Fysisk kvantitet - en egenskap hos fysiska objekt som är kvalitativt gemensam för många objekt, men kvantitativt individuell för vart och ett av dem. Den kvalitativa sidan av begreppet "fysisk kvantitet" bestämmer dess typ (till exempel elektriskt motstånd som en allmän egenskap hos elektriska ledare), och den kvantitativa sidan bestämmer dess "storlek" (värdet av det elektriska motståndet för en specifik ledare, till exempel R = 100 Ohm). Det numeriska värdet på mätresultatet beror på valet av fysisk kvantitetsenhet.

Fysiska storheter tilldelas alfabetiska symboler som används i fysiska ekvationer som uttrycker relationer mellan fysiska kvantiteter som finns i fysiska objekt.

Storlek på fysisk kvantitet - kvantitativ bestämning av ett värde som är inneboende i ett specifikt objekt, system, fenomen eller process.

Fysiskt kvantitetsvärde- bedömning av storleken på en fysisk storhet i form av ett visst antal måttenheter som accepteras för den. Numeriskt värde för en fysisk storhet- ett abstrakt tal som uttrycker förhållandet mellan värdet av en fysisk storhet och motsvarande enhet av en given fysisk storhet (till exempel är 220 V värdet på spänningsamplituden och talet 220 i sig är ett numeriskt värde). Det är termen "värde" som ska användas för att uttrycka den kvantitativa sidan av fastigheten i fråga. Det är felaktigt att säga och skriva "strömvärde", "spänningsvärde", etc., eftersom ström och spänning i sig är storheter (korrekt användning av termerna "strömvärde", "spänningsvärde").

Med en utvald bedömning av en fysisk storhet kännetecknas den av sanna, faktiska och uppmätta värden.

Det verkliga värdet av en fysisk kvantitet De kallar värdet av en fysisk kvantitet som helst skulle återspegla motsvarande egenskap hos ett objekt i kvalitativa och kvantitativa termer. Det är omöjligt att bestämma det experimentellt på grund av oundvikliga mätfel.

Detta koncept är baserat på två huvudpostulat inom metrologi:

§ det verkliga värdet av den kvantitet som bestäms existerar och är konstant;

§ det verkliga värdet av den uppmätta kvantiteten kan inte hittas.

I praktiken arbetar de med begreppet ett verkligt värde, vars approximation till det sanna värdet beror på mätinstrumentets noggrannhet och felet i själva mätningarna.

Det faktiska värdet av en fysisk kvantitet de kallar det ett värde som finns experimentellt och så nära det verkliga värdet att det för ett visst syfte kan användas istället.

Under uppmätt värde förstå värdet av den mängd som mäts av mätinstrumentets indikatoranordning.

Enhet för fysisk kvantitet - ett fast storleksvärde, som konventionellt tilldelas ett standardnumeriskt värde lika med ett.

Enheter av fysiska storheter delas in i grundläggande och derivata och kombineras till system av enheter av fysiska storheter. Måttenheten fastställs för var och en av de fysiska storheterna, med hänsyn till det faktum att många storheter är sammankopplade av vissa beroenden. Därför bestäms bara några av de fysiska storheterna och deras enheter oberoende av de andra. Sådana mängder kallas huvud. Andra fysiska mängder - derivat och de finns med hjälp av fysiska lagar och beroenden genom de grundläggande. En uppsättning grundläggande och härledda enheter av fysiska storheter, bildade i enlighet med accepterade principer, kallas system av enheter av fysiska storheter. Enheten för en grundläggande fysisk kvantitet är basenhet system.

Internationellt system av enheter (SI-system; SI - franska. Systeme International) antogs av XI generalkonferensen om vikter och mått 1960.

SI-systemet är baserat på sju grundläggande och ytterligare två fysiska enheter. Grundenheter: meter, kilogram, sekund, ampere, kelvin, mol och candela (tabell 1).

Tabell 1. Internationella SI-enheter

namn	Dimensionera	namn	Beteckning
internationell
Grundläggande
		kilogram
Elektrisk strömstyrka
Temperatur
Mängd ämne
Ljusets kraft
Ytterligare
Platt vinkel
Gedigen vinkel		steradian

Meter lika med den sträcka som ljuset tillryggalagt i vakuum på 1/299792458 sekund.

Kilogram- En massenhet definierad som massan av den internationella prototypen kilogram, som representerar en cylinder gjord av en legering av platina och iridium.

Andraär lika med 9192631770 strålningsperioder som motsvarar energiövergången mellan två nivåer av den hyperfina strukturen i grundtillståndet för cesium-133-atomen.

Ampere- styrkan hos en konstant ström, som, som passerar genom två parallella raka ledare med oändlig längd och försumbar liten cirkulär tvärsnittsarea, belägna på ett avstånd av 1 m från varandra i ett vakuum, skulle orsaka en växelverkanskraft lika med 210 -7 N (newton) på varje sektion av ledaren 1 m lång.

Kelvin- en enhet för termodynamisk temperatur lika med 1/273,16 av den termodynamiska temperaturen för vattnets trippelpunkt, dvs den temperatur vid vilken de tre faserna av vatten - ånga, vätska och fast - är i dynamisk jämvikt.

Mol- mängden ämne som innehåller lika många strukturella element som finns i kol-12 som väger 0,012 kg.

Candela- ljusintensiteten i en given riktning för en källa som avger monokromatisk strålning med en frekvens på 54010 12 Hz (våglängd ca 0,555 mikron), vars energistrålningsintensitet i denna riktning är 1/683 W/sr (sr - steradian).

Ytterligare enheter SI-system är endast avsedda att bilda enheter för vinkelhastighet och vinkelacceleration. Ytterligare fysiska storheter i SI-systemet inkluderar plana och rymliga vinklar.

Radian (glad) - vinkeln mellan två radier i en cirkel vars båglängd är lika med denna radie. I praktiska fall används ofta följande måttenheter för vinkelstorheter:

grad - 1 _ = 2p/360 rad = 1,745310 -2 rad;

minut - 1" = 1 _ /60 = 2,9088 10 -4 rad;

andra - 1"= 1"/60= 1 _ /3600 = 4,848110 -6 rad;

radian - 1 rad = 57 _ 17 "45" = 57,2961 _ = (3,4378 10 3)" = (2,062710 5)".

Steradian (ons) - en hel vinkel med en vertex i mitten av sfären, som skär ut ett område på dess yta lika med arean av en kvadrat med en sida som är lika med sfärens radie.

Mät rymdvinklar med hjälp av plana vinklar och beräkning

Var b- solid vinkel; ts- en plan vinkel vid spetsen av en kon som bildas inuti en sfär av en given rymdvinkel.

Härledda enheter av SI-systemet bildas av grundläggande och kompletterande enheter.

