fizica cantitate fizica- aceasta este o cantitate care poate fi folosită în ecuațiile fizicii și, prin fizică, aici înțelegem știința și tehnologia în ansamblu. ÎN În ultima vremeîmpărțirea cantităților în fizicȘi non-fizică. Sub aspectul fizic, înțelegeți cantitățile care caracterizează proprietățile lumii fizice și sunt utilizate în științe fizice și tehnologie. Au unități de măsură. Mărimile fizice, în funcție de regulile de măsurare a acestora, se împart în trei grupe: mărimi care caracterizează proprietățile obiectelor (lungime, masă); cantități care caracterizează starea sistemului (presiune, temperatură); cantități care caracterizează procesele (viteză, putere). Mărimile nefizice sunt mărimi pentru care nu există unități de măsură. Ele pot caracteriza atât proprietățile lumii materiale, cât și conceptele utilizate în științele sociale, economie și medicină.

Examinați definiția punctajului, punctajului și măsurării. Evidențiați trăsăturile lor comune și distinctive.

Există număr mare tipuri de teste. Ele sunt clasificate in functie de diverse caracteristici. Conform scopului testului sunt împărțite în cercetare, control, comparativ și definitiv. După nivel Exista urmatoarele categorii de teste: de stat, interdepartamentale si departamentale. După tipul de etape dezvoltarea produsului, se face o distincție între testele pre-test și cele de acceptare. În funcție de tipul de testare a produselor finite, acestea se împart în calificare, acceptare periodică și standard.

Scopul testului ar trebui să se ia în considerare găsirea adevăratei valori a unui parametru (caracteristică) determinată nu în acele condiții reale în care poate fi găsit efectiv în timpul testelor, ci în condiții nominale de testare date. Condițiile reale de testare diferă aproape întotdeauna de cele nominale, deoarece este imposibil să se stabilească parametrii condițiilor de testare cu acuratețe absolută. Rezultatul testului se numește evaluarea caracteristicilor proprietăților obiectului, stabilirea conformității obiectului cu cerințele specificate, datele analizei calității funcționării obiectului în procesul de testare. Rezultatul testului este caracterizat de precizie. Există multe asemănări între măsurare și testare: mai întâi, rezultatele ambelor operații sunt exprimate ca numere; în al doilea rând, erorile în ambele cazuri pot fi exprimate ca diferență între rezultatele măsurătorii și valorile adevărate ale mărimii măsurate. Cu toate acestea, din punct de vedere al metrologiei, există o diferență semnificativă între aceste operațiuni: eroarea de măsurare este doar o componentă a erorii de testare. Prin urmare, se poate spune că testarea este o operație mai generală decât măsurarea. Măsurarea poate fi considerată ca un caz special de testare, în care condițiile de testare nu prezintă interes.

4. Care este scara unei marimi fizice? Dați exemple de diferite scale fotovoltaice.

Scara unei marimi fizice este o succesiune ordonată de valori de mărime, adoptată pe baza rezultatelor măsurătorilor precise. Cantitate fizica- una dintre proprietățile unui obiect fizic, care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele. Se mai poate spune că cantitate fizica- aceasta este o cantitate care poate fi folosită în ecuațiile fizicii și, prin fizică, aici înțelegem știința și tehnologia în ansamblu. Mărimile fizice sunt: dimensionalăȘi fără dimensiuni.

Tipuri de scară: scară de nume (scala de clasificare): folosit pentru identificarea diferențelor dintre obiecte sau clasificarea obiectelor ale căror proprietăți se manifestă doar în raport cu echivalența (scala de desemnare a numărului de telefon al orașului); scară de ordine (scala de rang): conține dimensiuni care se schimbă monoton ale valorilor măsurate și vă permite să setați raportul mai mult/mai puțin între valori (scara Richter de 12 puncte); scară de interval (scara de diferență): constă din intervale identice, are o unitate de măsură și un început ales arbitrar - un punct zero (scara Celsius, Fahrenheit); scara relațiilor (asemănarea):în această scară există un zero natural neambiguu și o unitate de măsură (scara de masă, scara de lungime); scale absolute: utilizat pentru măsurarea valorilor relative (castig, reflexie, modulație de amplitudine).

