1. Задачи метрологии и ее роль в теории познания.

Предмет метрологии как науки об измерениях составляют следующие задачи:

• общая теория измерений;

• единицы физических величин и их системы;

• методы и средства измерений;

• методы определения точности измерений;

• основы обеспечения единства измерений;

• эталоны единиц физических величин;

• методы передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерений.

2. Понятие измерения. Современное состояние и перспективы развития измерений.

Измерение - совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

Современное состояние исследований требует непрерывного повышения точности измерений. Одним из реальных путей решения этой задачи является переход от традиционного принципа иерархии метрологического обеспечения к автономному, когда меры создаются на основе природных физических констант.

Особое место в перспективе развития метрологии занимает метрологическое обеспечение нанотехнологий и продукции наноиндустрии. Предполагается, что в ближайшем будущем область нанотехнологий станет ведущим направлением в различных секторах промышленности – наноэлектронике, нанофотонике, наноинженерии, наноматериалов, нанобиотехнологии, нанотехнологии систем безопасности и др.

3. Физические величины и их измерение.

Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Измерение физической величины - экспериментальное сравнение одной измеряемой величины с другой известной величиной того же качества, принятой в качестве единицы.

4. Шкалы измерений (наименований, порядка, интервалов, отношений, абсолютные, условные).

Шкала наименований (классификации) – это самая простая шкала, которая основана на приписывании объекту знаков или цифр для их идентификации или нумерации. Данные шкалы характеризуются только отношением эквивалентности (равенства) и в них отсутствуют понятия больше, меньше, отсутствуют единицы измерения и нулевое значение

Шкала порядка (ранжирования) -упорядочивает объекты относительно какого-либо их  свойства в порядке убывания или возрастания, например, землетрясений, силы ветра. Эти шкалы описывают уже количественные свойства. . В данной шкале невозможно ввести единицу измерения, так как эти шкалы в принципе нелинейны. В ней можно говорить лишь о том, что больше или меньше, хуже или лучше, но невозможно дать количественную оценку во сколько раз больше или меньше. 

Шкала интервалов (разностей) содержит разность значений физической величины. Для этих шкал имеют смысл соотношения эквивалентности, порядка, суммирования интервалов (разностей) между количественными проявлениями свойств. Шкала состоит из одинаковых интервалов, имеет условную (принятую по соглашению) единицу измерения и произвольно выбранное начало отсчета - нуль.

Шкала отношений - это шкала интервалов с естественным (не условным) нулевым значением и принятые по соглашению  единицы измерений. В ней нуль характеризует естественное нулевое количество данного свойства. Например, абсолютный нуль температурной шкалы. Это наиболее совершенная и информативная шкала. Результаты измерений в ней можно  вычитать, умножать и делить. В некоторых случаях возможна и операция суммирования для аддитивных величин.

Абсолютные шкалы - это шкалы отношений, в которых однозначно (а не по соглашению) присутствует определение единицы измерения. Абсолютные шкалы присущи относительным единицам (коэффициенты усиления, полезного действия и др.), единицы таких шкал являются безразмерными.

 Условные шкалы - шкалы, исходные значения которых выражены в условных единицах. К таким шкалам относятся шкалы наименований и порядка.

5. Системы физических величин (основные, производные, их размерности, уравнение связи физических величин)

Основная физическая величина – физическая величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.

Каждой основной величине присвоен символ в виде прописной буквы латинского или греческого алфавита, называемой размерностью основной физической величины. Например, длина имеет размерность    L, масса — М, время — Т, сила тока — I  и т. д.

Производная физическая величина – физическая величина, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы.

Размерностью производной физической величины называется выражение в форме степенного одночлена, составлен-ного из произведений символов основных величин в различных степенях  и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные, с коэффициентом пропорциональности, равным 1.

Физическая величина x может быть выражена при помощи математических действий через другие физические величины А, B, C уравнением вида: где коэффициент пропорциональности показатели степени. Формулы вида, выражающие одни физические величины через другие, называются уравнениями между физическими величинами.