Inom området för mätningar av elektriska och magnetiska storheter finns det en grundläggande enhet - ampere (A). Genom amperen och effektenheten - watt (W), gemensam för elektriska, magnetiska, mekaniska och termiska storheter, kan alla andra elektriska och magnetiska enheter bestämmas. Men idag finns det inga tillräckligt exakta sätt att återge watt med absoluta metoder. Därför är elektriska och magnetiska enheter baserade på enheter av ström och den ampere-härledda enheten för kapacitans, farad.

Fysiska storheter som härrör från ampere inkluderar också:

§ enhet för elektromotorisk kraft (EMF) och elektrisk spänning - volt (V);

§ frekvensenhet - hertz (Hz);

§ enhet för elektriskt motstånd - ohm (Ohm);

§ induktansenhet och ömsesidig induktans för två spolar - henry (H).

I tabell Figurerna 2 och 3 visar de härledda enheterna som används mest inom telekommunikationssystem och radioteknik.

Tabell 2. Härledda SI-enheter

Magnitud
namn	Dimensionera	namn	Beteckning
internationell
Energi, arbete, mängd värme
Styrka, vikt
Kraft, energiflöde
Mängd el
Elektrisk spänning, elektromotorisk kraft (EMF), potential
Elektrisk kapacitet	L -2 M -1 T 4 I 2
Elektrisk resistans
Elektrisk konduktivitet	L -2 M -1 T 3 I 2
Magnetisk induktion
Magnetisk induktionsflöde
Induktans, ömsesidig induktans

Tabell 3. SI-enheter som används vid mätning

Magnitud
namn	Dimensionera	Enhet	Beteckning
internationell
Elektrisk strömtäthet		ampere per kvadratmeter
Elektrisk fältstyrka		volt per meter
Absolut dielektrisk konstant	L 3 M -1 T 4 I 2	farad per meter
Elektrisk resistans		ohm per meter
Den totala effekten av den elektriska kretsen		volt-ampere
Reaktiv effekt hos en elektrisk krets
Magnetisk fältstyrka		ampere per meter

Förkortningar för enheter, både internationella och ryska, uppkallade efter stora vetenskapsmän, skrivs med versaler, till exempel ampere - A; om - Om; volt - V; farad - F. Som jämförelse: meter - m, sekund - s, kilogram - kg.

I praktiken är det inte alltid bekvämt att använda hela enheter, eftersom mycket stora eller mycket små värden erhålls som ett resultat av mätningar. Därför har SI-systemet sina decimalmultiplar och submultiplar, som bildas med hjälp av multiplikatorer. Flera och submultipelenheter av kvantiteter skrivs tillsammans med namnet på huvudenheten eller den härledda enheten: kilometer (km), millivolt (mV); megaohm (MΩ).

Multipel enhet av fysisk kvantitet- en enhet större än ett heltal antal gånger systemet ett, till exempel kilohertz (10 3 Hz). Submultipel enhet av fysisk kvantitet- en enhet som är ett heltal gånger mindre än system ett, till exempel en mikrohenry (10 -6 H).

Namnen på multipla och submultiple enheter i SI-systemet innehåller ett antal prefix som motsvarar faktorerna (tabell 4).

Tabell 4. Faktorer och prefix för bildandet av decimalmultiplar och submultiplar av SI-enheter

Faktor	Trösta	Prefixbeteckning
internationell

Fysiska kvantiteter

Fysisk kvantitet– detta är ett kännetecken för fysiska objekt eller fenomen i den materiella världen, gemensamt för många objekt eller fenomen i kvalitativ mening, men individuellt i kvantitativ mening för vart och ett av dem. Till exempel massa, längd, area, temperatur osv.

Varje fysisk storhet har sin egen kvalitativa och kvantitativa egenskaper .

Kvalitativa egenskaper bestäms av vilken egenskap hos ett materiellt föremål eller vilken egenskap hos den materiella världen denna kvantitet kännetecknar. Således karakteriserar egenskapen "styrka" kvantitativt material som stål, trä, tyg, glas och många andra, medan det kvantitativa värdet av styrka för var och en av dem är helt annorlunda

För att identifiera den kvantitativa skillnaden i innehållet i en egenskap i något objekt, reflekterad av en fysisk kvantitet, introduceras begreppet fysisk kvantitetsstorlek . Denna storlek ställs in under processen mätningar- en uppsättning operationer som utförs för att bestämma det kvantitativa värdet av en kvantitet (federal lag "om säkerställande av enhetlighet i mätningar"

Syftet med mätningar är att bestämma värdet av en fysisk kvantitet - ett visst antal enheter som accepteras för det (till exempel resultatet av att mäta massan av en produkt är 2 kg, höjden på en byggnad är 12 m, etc. ). Mellan storlekarna på varje fysisk storhet finns det samband i form av numeriska former (som "mer", "mindre", "likhet", "summa" etc.), som kan fungera som en modell av denna kvantitet.

Beroende på graden av approximation till objektivitet, skiljer de sanna, faktiska och uppmätta värden av en fysisk storhet .

Det verkliga värdet av en fysisk kvantitet är detta är ett värde som idealiskt återspeglar motsvarande egenskap hos ett objekt i kvalitativa och kvantitativa termer. På grund av ofullkomligheten hos mätverktyg och metoder är det praktiskt taget omöjligt att få de verkliga värdena på kvantiteter. De kan bara föreställas teoretiskt. Och värdena som erhålls under mätningen närmar sig bara det verkliga värdet i större eller mindre utsträckning.

Det faktiska värdet av en fysisk kvantitet är detta är ett värde på en kvantitet som hittats experimentellt och så nära det verkliga värdet att det istället kan användas för ett givet syfte.

Uppmätt värde av en fysisk storhet - detta är det värde som erhålls genom mätning med specifika metoder och mätinstrument.

Vid planering av mätningar bör man sträva efter att säkerställa att intervallet av uppmätta kvantiteter uppfyller kraven för mätuppgiften (till exempel under kontroll måste de uppmätta kvantiteterna återspegla motsvarande indikatorer på produktkvalitet).

För varje produktparameter måste följande krav uppfyllas:

Korrektheten i formuleringen av det uppmätta värdet, exklusive möjligheten till olika tolkningar (till exempel är det nödvändigt att tydligt definiera i vilka fall produktens "massa" eller "vikt", "volym" eller "kapacitet" för produkten kärlet etc.) bestäms;

Säkerheten för egenskaperna hos objektet som ska mätas (till exempel "temperaturen i rummet är inte mer än ... ° C" ger möjlighet till olika tolkningar. Det är nödvändigt att ändra ordalydelsen i kravet så att att det är tydligt om detta krav är fastställt för den maximala eller medeltemperaturen i rummet, vilket kommer att beaktas ytterligare vid utförandet av mätningar);

Användning av standardiserade termer.

Fysiska enheter

En fysisk storhet som per definition tilldelas ett numeriskt värde lika med ett kallas enhet av fysisk kvantitet.