5. Ce este un instrument de măsurare? Dați exemple de instrumente de măsură pentru diferite PV. Ce este precizia măsurării.

instrument de masurare- un instrument tehnic destinat măsurătorilor, având caracteristici metrologice normalizate, reproducerea și (sau) stocarea unei unități de mărime fizică, a cărei mărime este luată neschimbată într-un interval de timp cunoscut. Caracteristica principală în această definiție sunt caracteristici metrologice normalizate, ceea ce presupune atât posibilitatea de a reproduce o unitate de mărime fizică cu acuratețea necesară, cât și păstrarea acesteia pe toată perioada de adecvare metrologică a instrumentului de măsurare. În funcție de scopul funcțional și de proiectare, există tipuri de instrumente de măsurare precum măsuri, traductoare de măsurare, dispozitive de măsurare, indicatoare, instalații de măsurare, sisteme de măsurare, complexe de măsurare și de calcul. Cel mai simplu mijloc de măsurare este măsura. Măsurarea unei mărimi fizice- un instrument de măsură destinat să reproducă și (sau) să stocheze o mărime fizică de una sau mai multe dimensiuni date, ale cărei valori sunt exprimate în unități stabilite și sunt cunoscute cu precizia cerută. Traductor de măsurare- un instrument tehnic cu caracteristici metrologice normalizate, care este utilizat pentru a converti valoarea măsurată într-o altă valoare sau semnal de măsurare, convenabil pentru prelucrare, stocare, transformări ulterioare, indicare sau transmitere. Dispozitiv de măsurare (dispozitiv)- un instrument de măsurare conceput pentru a obține valorile mărimii fizice măsurate în intervalul specificat. Dispozitivul de măsurare este conceput pentru a obține informații de măsurare din mărimea fizică măsurată, a o converti și a o emite într-o formă care poate fi percepută direct de către operator. Dispozitivul include unul sau mai multe traductoare de măsurare și un dispozitiv pentru afișarea informațiilor de măsurare de tipul indicator de scară, indicatorul este hârtie de diagramă, conectat la acestea. Precizia măsurătorilor este determinată de apropierea de zero a erorii de măsurare, adică apropierea rezultatelor măsurătorilor de valoarea reală a mărimii măsurate. Dar dacă eroarea de măsurare poate fi exprimată cantitativ în unități ale mărimii măsurate, atunci precizia măsurării nu poate fi determinată cantitativ de rezultatul măsurării.

Metrologie, standardizare si certificare Demidova NV

4 Conceptul de mărime fizică Valoarea sistemelor de unități fizice

O mărime fizică este un concept de cel puțin două științe: fizica și metrologia. Prin definiție, o cantitate fizică este o anumită proprietate a unui obiect, un proces care este comun unui număr de obiecte din punct de vedere al parametrilor de calitate, dar diferă cantitativ (individual pentru fiecare obiect). Există o serie de clasificări create pe diverse motive. Cele principale sunt împărțite în:

1) mărimi fizice active și pasive - atunci când sunt împărțite în raport cu semnalele informațiilor de măsurare. Mai mult, primele (active) în acest caz sunt cantități care, fără utilizarea surselor auxiliare de energie, sunt susceptibile de a fi convertite într-un semnal de informație de măsurare. Iar al doilea (pasiv) sunt astfel de mărimi, pentru măsurarea cărora este necesară utilizarea surselor de energie auxiliare care creează un semnal de informație de măsurare;

2) mărimi fizice aditive (sau extensive) și non-aditive (sau intensive) - atunci când sunt împărțite în funcție de semnul aditivității. Se crede că primele cantități (aditive) sunt măsurate în părți, în plus, ele pot fi reproduse cu acuratețe folosind o măsură cu mai multe valori bazată pe însumarea dimensiunilor măsurilor individuale. Și cele de-a doua mărimi (neaditive) nu sunt măsurate direct, deoarece sunt convertite într-o măsurare directă a unei mărimi sau într-o măsurătoare prin măsurători indirecte. În 1791 adunare Națională Franța a adoptat primul sistem de unități de mărimi fizice. Era un sistem metric de măsuri. Include: unități de lungimi, suprafețe, volume, capacități și greutăți. Și s-au bazat pe două unități acum binecunoscute: metrul și kilogramul.

