1.8 Классификация единиц. Международная система единиц

Для практических целей измерения, в качестве основных величин и единиц, следует выбирать такие, которые могут быть воспроизведены с наибольшей точностью. (В механике это длина, масса и время).

Главнейшими системами единиц физических величин являются:

Система СГС - система единиц физических величин СГС, в которой, основными единицами являются сантиметр - единица длины; грамм - единица массы и секунда - единица времени, была установлена в 1881 г. первым Международным конгрессом электриков. Введено наименование для двух важнейших производных единиц : дина (гречес. - сила ) для единицы силы -1 дина = 10⁵ Н и эрг (гречес. - работа) для единицы работы - 1эрг = 10⁷ Дж. Для из­мерения мощности применяется ЭРГ в секунду, для измерения кинематической вязкости - стокс, динамической - пуаз. Давление измеряют в динах на квадратный сантиметр — бар (гре- ческ. - тяжесть), 1 бар = 10⁵Па = 10⁵ Н/м².

Система МКГСС - система единиц физических единиц с тремя основными единицами: метр - единица длины, килограмм-сила - единица силы и секунда - единица времени.

Килограмм - сила (кгс) - это сила, которая сообщает массе, равной массе международного прототипа килограмма, ускорение 9,80665 м/с² (нормальное ускорение свободного падения).

Абсолютная практическая система единиц установлена в 1881 г. первым Международным конгрессом электриков.

В числе практических электрических единиц были приняты:

а) электрического сопротивления - Ом;

б) электродвижущей силы - Вольт;

в) силы электрического тока - Ампер;

г) электрической ёмкости - Фарада;

д) энергии - Джоуль;

е) мощности - Ватт;

ж) индуктивности - Генри;

з) потока магнитной индукции - Вебер;

и) электрической проводимости - Сименс.

Внесистемные единицы.

Наряду с системами единиц физических величин в практику измерений вводились единицы, не входящие ни в одну из систем - так называемые внесистемные единицы. Возникновение большинства из них связано с соображениями удобства при измерениях тех или иных величин. Так, единица давления - атмосфера, равная давлению, производимому силой 1кгс на площадь 1см², ибо атмосфера близка по размерам к среднему значению давления атмосферного воздуха на уровне моря.

К числу важнейших внесистемных единиц, имеющих широкое применение, относятся единицы длины - ангстрем, световой год - парсек; площади - ар, гектар; объёма - литр; массы - карат; давления - атмосфера, бар, миллиметр ртутного столба, миллиметр водяного столба; количества теплоты - калория; электрической энергии - электрон вольт, киловатт в час; акустических величин-децибел, фон, октава; ионизирующих излучений- рентген, рад, кюри.

Международная система единиц - СИ.

SI - начальные буквы наименования Systeme International. На XIV ГКМВ (Генеральная конференция по мерам и весам) был утверждён перечень семи основных, двух дополнительных и двадцати семи производных единиц, а также приставок для образования кратных и дольных единиц.

Кратная единица - это единица ФВ, в целое число раз превышающая системную или внесистемную единицу. Например, единица длины - километр - равна 10³м, т.е. кратна метру.

Дольная единица - единица ФВ, значение которой в целое число раз меньше системной или внесистемной единицы. Например, единица длины - миллиметр равна 10^-Зм, т.е. является дольной.

С 1 января 1982г. введён в действие ГОСТ 8. 417-81 /СТ СЭВ 1052-78/, «ГСИ. Единицы физических величин», в соответствии с которыми осуществляется переход на Международную систему единиц СИ во всех областях науки, техники, народного хозяйства, а также и в учебном процессе (включая учебники и учебные пособия) во всех учебных заведениях.

Основные единицы СИ.

Дополнительные единицы СИ

Метр (1 м) равен длине пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.

Килограмм (1 кг) – единица массы, равная массе международного прототипа килограмма.

Секунда (1 с) равна 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Ампер (1 А) – сила не изменяющегося тока, который вызывает между проводниками силу взаимодействия, равную 2 х 10^-7 Н на каждый метр длины.

Кельвин (1 К) – единица термодинамической температуры –1/273,16¹ часть термодинамической температуры тройной точки воды.

Кандела (1 Кn) – единица силы света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 х 10¹² Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср².

Моль (1 М) – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода-12 массой 0,012 кг.

Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их обозначение

Множи- тель	При- ставка	Обозначение приставок		Множи- тель	При- ставка	Обозначение приставок
		Междуна- родное	Русское			Междуна- родное	Русское
1018	Экса	E	Э	10-1	деци	D	д
1015	Пета	P	П	10-2	санти	C	с
1012	Тера	T	Т	10-3	милли	M	м
109	Гига	G	Г	10-6	микро	M	мк
106	Мега	M	Ь	10-9	нано	N	н
103	Кило	K	К	10-12	пико	P	п
102	Гекто	H	Г	10-15	фемто	F	ф
101	Дека	da	Да	10-18	атто	A	а

Достоинства СИ:

1. Универсальность, т.к. 7 основных единиц и 2 дополнительные являются единицами физических величин, отражающих основные свойства материального мира, и дающих возможность образовывать производные единицы для любых физических величин во всех отраслях науки и техники.

2. Система СИ построена для физических величин, позволяющих представить физические явления в форме математических уравнений.

3. Высокая точность основных единиц позволяет повысить точность измерений и обеспечить их единство.

4. Устранена множественность единиц для выражения величин одного и того же рода.

5. Применение системы СИ дает производству и внешней торговле эффективную прибыль.

Изготовители машин, установок, средств измерений должны поставлять продукцию в единых единицах (особенно для специализации и кооперации узлов; стандартных блоков и средств измерений; запчастей).

Документом по определению физических величин и их единиц является инструкция МИ 2630 - 2000 «Метрология, физические величины и их единицы».