Många enheter av fysiska storheter reproduceras med mått som används för mätningar (till exempel meter, kilogram). I de tidiga stadierna av utvecklingen av materiell kultur (i slavinnehav och feodala samhällen) fanns det enheter för ett litet utbud av fysiska kvantiteter - längd, massa, tid, yta, volym. Enheter av fysiska kvantiteter valdes oberoende av varandra och var dessutom olika i olika länder och geografiska områden. Så här uppstod ett stort antal ofta identiska till namn, men olika i storleksenheter - armbågar, fötter, pund.

När handelsrelationerna mellan folken utökades och vetenskap och teknik utvecklades, ökade antalet enheter av fysiska kvantiteter och behovet av enande av enheter och skapandet av system av enheter kändes alltmer. Särskilda internationella överenskommelser började ingås om enheter av fysiska kvantiteter och deras system. På 1700-talet I Frankrike föreslogs det metriska måttsystemet, som senare fick internationellt erkännande. På grundval av detta byggdes ett antal metriska system av enheter. För närvarande sker ytterligare beställning av enheter av fysiska kvantiteter på basis av International System of Units (SI).

Enheter av fysiska storheter delas in i systemisk, dvs de som ingår i alla system av enheter och icke-systemiska enheter (till exempel mmHg, hästkrafter, elektronvolt).

Systemenheter fysiska storheter delas in i grundläggande, vald godtyckligt (meter, kilogram, sekund, etc.), och derivat, bildad av ekvationer av samband mellan storheter (meter per sekund, kilogram per kubikmeter, newton, joule, watt, etc.).

För att underlätta att uttrycka kvantiteter många gånger större eller mindre än enheter av fysiska kvantiteter använder vi multiplar av enheter (till exempel kilometer - 10 3 m, kilowatt - 10 3 W) och submultiplar (till exempel är en millimeter 10 -3 m, en millisekund är 10-3 s).

I metriska system av enheter bildas multiplar och bråkenheter av fysiska storheter (förutom tids- och vinkelenheter) genom att multiplicera systemenheten med 10 n, där n är ett positivt eller negativt heltal. Vart och ett av dessa tal motsvarar ett av de decimalprefix som används för att bilda multiplar och enheter.

1960, vid XI General Conference on Weights and Measures of the International Organization of Weights and Measures (IIOM), antogs det internationella systemet för vikter och mått. enheter(SI).

Grundenheter i det internationella enhetssystemetär: meter (m) – längd, kilogram (kg) – massa, andra (s) – tid, ampere (A) – elektrisk strömstyrka, kelvin (K) – termodynamisk temperatur, candela (cd) – ljusstyrka, mol – mängd ämne.

Tillsammans med system av fysiska storheter används fortfarande så kallade icke-systemiska enheter i mätpraxis. Dessa inkluderar till exempel: tryckenheter - atmosfär, millimeter kvicksilver, längdenhet - ångström, värmeenhet - kalori, enheter för akustiska storheter - decibel, bakgrund, oktav, tidsenheter - minut och timme, etc. Men , i För närvarande finns det en tendens att minska dem till ett minimum.

Det internationella enhetssystemet har ett antal fördelar: universalitet, enhetlighet av enheter för alla typer av mätningar, koherens (konsistens) av systemet (proportionalitetskoefficienter i fysiska ekvationer är dimensionslösa), bättre ömsesidig förståelse mellan olika specialister i processen för vetenskapliga, tekniska och ekonomiska förbindelser mellan länder.

För närvarande legaliseras användningen av enheter av fysiska kvantiteter i Ryssland av Ryska federationens konstitution (artikel 71) (standarder, standarder, det metriska systemet och tidsberäkningen är under Ryska federationens jurisdiktion) och den federala lagen "På säkerställa enhetligheten i mätningarna”. Artikel 6 i lagen bestämmer användningen i Ryska federationen av kvantitetsenheter i det internationella enhetssystemet som antagits av generalkonferensen för vikter och mått och rekommenderas för användning av International Organization of Legal Metrology. Samtidigt, i Ryska federationen, kan kvantitetsenheter utanför systemet, vars namn, beteckning, skrivregler och tillämpning fastställs av Ryska federationens regering, accepteras för användning på lika villkor med SI kvantitetsenheter.

I praktiska aktiviteter bör man vägledas av enheter av fysiska kvantiteter som regleras av GOST 8.417-2002 "Statligt system för att säkerställa enhetligheten i mätningarna. kvantitetsenheter."

Standard tillsammans med obligatorisk användning bas och derivat enheter i International System of Units, såväl som decimalmultiplar och submultiplar av dessa enheter, är det tillåtet att använda vissa enheter som inte ingår i SI, deras kombinationer med SI-enheter, såväl som några decimalmultiplar och submultiplar av listade enheter som används flitigt i praktiken.

Standarden definierar reglerna för bildandet av namn och beteckningar på decimalmultiplar och submultiplar av SI-enheter med hjälp av multiplikatorer (från 10 –24 till 10 24) och prefix, reglerna för att skriva enhetsbeteckningar, reglerna för bildandet av koherent härledd SI enheter

Faktorer och prefix som används för att bilda namn och beteckningar på decimalmultiplar och submultiplar av SI-enheter anges i tabell.

Faktorer och prefix som används för att bilda namn och beteckningar på decimalmultiplar och submultiplar av SI-enheter

Decimalmultiplikator	Trösta	Prefixbeteckning	Decimalmultiplikator	Trösta	Prefixbeteckning
intl.	rus	intl.	russ
10 24	iotta	Y	OCH	10 –1	deci	d	d
10 21	zetta	Z	Z	10 –2	centi	c	Med
10 18	exa	E	E	10 –3	Milli	m	m
10 15	peta	P	P	10 –6	mikro	µ	mk
10 12	tera	T	T	10 –9	nano	n	n
10 9	giga	G	G	10 –12	pico	sid	P
10 6	mega	M	M	10 –15	femto	f	f
10 3	kilo	k	Till	10 –18	atto	a	A
10 2	hekto	h	G	10 –21	zepto	z	h
10 1	soundboard	da	Ja	10 –24	iocto	y	Och

Sammanhängande härledda enheter Det internationella enhetssystemet bildas som regel med hjälp av de enklaste ekvationerna av samband mellan storheter (definierande ekvationer), där de numeriska koefficienterna är lika med 1. För att bilda härledda enheter ersätts beteckningarna på storheter i sambandsekvationerna genom beteckningarna SI-enheter.

Om kopplingsekvationen innehåller en numerisk koefficient som skiljer sig från 1, för att bilda en koherent derivata av en SI-enhet, ersätts notationen av kvantiteter med värden i SI-enheter till höger, vilket ger, efter multiplikation med koefficienten, en totalt numeriskt värde lika med 1.

1.2. Fysiska kvantiteter

1.2.1. Fysiska storheter som mätobjekt

Magnitud- detta är en egenskap hos något som kan särskiljas från andra fastigheter och bedömas på ett eller annat sätt, även kvantitativt. En kvantitet existerar inte ensam, den existerar endast i den mån det finns ett objekt med egenskaper uttryckta av en given kvantitet.