Omul de știință și-a bazat metodologia pe trei cantități principale independente: masă, lungime, timp. Și ca unități principale de măsură ale acestor cantități, matematicianul a luat miligramul, milimetrul și secunda, deoarece toate celelalte unități de măsură pot fi calculate cu ușurință folosind cele minime. Da, pe stadiul prezent dezvoltare, se disting următoarele sisteme principale de unități de mărimi fizice:

1) sistem cgs(1881);

2) sistem ICSC(sfârșitul secolului al XIX-lea);

3) Sistemul ISS(1901)

Din cartea Creativitatea ca știință exactă [Teoria rezolvării inventive a problemelor] autor Altshuller Heinrich Saulovich

ANEXA 3 APLICAREA UNOR EFECTE ȘI FENOMENE FIZICE ÎN REZOLVAREA PROBLEMELOR INVENȚIONALE Acțiune necesară, proprietate Fenomen fizic, efect, factor, metodă1. Măsurarea temperaturii Dilatarea termică și modificarea rezultată a frecvenței naturale

Din cartea Metrologie, Standardizare și Certificare autorul Demidov N V

4 Conceptul de mărime fizică Înțelesul sistemelor de unități fizice O mărime fizică este un concept de cel puțin două științe: fizica și metrologia. Prin definiție, o mărime fizică este o anumită proprietate a unui obiect, proces, comună unui număr de obiecte conform

Din cartea Reguli intersectoriale pentru protecția muncii în timpul funcționării instalațiilor de gaze ale organizațiilor în întrebări și răspunsuri. Un ghid pentru studierea și pregătirea pentru teste autor Krasnik Valentin Viktorovici

Anexa 11. Valoarea abruptului pantei

Din cartea Istoria ingineriei autorul Morozov VV

Tema XIII. INGINERIE ȘI NANOTEHNOLOGII: ESENȚĂ, PERSPECTIVE DE DEZVOLTARE, IMPORTANȚĂ Omenirea a intrat cu încredere în secolul XXI, care, așa cum auzim adesea, va fi marcat de genetică, biotehnologii și tehnologia Informatiei. De asemenea, auzim că oamenii de știință

Din cartea Phenomenon of Science [Cybernetic Approach to Evolution] autor Turchin Valentin Fedorovich

2.1. Conceptul conceptului Considerăm o rețea neuronală care are mulți receptori la intrare și un singur efector la ieșire, astfel încât rețeaua neuronală împarte setul tuturor situațiilor în două submulți: situații care provoacă excitarea efectorului și situații care lasa-l in

Din cartea TRIZ Textbook autorul Hasanov A I

7.6. Concept logic Am aproape terminat analiza fundamentelor logicii din punctul de vedere care consideră creierul ca o cutie neagră. Rămâne doar definirea conceptului general de „concept logic”. Definiția este simplă: un concept este un predicat sau un conjunctiv logic. Baza

Din cartea Industrial Space Exploration autor Ciolkovski Konstantin Eduardovici

3. Conceptul de idealitate

Din cartea Aranjamentul general al instantelor autorul Chainikov K. N.

Semnificația industriei* L. N. Tolstoi și I. S. Turgheniev visau la un țăran fericit și erau ostili fabricii. Tolstoi și-a imaginat fiecare persoană fericită sub forma unui țăran cu pământ și familie. Are un cal, o vacă, oi și găini, porci și așa mai departe. Bărbatul avea un puternic

Din cartea Nanotehnologie [știință, inovație și oportunitate] de Foster Lynn

§ 25. Conceptul de forță a navei Forța navei este capacitatea carenei sale de a nu se prăbuși și de a nu-și schimba forma sub influența forțelor constante și temporare. Distingeți rezistența generală și cea locală a navei Rezistența longitudinală generală a carenei navei se numește ea

Din cartea Istoria ingineriei electrice autor Echipa de autori

12.1. Rolul și importanța laboratoarelor federale În prezent, agențiile federale majore (și laboratoarele lor respective) sunt incluse în programul de acțiune al Inițiativei Naționale de Nanotehnologie (NNI) și adoptă Participarea activăîn diverse

Din cartea Reglementări tehnice privind cerințele de securitate la incendiu. legea federală Nr. 123-FZ din 22 iulie 2008 autor Echipa de autori

4.2. FORMAREA FUNDAMENTELOR FIZICE ALE TE D.K. Maxwell în perioada 1855–1873, rezumând rezultatele studiilor experimentale cunoscute sub numele de legile lui S. Coulomb, A. Ampère, legile și ideile lui M. Faraday și E.Kh. Lenz a format pe baza lor un sistem de ecuații EMF care descriu

Din cartea Materials Science. Pat de copil autor Buslaeva Elena Mihailovna

Din cartea Motocicletă în armată de Ernest N.

