1.2. Міжнародна система одиниць

Одиниця фізичної величини згідно з ДСТУ 2681-94 – це певний розмір даної величини, прийнятий за угодою Генеральної конференції з мір та ваг для кількісного відображення однорідних з нею величин. В природі фізичні величини пов’язані між собою залежностями, які виражають одні величини через інші і називаються рівняннями зв’язку між величинами. Сукупність пов’язаних такими залежностями величин, серед яких одні умовно називаються незалежними, а інші виражаються через них, називають системою величин.

Вибір основних величин і розмірів їх одиниць під час побудови системи теоретично дозвільний, але він продиктований певними вимогами практики, а саме:

• кількість основних величин має бути обмеженою;

• за основні мають бути вибрані величини, одиниці яких легко відтворити з високою точністю;

• розміри основних одиниць мають бути такі, щоб на практиці значення всіх величин системи не виражались ні надто малими, ні надто великими числами;

• похідні одиниці мають бути когерентні, тобто входити в рівняння, що пов’язують їх з іншими одиницями системи.

Одиниці цієї системи, які не належать ні до основних, ні до похідних, називаються додатковими (радіан – рад, стерадіан –ср), а одиниці що не входять в цю систему, є позасистемними (літр – л, тонна – т, градус – °)

Визначення основних одиниць через фундаментальні фізичні константи (ідеї М. Планка) сьогодні втілені в означені та відтворені: метр - на швидкості світла у вакуумі, секунда - на частоті квантового переходу атомів цезія-133, кельвін-на використанні реперних точок постійної температури (потрійна точка води-273,16 К, точка твердіння цинку-692,73 К, точка твердіння золота-1337.58 К), кандела - на використанні фундаментальних властивостей світлового випромінювання абсолютно чорного тіла, моль - на числі Авогадро. Проблемою метрології залишається відтворення кілограма, яке до цього часу проводиться за допомогою платино-ірідієвих гир, маса яких постійно змінюється в наслідок фізико-хімічних процесів. Державний первинний еталон одиниці маси забезпечує абсолютне середньоквадратичне відхилення ≤8٠10³ мг.

1.3. Вимір фізичних величин

Вимір - знаходження значення фізичної величини дослідним шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів.

Вимірювати можна лише властивості реально існуючих об'єктів пізнання, визначені фізичними величинами. Вимір ґрунтується на експериментальних процедурах. Жодні теоретичні міркування або розрахунки самі по собі не можуть класифікуватися, як вимір. Будь-який вимір, як пізнавальний процес, полягає в порівнянні шляхом фізичного експерименту даної величини з деяким її значенням, прийнятим за одиницю порівняння, тобто з мірою.

Для виміру фізичної величини необхідно встановити розмір її градації і фізично реалізувати її у вигляді міри або шкали для здобуття кількісної оцінки. Розрізняють чотири типа шкал: шкала найменувань, шкала ладу, шкала інтервалів і шкала стосунків. Шкала відношень є найдосконалішою і найбільш інформативною. За шкалою відношень результати вимірів можна складати між собою, віднімати, перемножувати або ділити.

На результат виміру значний вплив виявляє температура навколишнього середовища, ат­мосферний тиск, вологість повітря, вібрація и т.п. Для запобігання додаткових похибок, при вимірюванні, Державним стандартом призначені наступні вимоги вимірів:

• температура навколишнього середовища 20 °С;

• атмосферний тиск 101324,72 Па (760 мм рт. ст.);

• відносна вологість 58 %;

• прискорення свободного падіння 9,8 м/с²;

• напрямок лініі вимірення лінейних розмірів до 160 мм на зовнішніх поверхнях вертикальний, в інших случаях горизон­тальний;

• відносна швидкість виміру кутів, дорівнює нулю.