Värden kan delas in i två typer: verkliga och idealiska. Idealiska värden relaterar huvudsakligen till matematik och är en generalisering (modell) av specifika reella begrepp (se fig. 1.1)

Verkliga värden delas in i fysiska och icke-fysiska. Fysisk kvantitet i det allmänna fallet kan det definieras som en kvantitetsegenskap för materiella föremål (processer, fenomen) som studeras inom natur- och tekniska vetenskaper. Till icke-fysisk bör inkludera kvantiteter som är inneboende i sociala (icke-fysiska) vetenskaper - filosofi, sociologi, ekonomi, etc.

Fig.1.1 Klassificering av kvantiteter

Rekommendationer RMG 29-99 tolkar en fysisk storhet som en av egenskaperna hos ett fysiskt objekt, vilket är kvalitativt gemensamt för många fysiska objekt, och kvantitativt – individuellt för vart och ett av dem . Individualitet i kvantitativa termer förstås i den meningen att en egenskap kan vara för ett givet objekt ett visst antal gånger större eller mindre än ett annat. Således, fysiska kvantiteter – dessa är de uppmätta egenskaperna hos fysiska objekt och processer genom vilka de kan studeras.

Fysiska mängder är:

· mätbar;

· utvärderas.

Uppmätta fysiska storheter kan uttryckas kvantitativt i termer av ett visst antal fastställda måttenheter. Fysiska storheter för vilka en måttenhet av en eller annan anledning inte kan införas kan endast uppskattas. Värden bedöms med hjälp av skalor .

Storleksskala– en ordnad sekvens av dess värden, antagen enligt överenskommelse baserat på resultaten av noggranna mätningar.

För en mer detaljerad studie av fysiska kvantiteter är det nödvändigt att klassificera och identifiera gemensamma metrologiska egenskaper hos deras individuella grupper.

Beroende på typerna av fenomen delas fysiska storheter in i följande grupper:

· verklig, det vill säga att beskriva de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos ämnen, material och produkter gjorda av dem. Denna grupp inkluderar massa, densitet, elektriskt motstånd, kapacitans, induktans, etc. Ibland kallas dessa fysiska storheter passiva. För att mäta dem är det nödvändigt att använda en extra energikälla, med hjälp av vilken en signal med mätinformation genereras. I detta fall omvandlas passiva fysiska storheter till aktiva, som mäts;

· energi, d.v.s. kvantiteter som beskriver energiegenskaperna för processerna för omvandling, överföring och användning av energi. Dessa inkluderar ström, spänning, effekt, energi. Dessa kvantiteter kallas aktiva. De kan omvandlas till mätinformationssignaler utan användning av hjälpenergikällor;

· kännetecknar processernas förlopp över tid. Denna grupp inkluderar olika typer av spektrala egenskaper, korrelationsfunktioner etc.

Enligt tillhörighet till olika grupper av fysiska processer fysiska storheter är uppdelade:

· spatiotemporal;

· mekanisk;

· termisk;

· elektriska;

· magnetisk;

· akustisk;

· ljus;

· fysikaliska och kemiska;

· joniserande strålning;

· atom- och kärnfysik.

Enligt graden av villkorligt oberoende från andra kvantiteter

grundläggande (villkorligt oberoende),

· derivat (villkorligt beroende),

· ytterligare.

För närvarande använder SI-systemet sju fysiska storheter, valda som grundläggande: längd, tid, massa, temperatur, elektrisk ström, ljusstyrka och mängd materia. Ytterligare fysiska storheter inkluderar plana och rymliga vinklar.

Enhet för fysisk kvantitetär en fysisk storhet av en fast storlek, som villkorligt tilldelas ett numeriskt värde lika med ett. En enhet av fysisk kvantitet används för att kvantitativt uttrycka homogena fysiska kvantiteter.

Fysiskt kvantitetsvärdeär en uppskattning av dess storlek i form av ett visst antal enheter som accepteras för den (Q).

Numeriskt värde fysisk kvantitet (q)är ett abstrakt tal som uttrycker förhållandet mellan värdet av en kvantitet och motsvarande enhet av en given fysisk kvantitet.

Ekvationen Q=q[Q] kallad grundläggande mätekvation. Kärnan i den enklaste mätningen är att jämföra en fysisk storhet F med dimensionerna för utmatningsvärdet för ett justerbart flervärdesmått q[Q]. Som ett resultat av jämförelsen fastställs att q[Q] ‹ Q ‹ (q+1)[Q].

1.2.2. System av enheter av fysiska storheter

Uppsättningen av grundläggande och härledda enheter kallas ett system av enheter av fysiska storheter.

Det första systemet med enheter övervägs metriska systemet, där den grundläggande längdenheten antogs vara en meter, och viktenheten var 1 cm3 kemiskt rent vatten vid en temperatur av cirka +40°C. 1799 gjordes de första prototyperna (standarderna) av mätaren och kilogram. Utöver dessa två enheter inkluderade det metriska systemet i sin ursprungliga version också ytenheter (ap - arean av en kvadrat med en sida på 10 m), volym (ster - volymen av en kub med en kant på 10 m), kapacitet (liter, lika med volymen av en kub med en kant på 0,1 m). Det metriska systemet hade ännu inte en tydlig uppdelning av enheter i grundläggande och derivata.

Fig.1.2. Klassificering av fysiska storheter

Konceptet med ett system av enheter, som en uppsättning av grundläggande och derivat, föreslogs först av den tyske vetenskapsmannen Gauss 1832. De grundläggande i detta system var: längdenheten - millimeter, massaenheten - milligram, tidsenhet - sekund. Detta system kallades absolut.

1881 antogs den GHS system(centimeter-gram-sekund), i början av nittonhundratalet fanns det också ett system av den italienska forskaren Giorgi - MCSA (meter, kilogram, sekund, ampere). Det fanns andra system av enheter. Inte ens idag har vissa länder gått bort från historiskt etablerade måttenheter. I Storbritannien, USA, Kanada är massaenheten pundet och dess storlek varierar.

Den mest använda i världen Internationellt system av enheterSI –SystemeInternationell.

Generalkonferensen om vikter och mått (GCPM) 1954 definierade sex grundläggande enheter av fysiska kvantiteter för deras användning i internationella relationer: meter, kilogram, sekund, ampere, Kelvin, ljus. Därefter kompletterades systemet med en huvudenhet, ytterligare och härledda enheter. Dessutom har definitioner av basenheter tagits fram.

Längdenhet - meter– längden på den väg som ljus färdas i vakuum på 1/2 av en sekund.

Massenhet – kilogram– massa lika med massan av den internationella prototypen av kilogram.

Tidsenhet – sekund– varaktigheten av strålningsperioder som motsvarar övergången mellan två nivåer av den hyperfina strukturen i grundtillståndet för cesium-133-atomen i frånvaro av störningar från yttre fält.