Din cartea autorului

19. Valoarea mecanică şi proprietăți fiziceîn funcționarea produselor Proprietăți, ca indicatori ai calității materialului Proprietățile metalelor sunt împărțite în fizice, chimice, mecanice și tehnologice. Proprietățile fizice includ: culoarea, greutatea specifică, fuzibilitatea,

Din cartea autorului

25. Dependența proprietăților mecanice și fizice de compoziția în sisteme de diferite tipuri O proprietate este o caracteristică cantitativă sau calitativă a unui material care determină comunitatea sau diferența acestuia cu alte materiale.Există trei grupe principale de proprietăți:

Din cartea autorului

Importanța motocicletei Astăzi, motocicleta a devenit un accesoriu necesar pentru gospodărie și viata culturalațară; a intrat si in armata. Atâta timp, o motocicletă în afacerile militare a fost creditată cu un rol exclusiv auxiliar ca mijloc de comunicare; el are in prezent

Descărcați din Depositfiles

Lectura 1.Proprietate. Valoare. Ecuația de bază de măsurare

2. Măsurători

Cantitățile, măsurătorile și instrumentele de măsură sunt studiate în detaliu la cursul „Metrologie”, care vă va fi citit în anul IV. Aici vom lua în considerare principalele puncte, de a căror cunoaștere vom avea nevoie la cursul „Instrumente și măsurători geodezice”.

1. Proprietate. Valoare. Ecuația de bază de măsurare

Toate obiectele lumii înconjurătoare se caracterizează prin proprietățile lor.

De exemplu, puteți numi astfel de proprietăți ale obiectelor precum culoarea, greutatea, lungimea, înălțimea, densitatea, duritatea, moliciunea etc. Totuși, din faptul că un obiect este colorat sau lung, nu învățăm nimic mai mult decât că are proprietatea de culoare sau extensie.

Pentru o descriere cantitativă a diferitelor proprietăți, procese și corpuri fizice este introdus conceptul de mărime.

Toate cantitățile pot fi împărțite în două tipuri:real Și ideal .

Ideal cantitățile se referă în principal la matematică și sunt o generalizare (model) a unor concepte reale specifice. Nu ne interesează ele.

Real valorile sunt împărțite, la rândul lor, cufizic Și non-fizică .

LA non-fizică este necesar să se atribuie valorile inerente științelor sociale (non-fizice) - filozofie, sociologie, economie etc. Aceste valori nu ne interesează.

Fizic valoarea în cazul general poate fi definită ca o valoare inerentă obiectelor materiale (procese, fenomene) studiate în natură (fizică, chimie) și stiinte tehnice. Aceste valori sunt cele care ne interesează.

Individualitatea în termeni cantitativi este înțeleasă în sensul că o proprietate poate fi pentru un obiect de un anumit număr de ori mai mult sau mai puțin decât pentru altul.

De exemplu, fiecare obiect de pe Pământ are o astfel de proprietate ca greutatea. Dacă luați mai multe mere, atunci fiecare dintre ele are o greutate. Dar, în același timp, greutatea fiecărui măr va fi diferită de greutatea altor mere.

Mărimile fizice pot fi împărțite înmăsurabile Și evaluat.

Mărimile fizice pentru care, dintr-un motiv sau altul, nu se poate efectua o măsurătoare sau nu se poate introduce o unitate de măsură, pot fi doar estimate. Aceste mărimi fizice sunt numite evaluat . Evaluarea unor astfel de cantități fizice se realizează folosind scale condiționate. De exemplu, intensitatea cutremurelor este estimată prin Scara Richter, duritatea mineralelor - pe scara Mohs.

În funcție de gradul de independență condiționată față de alte mărimi, mărimile fizice sunt împărțite în principal (independent condiționat),derivate (dependent condiționat) șiadiţional .

Toată fizica modernă poate fi construită pe șapte mărimi de bază care caracterizează proprietățile fundamentale ale lumii materiale. Acestea includȘapte mărimile fizice alese însistem SI la fel de major , Și Două adiţional mărimi fizice.

Cu ajutorul celor șapte și două cantități suplimentare, introduse numai pentru comoditate, se formează întreaga varietate de mărimi fizice derivate și se oferă o descriere a proprietăților obiectelor și fenomenelor fizice.

În funcție de prezența dimensiunilor, mărimile fizice sunt împărțite îndimensională , adică având dimensiuni șifără dimensiuni .

concept dimensiunile unei marimi fizice a fost introdus Fourierîn 1822.

