206

Измеряемые величины

Виды измерений физических величин:

1. Измерения геометрических величин

2. Измерения механических величин

3. Измерения параметров потока, расхода, уровня, объема веществ

4. Измерения давлений, вакуумные измерения

5. Физико-химические измерения

6. Теплофизические и температурные измерения

7. Измерения времени и частоты

8. Измерения электрических и магнитных величин на постоянном и переменном токе

9. Радиоэлектронные измерения

10. Измерения акустических величин

11. Оптические и оптико-физические измерения

Физическая величина – одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношений для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Единица физической величины – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение равное 1.

Например: 1 м – единица длины, 1 с – единица времени, 1 А – единица силы электрического тока.

Классификация физических величин

1. По видам явлений фв делятся:

• Энергетические (активные)

(ток, напряжение, мощность, энергия).

• Вещественные (пассивные);

(масса, плотность, эл. сопротивление, емкость, индуктивность).

2. По степени независимости от других фв:

• Основные;

• Дополнительные;

• Производные.

3. По наличию размерности:

• размерные;

• безразмерные.

Размерность измеряемой величины

Размерность измеряемой величины является качественной ее характеристикой и обозначается символом dim.

Длины: dim l = L;

Массы: dim m = M;

Времени: dim t = T.

Размерность производной физической величины можно выразить через размерности основных физических величин с помощью степенного одночлена:

dim Q = L^ M^ T^ …,

где L, М, Т, . . . - размерности основных физических величин;

, , , … - показатели размерности.

Размерность физической величины – это выражение, показывающее связь данной величины с другими ФВ, входящими в принятую систему единиц.

Например, если скорость определять по формуле V = l / t, то

dim V = dim l/dim t = L/Т = LТ^-1.

Если сила F = mа, где а = V/ t - ускорение тела, то dim F = dim m  dim а = МL/Т² = MТ^-2.

Размер измеряемой величины

Размер измеряемой величины является количественной ее характеристикой. Чтобы узнать размер, необходимо сравнить его с другими. Для этого существуют шкалы ФВ.

Шкалы фв

Шкала ФВ это упорядоченная последовательность значений ФВ, принятая на основании результатов точных измерений.

Пять типов шкал: наименований, порядка, разностей (интервалов), отношений и абсолютные.

1. Шкала наименований (классификаций) характеризуется только отношением эквивалентности (равенства); нет нуля, нет «больше-меньше», нет единиц измерения. (Атласы цветов 1000 наименований, номера телефонов).

2. Шкала порядка - характеризуется только отношением эквивалентности и порядка.

Это расположенные в порядке возрастания (убывания) размеры. Шкала порядка может установить отношения «больше-меньше», м.б. нуль, но нет единиц измерения, т.к. не установлено отношение пропорциональности, т.е. нельзя судить во сколько раз больше-меньше. Баллы нельзя складывать, вычитать, перемножать, делить. (Твёрдость по шкале Мооса: тальк-1, гипс-2, кальций-3, флюорит-4, апатит-5, ортоклаз-6, кварц-7, топаз-8, корунд-9, алмаз-10).

3. Шкалы интервалов (разностей) характеризуются отношениями эквивалентности, порядка и аддитивности. Шкала имеет одинаковые интервалы, единицу измерения и произвольную нулевую точку. По шкале интервалов можно судить насколько один размер больше другого, но не во сколько больше (т.к. нет 0), возможны сложение и вычитание. (Шкала интервалов времени, температурные шкалы Фаренгейта и Реомюра).

Уравнение шкалы интервалов: Q = Q₀ + q [Q];

Где Q – значение измеряемой ФВ;

Q₀ - начало отсчета шкалы;

q - числовое значение ФВ;

[Q] – единица измерения ФВ.

4. Шкалы отношений для объектов, которые удовлетворяют отношениям эквивалентности, порядка и аддитивности (суммирования), т.е., вычитания и умножения. Есть естественный нуль. Пример: шкала длин, массы, напряжения, Кельвина. (Это самые совершенные шкалы, по ним можно выполнить наибольшее количество действий).

Уравнение шкалы отношений: Q = q [Q]

5. Абсолютные шкалы обладают всеми признаками шкал отношений, они относятся к относительным величинам. Это коэффициенты усиления, ослабления и т. п. (безразмерные шкалы).