Enheten för elektrisk ström är ampere.- styrkan hos en oföränderlig ström, som när den passerar genom två parallella ledare med oändlig längd och försumbart litet cirkulärt tvärsnitt, belägna på ett avstånd av 1 m från varandra i ett vakuum, skulle skapa en kraft mellan dessa ledare lika med 2 10-7 N per längdmeter .

Enheten för termodynamisk temperatur är kelvin.– 1/273,16 del av den termodynamiska temperaturen för vattnets trippelpunkt. Det är också tillåtet att använda Celsiusskalan.

Enhet för mängd ämne – mol– mängden ämne i ett system som innehåller samma antal strukturella element som det finns atomer i en kol-12-nuklid som väger 0,012 kg.

Enheten för ljusstyrka är candela.– ljusintensiteten i en given riktning för en källa som avger monokromatisk strålning med en frekvens på 540·1012 Hz, vars energiintensitet i denna riktning är 1/683 W/sr2.

De givna definitionerna är ganska komplexa och kräver en tillräcklig kunskapsnivå, främst inom fysik. Men de ger en uppfattning om det naturliga, naturliga ursprunget för de accepterade enheterna.

Det internationella SI-systemet är det mest avancerade och universella jämfört med sina föregångare. Utöver grundenheterna har SI-systemet ytterligare enheter för mätning av plan- och rymdvinklar - radianer respektive steradianer, samt ett stort antal härledda enheter för rum och tid, mekaniska storheter, elektriska och magnetiska storheter, termiska, ljus och akustiska mängder, samt joniserande strålning (Tabell 1.2.) Unified International System of Units antogs av XI General Conference on Weights and Measures 1960. På vårt lands territorium har SI-systemet av enheter varit i kraft sedan 1 januari 1982 i enlighet med GOST 8.417-81. SI-systemet är en logisk utveckling av GHS- och MKGSS-systemen som föregick det. Fördelarna och fördelarna med SI-systemet inkluderar:

· universalitet, dvs. täckning av alla områden inom vetenskap och teknik;

· Enhet av alla områden och typer av mätningar;

· Konsekvens av kvantiteter.

· förmågan att återge enheter med hög noggrannhet i enlighet med deras definition;

· förenkling av skrivformler på grund av bristen på konverteringsfaktorer;

· minskning av antalet tillåtna enheter;

· ett enhetligt system med flera och submultipelenheter;

Tabell 1.1

Grundläggande och ytterligare enheter av fysiska kvantiteter

Magnitud
	Beteckning
namn	Dimensionera		namn		Internationell
Grundläggande
			kilogram
Elektrisk strömstyrka
Termodynamisk temperatur
Mängd ämne
Ljusets kraft
	Ytterligare
Platt vinkel
Gedigen vinkel			steradian

Härledd enhetär en enhet av en derivata av en fysisk kvantitet av ett system av enheter, bildad i enlighet med ekvationer som förbinder den med basenheterna eller med de grundläggande och redan definierade derivatorna. Härledda enheter av SI-systemet, som har ett eget namn, visas i tabell 1.2.

För att upprätta härledda enheter:

· Välj fysiska kvantiteter vars enheter accepteras som grundläggande;

· ställ in storleken på dessa enheter;

· välj en definierande ekvation som kopplar samman kvantiteter uppmätta med basenheter med den kvantitet för vilken en härledd enhet är etablerad. I detta fall bör symbolerna för alla kvantiteter som ingår i den definierande ekvationen inte betraktas som själva kvantiteterna, utan som deras namngivna numeriska värden;

· likställa med enhet (eller ett annat konstant tal) proportionalitetskoefficienten k som ingår i den definierande ekvationen. Denna ekvation bör skrivas i form av ett explicit funktionellt beroende av derivatkvantiteten på grundstorheterna.

Härledda enheter etablerade på detta sätt kan användas för att introducera nya härledda enheter.

Enheter av fysiska storheter delas in i systemiska och icke-systemiska. Systemenhet– en fysisk kvantitetsenhet som ingår i ett av de godkända systemen. Alla bas-, derivat-, multipel- och submultipelenheter är systemiska. Icke-systemisk enhetär en fysisk kvantitetsenhet som inte ingår i något av de accepterade enhetssystemen. Icke-systemenheter i förhållande till SI-systemenheter är indelade i fyra typer:

Tabell 1.2.

Härledda enheter av systemetSI har ett speciellt namn

Magnitud
namn	namn	Beteckning	Uttryck i termer av SI-enheter
Tvinga. Vikt
Tryck, mekanisk belastning			m-1 kg s-2
Energi. Arbete, mängd värme
Kraft
Mängd el
Elektrisk spänning, elektromotorisk kraft			m2 kg s-3 A-1
Elektrisk kapacitet			m-2 kg-1 s4 A2
Elektrisk resistans			m2 kg s-3 A-2
Elektrisk konduktivitet			m-2 kg-1 s3 A2
Magnetisk induktionsflöde			m2 kg s-2 A-1
Magnetisk induktion			kg s-2 A-1
Induktans			m2 kg s-2 A-2
Ljusflöde
Belysning			m-2 cd sr
Radionuklidaktivitet	becquerel
Absorberad dos av joniserande strålning
Ekvivalent stråldos

· accepteras i nivå med SI-enheter, till exempel massenheter - ton; platt vinkel – grad, minut, sekund; volym - liter, etc. Icke-systemenheter tillåtna för användning tillsammans med SI-enheter anges i Tabell 1.3;

· tillåts för användning i speciella områden, till exempel den astronomiska enheten - parsec, ljusår - längdenheter inom astronomi; dioptri - en enhet för optisk kraft i optik; elektron-volt är en enhet av energi i fysik, etc.;

· tillfälligt accepterad för användning tillsammans med SI-enheter, till exempel nautisk mil - inom sjöfart; karat – en massaenhet i smycken etc. Dessa enheter bör tas ur bruk i enlighet med internationella överenskommelser;

· tagits ur bruk, till exempel millimeter kvicksilver - en tryckenhet; hästkrafter är en enhet av makt och några andra.

Tabell 1.3

Icke-systemenheter tillåtna för användning

i paritet med enheterSI.

namn kvantiteter
namn	Beteckning
atommassaenhet
Platt vinkel
	astronomisk enhet
ljusår
Optisk kraft	diopter
	elektron-volt
Full styrka	volt-ampere
Responsiv kraft

Det finns flera och submultipla enheter av fysiska storheter .

Flera enheterär en enhet av fysisk kvantitet som är ett heltal antal gånger större än en systemisk eller icke-systemisk enhet. submultipel enhetär en fysisk kvantitetsenhet, vars värde är ett helt antal gånger mindre än en systemisk eller icke-systemisk enhet. Prefix för bildandet av multiplar och submultiplar ges i tabell 1.4.