Dimensiune calitate caracteristica sa si este indicata prin simbol
derivat din cuvânt dimensiune (Engleză - dimensiune, dimensiune). Dimensiune major mărimile fizice sunt notate cu majuscule corespunzătoare. De exemplu, pentru lungime, masă și timp

Dimensiunea unei derivate a unei mărimi fizice este exprimată în termeni de dimensiuni ale mărimilor fizice de bază folosind un monom de putere:

Unde ,
,, … sunt dimensiunile principalelor mărimi fizice;

, ,, … sunt indicatori dimensionali.

Mai mult, fiecare dintre indicatorii de dimensiune poate fi pozitiv sau negativ, număr întreg sau fracționar, precum și zero.

Dacă toate dimensiunile zero , atunci această cantitate se numește fără dimensiuni .

mărimea valoarea măsurată estecantitativ caracteristica ei.

De exemplu, lungimea unei plăci este o caracteristică cantitativă a unei plăci. Aceeași lungime poate fi determinată doar ca rezultat al măsurării.

Un set de numere care reprezintă cantități omogene de diferite dimensiuni ar trebui să fie un set de numere identice. Această denumire este unitate de mărime fizică sau partea ei. Același exemplu cu lungimea plăcii. Există un set de numere care caracterizează lungimea diferitelor plăci: 110, 115, 112, 120, 117. Toate numerele se numesc centimetri. Centimetrul de denumire este o unitate de mărime fizică, în acest caz o unitate de lungime.

De exemplu, metru, kilogram, secundă.

De exemplu, 54,3 metri, 76,8 kilograme, 516 secunde.

De exemplu, 54,3, 76,8, 516.

Toți acești trei parametri sunt legați unul de celălalt prin relație

, (3.1) Care e numitecuația de bază de măsurare .

2. Măsurători

Din ecuația de bază de măsurare rezultă cădimensiune - aceasta este definitia valorii unei marimi, sau, cu alte cuvinte, este o comparatie a unei marimi cu unitatea sa. Mărimile fizice sunt măsurate folosind mijloace tehnice. Putem da următoarea definiție a unei dimensiuni.

Această definiție conține patru caracteristici ale conceptului de măsurare.

1. Numai mărimile fizice pot fi măsurate(adică proprietățile obiectelor materiale, fenomenelor, proceselor).

2. Măsurarea este evaluarea unei cantități prin experiență., adică este întotdeauna un experiment.

Este imposibil să se numească o măsură determinarea calculată a unei cantități în funcție de formule și date inițiale cunoscute.

3. Măsurarea se efectuează cu mijloace tehnice speciale - purtători de dimensiuni de unități sau cântare, numite instrumente de măsură.

4. Măsurarea este determinarea valorii unei mărimi, adică este compararea unei marimi cu unitatea sau scara ei. Această abordare a fost dezvoltată de secole de practică de măsurare. Ea corespunde pe deplin conținutului conceptului de „măsurare”, care a fost dat cu mai bine de 200 de ani în urmă de L. Euler: „ Este imposibil să se determine sau să măsoare o mărime altfel decât luând ca cunoscută o altă mărime de același fel și indicând raportul în care se află ea. » .

Măsurarea unei mărimi fizice include două (în general, pot exista mai multe) etape:

dar) compararea valorii măsurate cu unitatea;

b) conversia într-o formă utilizabilă(diverse metode de afișare).

Masurile sunt:

dar) principiul de măsurare este fenomenul fizic sau efectul care stă la baza măsurătorilor;

b) metodă de măsurare– recepția sau un set de metode de comparare a mărimii fizice măsurate cu unitatea sa în conformitate cu principiul de măsurare implementat. Metoda de măsurare este de obicei determinată de proiectarea instrumentelor de măsurare.

Toate măsurătorile posibile întâlnite în practica umană pot fi clasificate în mai multe direcții.

1. Clasificarea pe tipuri de măsurători :

dar) măsurare directă - o masurare in care se obtine direct valoarea dorita a unei marimi fizice.

Exemple: măsurarea lungimii unei linii cu o bandă de măsurare, măsurarea unghiurilor orizontale sau verticale cu un teodolit;

b) măsurare indirectă – determinarea valorii dorite a unei marimi fizice pe baza rezultatelor masuratorilor directe ale altor marimi fizice legate functional de valoarea dorita.

Exemplul 1. Măsurarea lungimii liniilor prin metoda paralaxei, în care se măsoară unghiul orizontal pe marcajele șinei de bază, distanța dintre care este cunoscută; lungimea dorită se calculează prin formule care raportează această lungime la unghiul orizontal și la bază.

Exemplul 2. Măsurarea lungimii unei linii cu un telemetru. În acest caz, nu lungimea liniei în sine este măsurată direct, ci timpul de trecere a impulsului electromagnetic între emițător și reflectorul instalat deasupra punctelor între care se măsoară lungimea liniei.

