Лекція 2 Еталонна база України. Система відтворення одиниць фізичних величин і передавання їх розміру засобам вимірювальної техніки (звт)

У відповідності до чинної термінології

_____________________________ – відображення фізичних величин їх значеннями за допомогою експерименту та обчислень із застосуванням спеціальних технічних засобів;

_____________________________ – стан вимірювань, за якого їх результати виражаються в узаконених одиницях вимірювань, а характеристики похибок або невизначеності вимірювань відомі та із заданою ймовірністю не виходять за встановлені границі.

Уточнимо трактовку деяких термінів, що входять до понять “вимірювання” і “єдність вимірювань”.

______________________________– властивість, спільна в якісному відношенні у багатьох матеріальних об’єктів та індивідуальна в кількісному відношенні у кожного з них.

_______________________________ – фізична величина певного розміру, прийнята для кількісного відображення однорідних з нею величин.

Якщо є деяка величина , а для її вимірювання прийнята одиниця вимірювань , то значення фізичної величини , де − числове значення вимірюваної фізичної величини (ФВ). Рівняння, що пов’язує числове значення величини з розміром прийнятої одиниці вимірювань, зветься основним рівнянням вимірювань.

__________________________________ – головне завдання метрології. Воно є необхідним для зіставлення результатів вимірювань, виконаних у різний час, у різних місцях, різними методами і засобами, різними експериментаторами. Вся метрологічна діяльність – це діяльність, яка пов’язана із забезпеченням єдності вимірювань.

Міжнародна система одиниць

Міжнародна система одиниць має такі позитивні риси:

• універсальність, що забезпечує її використання в науці, техніці і господарстві;

• уніфікованість одиниць для всіх видів вимірювання;

• когерентність (узгодженість) системи: коефіцієнти пропорційності у фізичних рівняннях для визначення похідних величин дорівнюють одиниці;

• використання зручних для практичних вимірювань основних та похідних одиниць;

• чітке розмежування одиниць маси (кілограм) і сили (ньютон);

• спрощений запис рівнянь і формул завдяки відсутності перехідних коефіцієнтів переведення з однієї системи в іншу;

• позбавлення необхідності визначати всі системи одиниць;

• сприяння розвитку міжнародних економічних зв’язків.

У 1954 р. X ГКМВ затвердила основні одиниці Міжнародної системи одиниць, які мають охоплювати всі галузі науки і техніки, бути основою для утворення похідних одиниць, забезпечувати зручність для практичних вимірювань і відтворюватися за допомогою установок і еталонів з найбільшою точністю. У 1971 р. XIV ГКМВ затвердила сьому основну одиницю кількості речовини — моль.

Основні одиниці системи SI зі скороченими позначен­нями українськими та латинськими буквами наведено у табл. 1.

Таблиця 1 - Основні одиниці Міжнародної системи одиниць (SI)

Фізична величина		Одиниці фізичних величин
Найменування	Розмірність	Найменування	Позначення
			Міжнародне	Українське
Довжина	L	метр	m	м
Маса	M	кілограм	kg	кг
Час	T	секунда	s	c
Сила струму	I	ампер	A	А
Сила світла	J	кандела	cd	кд
Термодинамічна температура	Q	кельвін	K	К
Кількість речовини	N	моль	mol	моль

Визначення основних одиниць відповідно до рішення ГКМВ:

метр — довжина шляху, який проходить світло у вакуумі за 1/299792458 частину секунди;

кілограм — одиниця маси, що дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма;

секунда — час, що дорівнює 9 192 631 770 періодам випромінювання, яке відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133;

ампер — сила незмінного електричного струму, який, під час протікання по двох нескінченно довгих паралельних прямолінійних провідниках малого кругового поперечного перерізу, розташованих на відстані 1 м один від одного у вакуумі, спричинив би на кожній ділянці провідника довжиною 1 м силу взаємодії в 2·10^-7 Н;

кельвін — одиниця термодинамічної температури і дорівнює 1/273,16 частині термодинамічної температури потрійної точки води;

кандела — сила світла в заданому напрямі від джерела, що випромінює монохромне випромінення частотою 540·10¹² Гц, енергетична сила світла якого в цьому напрямі становить Вт/ср;

моль — кількість речовини, яка містить таку кількість структурних елементів, скільки міститься атомів у вуглеці-12 масою в 0,012 кг.

Крім основних одиниць SI, є велика група __________________________________, які визначаються за законами взаємозв’язків між фізичними величинами або ж на основі визначення фізичних величин. Відповідні похідні одиниці SI виводяться із рівнянь зв’язку між величинами.

Відтворення основної одиниці здійснюється шляхом створення фіксованої за розміром ФВ відповідно до визначення одиниці.

Відтворення похідної одиниці ФВ здійснюється на підставі вимірювання інших величин, функціонально зв'язаних із даною величиною.

Залежно від наукового напрямку утворено похідні одиниці для простору, часу, механічних, теплових, електричних, магнітних, акустичних, світлових величин та величин іонізуючого випромінювання.

Структура системи забезпечення єдності вимірювань

Для вирішення головного завдання метрології − забезпечення єдності вимірювань – створено метрологічну систему України.

_____________________________________ – сукупність законодавчих та інших актів, організаційної структури, наукової, технічної та нормативної бази з метрології, спрямованих на забезпечення єдності вимірювань у державі.

Виходячи з цього, можна виділити такі складові системи ЗЄВ (рис. 2):