Tabell 1.4

Prefix för att bilda decimalmultiplar

och submultipelenheter och deras namn

Faktor	Trösta	Beteckning konsoler	Faktor	Trösta	Beteckning konsoler
folk		Folk

Fysiken, som en vetenskap som studerar naturfenomen, använder standardforskningsmetoder. Huvudstadierna kan kallas: observation, lägga fram en hypotes, genomföra ett experiment, underbygga teorin. Under observationen fastställs de utmärkande särdragen för fenomenet, dess förlopp, möjliga orsaker och konsekvenser. En hypotes låter oss förklara ett fenomens förlopp och fastställa dess mönster. Experimentet bekräftar (eller bekräftar inte) hypotesens giltighet. Låter dig upprätta ett kvantitativt förhållande mellan kvantiteter under ett experiment, vilket leder till en korrekt etablering av beroenden. En hypotes bekräftad genom experiment utgör grunden för en vetenskaplig teori.

Ingen teori kan göra anspråk på tillförlitlighet om den inte har fått fullständig och ovillkorlig bekräftelse under experimentet. Att utföra det senare är förknippat med mätningar av fysiska storheter som kännetecknar processen. - detta är grunden för mätningar.

Vad det är

Mätning avser de storheter som bekräftar giltigheten av hypotesen om mönster. En fysisk storhet är en vetenskaplig egenskap hos en fysisk kropp, vars kvalitativa relation är gemensam för många liknande kroppar. För varje kropp är denna kvantitativa egenskap rent individuell.

Om vi ​​vänder oss till den specialiserade litteraturen, så läser vi i uppslagsboken av M. Yudin et al. (1989-utgåvan) att en fysisk storhet är: "en egenskap hos en av egenskaperna hos ett fysiskt objekt (fysiskt system, fenomen eller process), vanligt i kvalitativa termer för många fysiska objekt, men kvantitativt individuellt för varje objekt."

Ozhegovs ordbok (1990-utgåvan) säger att en fysisk kvantitet är "storleken, volymen, förlängningen av ett objekt."

Till exempel är längd en fysisk storhet. Mekanik tolkar längd som tillryggalagd sträcka, elektrodynamik använder längden på tråden och inom termodynamik bestämmer ett liknande värde tjockleken på blodkärlens väggar. Kärnan i begreppet förändras inte: kvantitetsenheterna kan vara desamma, men innebörden kan vara olika.

Ett särdrag hos en fysisk storhet, säg från en matematisk, är närvaron av en måttenhet. Meter, fot, arshin är exempel på längdenheter.

Enheter

För att mäta en fysisk storhet måste den jämföras med den kvantitet som tas som en enhet. Kom ihåg den underbara tecknade filmen "Forty-Eight Papegojor". För att bestämma längden på boa constrictor, mätte hjältarna dess längd i papegojor, elefantungar och apor. I det här fallet jämfördes längden på boa constrictor med höjden på andra seriefigurer. Resultatet berodde kvantitativt på standarden.

Kvantiteter är ett mått på dess mätning i ett visst system av enheter. Förvirring i dessa mått uppstår inte bara på grund av ofullkomlighet och heterogenitet hos mått, utan ibland också på grund av enheters relativitet.

Det ryska längdmåttet är arshin - avståndet mellan index och tumme. Men allas händer är olika, och arshin mätt med en vuxen mans hand skiljer sig från arshin som mäts av ett barns eller kvinnas hand. Samma avvikelse i längdmått gäller famnar (avståndet mellan fingertopparna på händerna utspridda till sidorna) och armbågar (avståndet från långfingret till handens armbåge).

Det är intressant att små män anlitades som kontorister i butikerna. Listiga köpmän sparade tyg med lite mindre mått: arshin, aln, famn.

Åtgärdssystem

En sådan mängd åtgärder fanns inte bara i Ryssland utan också i andra länder. Införandet av måttenheter var ofta godtyckligt, ibland introducerades dessa enheter endast på grund av bekvämligheten med deras mätning. Till exempel, för att mäta atmosfärstryck, angavs mmHg. Känt där ett rör fyllt med kvicksilver användes, var det möjligt att införa ett sådant ovanligt värde.

Motorkraften jämfördes med (som fortfarande praktiseras i vår tid).

Olika fysiska storheter gjorde mätningen av fysiska storheter inte bara komplex och opålitlig, utan komplicerade också vetenskapens utveckling.

Ett enhetligt system av åtgärder

Ett enhetligt system av fysiska kvantiteter, bekvämt och optimerat i varje industriland, har blivit ett akut behov. Idén att välja så få enheter som möjligt antogs som grund, med hjälp av vilka andra kvantiteter kunde uttryckas i matematiska samband. Sådana baskvantiteter bör inte relateras till varandra, deras innebörd bestäms entydigt och tydligt i vilket ekonomiskt system som helst.

Olika länder har försökt lösa detta problem. Skapandet av ett enhetligt GHS, ISS och andra) genomfördes upprepade gånger, men dessa system var obekväma antingen ur vetenskaplig synvinkel eller i hushålls- och industriell användning.

Uppgiften, som ställdes i slutet av 1800-talet, löstes först 1958. Ett enhetligt system presenterades vid ett möte i International Committee for Legal Metrology.

Ett enhetligt system av åtgärder

Året 1960 präglades av det historiska mötet för generalkonferensen om vikter och mått. Ett unikt system kallat "Systeme internationale d"unites" (förkortat SI) antogs genom beslut av detta hedervärda möte. I den ryska versionen kallas detta system för det internationella systemet (förkortning SI).

Grunden är 7 huvudenheter och 2 ytterligare. Deras numeriska värde bestäms i form av en standard

Tabell över fysiska storheter SI

Namn på huvudenhet	Uppmätt kvantitet	Beteckning
		Internationell	ryska
Grundenheter
kilogram
	Aktuell styrka
	Temperatur
	Mängd ämne
	Ljusets kraft
Ytterligare enheter
	Platt vinkel
Steradian	Gedigen vinkel

Systemet i sig kan inte bestå av endast sju enheter, eftersom mångfalden av fysiska processer i naturen kräver införandet av fler och fler nya kvantiteter. Strukturen i sig ger inte bara införandet av nya enheter, utan också för deras inbördes samband i form av matematiska relationer (de kallas oftare dimensionsformler).

En enhet av fysisk kvantitet erhålls genom multiplikation och division av de grundläggande enheterna i dimensionsformeln. Frånvaron av numeriska koefficienter i sådana ekvationer gör systemet inte bara bekvämt i alla avseenden, utan också koherent (konsekvent).

Härledda enheter

De måttenheter som bildas av de sju grundläggande kallas derivator. Utöver de grundläggande och härledda enheterna fanns det ett behov av att införa ytterligare sådana (radianer och steradianer). Deras dimension anses vara noll. Bristen på mätinstrument för att bestämma dem gör det omöjligt att mäta dem. Deras introduktion beror på deras användning i teoretisk forskning. Till exempel mäts den fysiska storheten "kraft" i detta system i newton. Eftersom kraft är ett mått på kropparnas ömsesidiga verkan på varandra, vilket är orsaken till variationen i hastigheten hos en kropp med en viss massa, kan den definieras som produkten av en massaenhet med en hastighetsenhet dividerat med en tidsenhet:

F = k٠M٠v/T, där k är proportionalitetskoefficienten, M är enheten för massa, v är enheten för hastighet, T är enheten för tid.