Exemplul 3. Determinarea coordonatelor spațiale ale unui punct suprafața pământului folosind sistemul global de navigație prin satelit (GNSS). În acest caz, nu coordonatele sau chiar lungimile sunt măsurate, ci din nou timpul necesar semnalului pentru a călători de la fiecare satelit la receptor. Pe baza timpului măsurat, se determină indirect distanțele de la sateliți la receptor și apoi, din nou, indirect, coordonatele punctului fix.

în) măsurători articulare - măsurători simultane a două sau mai multe mărimi diferite pentru a determina relația dintre ele.

Exemplu. Măsurarea lungimii unei tije metalice și a temperaturii la care se măsoară lungimea tijei. Rezultatul unor astfel de măsurători este determinarea coeficientului de dilatare liniară a metalului din care este realizată tija, din cauza schimbărilor de temperatură.

G) măsurători agregate – măsurători simultane a mai multor mărimi cu același nume, în care valorile dorite ale mărimilor sunt determinate prin rezolvarea unui sistem de ecuații obținute prin măsurarea acestor mărimi în diverse combinații.

2. Clasificarea prin metode de măsurare :

dar) metoda de evaluare directa- o metoda prin care valoarea unei marimi este determinata direct de instrumentul de masura indicator;

exemple de măsurare a presiunii cu un barometru sau a temperaturii cu un termometru;

b) metoda de comparare a măsurătorilor– o metodă de măsurare în care mărimea măsurată este comparată cu mărimea reproductibilă prin măsurare;

exemple:

aplicând o riglă cu diviziuni oricărei piese, de fapt, ei compară dimensiunea acesteia cu unitatea stocată de riglă și, după ce au numărat, obțin valoarea cantității (lungime, înălțime, grosime și alți parametri);

cu ajutorul unui dispozitiv de măsurare, dimensiunea valorii (de exemplu, un unghi) convertită în mișcarea indicatorului (alidade) este comparată cu unitatea stocată de scara acestui dispozitiv (cerc orizontal, diviziunea cerc este o măsură), și se face o citire.

O caracteristică a preciziei măsurătorii este eroarea sau incertitudinea acesteia.

La efectuarea măsurătorilor, obiectul real de măsurare este întotdeauna înlocuit cu modelul său, care, datorită imperfecțiunii sale, diferă de obiectul real. Ca urmare, valorile care caracterizează obiectul real vor diferi și de valorile similare ale aceluiași obiect. Acest lucru duce la erori de măsurare inevitabile, care sunt în general împărțite în aleatoare și sistematice.

Metodă de măsurare. Alegerea metodei de măsurare este determinată de modelul acceptat al obiectului de măsurat și de instrumentele de măsurare disponibile. Atunci când aleg o metodă de măsurare, se asigură că eroarea metodei de măsurare, adică componenta erorii sistematice de măsurare, din cauza imperfecțiunii modelului și metodei de măsurare acceptate (în caz contrar, eroarea teoretică), nu a afectat semnificativ eroarea de măsurare rezultată, adică. nu a depasit 30% de la ea.

Model obiect. Modificări ale parametrilor măsurați ai modelului în timpul ciclului de observare, de regulă, nu trebuie sa depaseasca 10% din eroarea de măsurare dată. Dacă sunt posibile alternative, atunci se iau în considerare și considerentele economice: supraestimarea inutilă a preciziei modelului și a metodei de măsurare duce la costuri nerezonabile. Același lucru este valabil și pentru alegerea instrumentelor de măsurare.

Instrumente de masura. Alegerea instrumentelor de măsurare și a dispozitivelor auxiliare este determinată de valoarea măsurată, metoda de măsurare acceptată și acuratețea necesară a rezultatelor măsurării (standarde de precizie). Măsurătorile cu instrumente de măsurare cu acuratețe insuficientă sunt de mică valoare (chiar fără sens), deoarece pot duce la concluzii incorecte. Utilizarea instrumentelor de măsurare prea precise este neprofitabilă din punct de vedere economic. Se ia în considerare și intervalul de modificări ale valorii măsurate, condițiile de măsurare, performanța instrumentelor de măsurare și costul acestora.

Atenția principală este acordată erorilor instrumentelor de măsură. Este necesar ca eroarea totală a măsurătorii să rezulte
a fost mai mică decât eroarea de măsurare maximă admisă
, adică

— eroare marginală datorată operatorului.<