SI ger följande formel för dimensioner: H = kg٠m/s 2, där tre enheter används. Och kilogram, och mätaren och den andra klassificeras som grundläggande. Proportionalitetsfaktorn är 1.

Det är möjligt att införa dimensionslösa kvantiteter, vilka definieras som ett förhållande mellan homogena kvantiteter. Dessa inkluderar, som är känt, lika med förhållandet mellan friktionskraften och den normala tryckkraften.

Tabell över fysiska storheter härledda från grundläggande

Enhetens namn	Uppmätt kvantitet	Dimensionsformel
		kg٠m 2 ٠s -2
	tryck	kg٠ m -1 ٠s -2
	magnetisk induktion	kg ٠А -1 ٠с -2
	elektrisk spänning	kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -1
	Elektrisk resistans	kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -2
	Elektrisk laddning
	kraft	kg ٠m 2 ٠s -3
	Elektrisk kapacitet	m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2
Joule till Kelvin	Värmekapacitet	kg ٠m 2 ٠s -2 ٠К -1
Becquerel	Aktiviteten hos ett radioaktivt ämne
	Magnetiskt flöde	m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -1
	Induktans	m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -2
	Absorberad dos
	Ekvivalent stråldos
	Belysning	m -2 ٠kd ٠av -2
	Ljusflöde
	Styrka, vikt	m ٠kg ٠s -2
	Elektrisk konduktivitet	m -2 ٠kg -1 ٠s 3 ٠A 2
	Elektrisk kapacitet	m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2

Icke-systemenheter

Användning av historiskt fastställda storheter som inte ingår i SI eller skiljer sig endast med en numerisk koefficient är tillåten vid mätning av kvantiteter. Dessa är icke-systemiska enheter. Till exempel mm kvicksilver, röntgen och andra.

Numeriska koefficienter används för att introducera submultiplar och multiplar. Prefix motsvarar ett specifikt nummer. Exempel inkluderar centi-, kilo-, deca-, mega- och många andra.

1 kilometer = 1000 meter,

1 centimeter = 0,01 meter.

Typologi av kvantiteter

Vi kommer att försöka ange flera grundläggande funktioner som gör att vi kan fastställa typen av värde.

en riktning. Om verkan av en fysisk kvantitet är direkt relaterad till riktningen, kallas den vektor, andra - skalär.

2. Tillgänglighet av dimension. Förekomsten av en formel för fysiska storheter gör det möjligt att kalla dem dimensionella. Om alla enheter i en formel har en nollgrad så kallas de dimensionslösa. Det vore mer korrekt att kalla dem kvantiteter med en dimension lika med 1. När allt kommer omkring är begreppet en dimensionslös storhet ologiskt. Huvudfastigheten - dimension - är inte uppsagd!

3. Om möjligt, tillägg. En additiv kvantitet, vars värde kan adderas, subtraheras, multipliceras med en koefficient, etc. (till exempel massa) är en fysisk storhet som kan summeras.

4. I förhållande till det fysiska systemet. Omfattande - om dess värde kan sammanställas från delsystemets värden. Ett exempel skulle vara area mätt i kvadratmeter. Intensiv - en kvantitet vars värde inte beror på systemet. Dessa inkluderar temperatur.

INTRODUKTION

En fysisk kvantitet är en egenskap hos en av egenskaperna hos ett fysiskt objekt (fysiskt system, fenomen eller process), som är kvalitativt gemensam för många fysiska objekt, men kvantitativt individuell för varje objekt.

Individualitet förstås på det sättet att värdet av en kvantitet eller storleken på en kvantitet kan vara för ett objekt ett visst antal gånger större eller mindre än för ett annat.

Värdet av en fysisk kvantitet är en uppskattning av dess storlek i form av ett visst antal enheter som accepteras för den eller ett antal på en skala som accepteras för den. Till exempel är 120 mm ett linjärt värde; 75 kg är värdet av kroppsvikten.

Det finns sanna och faktiska värden av en fysisk kvantitet. Det sanna värdet är ett värde som idealiskt återspeglar egenskapen hos ett objekt. Verkligt värde är ett värde på en fysisk kvantitet som hittats experimentellt och som är tillräckligt nära det verkliga värdet för att den kan användas istället.

Mätning av en fysisk storhet är en uppsättning operationer som involverar användning av ett tekniskt medel som lagrar en enhet eller reproducerar en skala av en fysisk storhet, vilket består i att jämföra (explicit eller implicit) den uppmätta kvantiteten med dess enhet eller skala för att erhålla värdet av denna kvantitet i den form som är lämpligast att använda.

Det finns tre typer av fysiska storheter, vars mätning utförs enligt fundamentalt olika regler.

Den första typen av fysiska storheter inkluderar kvantiteter på uppsättningen storlekar av vilka endast ordnings- och ekvivalensförhållanden definieras. Dessa är relationer som "mjukare", "hårdare", "varmare", "kallare" etc.

Mängder av detta slag inkluderar till exempel hårdhet, definierad som en kropps förmåga att motstå penetration av en annan kropp in i den; temperatur, som graden av kroppsuppvärmning osv.

Förekomsten av sådana förhållanden fastställs teoretiskt eller experimentellt med hjälp av speciella jämförelsesätt, såväl som på basis av observationer av resultaten av påverkan av en fysisk kvantitet på alla föremål.

För den andra typen av fysiska storheter uppstår förhållandet mellan ordning och ekvivalens både mellan storlekar och mellan skillnader i par av deras storlekar.

Ett typiskt exempel är tidsintervallskalan. Således anses skillnader i tidsintervall vara lika om avstånden mellan motsvarande markeringar är lika.

Den tredje typen består av additiva fysikaliska kvantiteter.

Additiva fysikaliska kvantiteter är kvantiteter på en uppsättning storlekar av vilka inte bara relationerna mellan ordning och ekvivalens, utan också operationerna för addition och subtraktion definieras

Sådana kvantiteter inkluderar till exempel längd, massa, ström, etc. De kan mätas i delar, såväl som reproduceras med hjälp av ett flervärdigt mått baserat på summeringen av individuella mått.

Summan av massorna av två kroppar är massan av kroppen som balanseras på likaarmade skalor av de två första.

Storlekarna på två homogena PV:er eller två valfria storlekar av samma PV kan jämföras med varandra, det vill säga du kan hitta hur många gånger den ena är större (eller mindre) än den andra. För att jämföra m storlekar Q", Q", ..., Q (m) med varandra är det nödvändigt att överväga C m 2 av deras relationer. Det är lättare att jämföra var och en av dem med en storlek [Q] av en homogen PV, om vi tar den som en enhet av PV-storlek (förkortad som en enhet av PV). Som ett resultat av denna jämförelse får vi uttryck för dimensionerna Q", Q", ... , Q (m) i form av några tal n", n", .. . ,n (m) PV-enheter: Q" = n" [Q]; Q" = n"[Q]; ...; Q(m) = n(m)[Q]. Om jämförelsen utförs experimentellt kommer endast m experiment att krävas (istället för C m 2), och en jämförelse av storlekarna Q", Q", ... , Q (m) med varandra kan endast utföras genom beräkningar som

där n (i) / n (j) är abstrakta tal.

Typ jämlikhet

kallas den grundläggande mätekvationen, där n [Q] är värdet på PV-storleken (förkortat PV-värde). PV-värdet är ett namngivet nummer som består av det numeriska värdet på PV-storleken (förkortat det numeriska värdet för PV) och namnet på PV-enheten. Till exempel, med n = 3,8 och [Q] = 1 gram är massans storlek Q = n [Q] = 3,8 gram, med n = 0,7 och [Q] = 1 ampere storleken på strömmen Q = n [ Q] = 0,7 ampere. Vanligtvis, istället för "massans storlek är 3,8 gram", "strömmen är 0,7 ampere", etc., säger de och skriver mer kortfattat: "massan är 3,8 gram", "strömmen är 0,7 ampere" ” ” och så vidare.

Storleken på PV bestäms oftast genom att mäta den. Att mäta storleken på PV (förkortat PV-mätning) består av att hitta PV-värdet experimentellt med hjälp av speciella tekniska medel och bedöma närheten av detta värde till det värde som idealiskt återspeglar storleken på denna PV. PV-värdet som hittas på detta sätt kommer att kallas nominellt.

Samma storlek Q kan uttryckas i olika termer med olika numeriska värden beroende på valet av enhet för PV (Q = 2 timmar = 120 minuter = 7200 sekunder = = 1/12 dagar). Om vi ​​tar två olika enheter och , då kan vi skriva Q = n 1 och Q = n 2, varav

n 1 /n 2 = /,

det vill säga de numeriska värdena för PV är omvänt proportionella mot dess enheter.

Från det faktum att storleken på PV inte beror på dess valda enhet, följer villkoret för entydiga mätningar, vilket består i att förhållandet mellan två värden för en viss PV inte bör bero på vilka enheter som var används i mätningen. Till exempel beror förhållandet mellan hastigheterna för en bil och ett tåg inte på om dessa hastigheter uttrycks i kilometer i timmen eller i meter per sekund. Detta villkor, som vid första anblicken verkar oföränderligt, har tyvärr ännu inte uppfyllts vid mätning av vissa PV:er (hårdhet, ljuskänslighet, etc.).

1. TEORETISK DEL

1.1 Begreppet fysisk kvantitet

Viktföremål i omvärlden kännetecknas av sina egenskaper. Egendom är en filosofisk kategori som uttrycker en sådan aspekt av ett objekt (fenomen, process) som bestämmer dess skillnad eller gemensamhet med andra objekt (fenomen, processer) och avslöjas i dess relationer till dem. Fastighet - kvalitetskategori. För att kvantitativt beskriva olika egenskaper hos processer och fysikaliska kroppar introduceras begreppet kvantitet. Storlek är en egenskap hos något som kan särskiljas från andra egenskaper och bedömas på ett eller annat sätt, även kvantitativt. En kvantitet existerar inte ensam, den existerar endast i den mån det finns ett objekt med egenskaper uttryckta av en given kvantitet.

Analys av kvantiteter gör det möjligt för oss att dela upp dem (fig. 1) i två typer: kvantiteter av en materialtyp (verklig) och kvantiteter av ideala modeller av verkligheten (ideal), som huvudsakligen relaterar till matematik och är en generalisering (modell) av specifika verkliga koncept.

Verkliga kvantiteter delas i sin tur in i fysiska och icke-fysiska. En fysikalisk storhet kan i det mest allmänna fallet definieras som en kvantitet som är karakteristisk för materiella objekt (processer, fenomen) studerade inom naturvetenskap (fysik, kemi) och teknisk vetenskap. Icke-fysiska storheter inkluderar kvantiteter som är inneboende i sociala (icke-fysikaliska) vetenskaper - filosofi, sociologi, ekonomi, etc.

Ris. 1. Klassificering av kvantiteter.

Dokument RMG 29-99 tolkar en fysisk storhet som en av egenskaperna hos ett fysiskt objekt, vilket är kvalitativt vanligt för många fysiska objekt, men kvantitativt individuellt för vart och ett av dem. Individualitet i kvantitativa termer förstås på det sättet att en egenskap kan vara ett visst antal gånger större eller mindre för ett objekt än för ett annat.

Det är tillrådligt att dela upp fysiska storheter i uppmätta och uppskattade. Uppmätt EF kan uttryckas kvantitativt i form av ett visst antal fastställda måttenheter. Möjligheten att införa och använda sådana enheter är ett viktigt utmärkande drag för uppmätt EF. Fysiska storheter för vilka en måttenhet av en eller annan anledning inte kan införas kan endast uppskattas. Uppskattning förstås som operationen att tilldela ett visst nummer till ett givet värde, utförd enligt fastställda regler. Värden bedöms med hjälp av skalor. En kvantitetsskala är en ordnad uppsättning värden av en kvantitet som fungerar som den initiala basen för att mäta en given kvantitet.

Icke-fysiska storheter, för vilka en måttenhet i princip inte kan införas, kan endast uppskattas. Det bör noteras att bedömningen av icke-fysiska storheter inte är en del av den teoretiska metrologins uppgifter.

För en mer detaljerad studie av PV är det nödvändigt att klassificera och identifiera de allmänna metrologiska egenskaperna hos deras individuella grupper. Möjliga klassificeringar av PV visas i fig. 2.

Beroende på typerna av fenomen är PV indelade i:

Real, dvs. kvantiteter som beskriver de fysikaliska och fysikalisk-kemiska egenskaperna hos ämnen, material och produkter tillverkade av dem. Denna grupp inkluderar massa, densitet, elektriskt motstånd, kapacitans, induktans, etc. Ibland kallas dessa PV passiva. För att mäta dem är det nödvändigt att använda en extra energikälla, med hjälp av vilken en mätinformationssignal genereras. I detta fall omvandlas passiva PV till aktiva, som mäts;

Energi, d.v.s. kvantiteter som beskriver energiegenskaperna hos processerna för omvandling, överföring och användning av energi. Dessa inkluderar ström, spänning, effekt, energi. Dessa kvantiteter kallas aktiva.

De kan omvandlas till mätinformationssignaler utan användning av hjälpenergikällor;

Karakterisera processförloppet över tiden, denna grupp inkluderar olika typer av spektrala egenskaper, korrelationsfunktioner och andra parametrar.