Дидактические единицы гос, физические величины, методы и средства измерения
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ШКАЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ.
Стандартизация, метрология и измерительная техника – три основных звена, уровень и темпы развития которых оказывают опережающее влияние на уровень качества всей промышленной продукции.
« Измеряй все доступное измерению
и делай доступным все доступное ему.»
Галилео Галилей
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Метрология не родилась на ровном месте, она пришла к нам из опыта предков, прошла большой путь от науки сравнительных описаний мер к науке, определяющей характер современной научно- технической мысли.
В свое время академик А.П.Александров сказал: « Метрология является важнейшей стороной сложного процесса усовершенствования технологии и качества продукции. В то же время именно метрология необходима для обнаружения областей несогласованности в научных исследованиях и потому обнаруживает те области, в которых можно ждать принципиальных сдвигов в науке…
Только страна, имеющая передовое приборостроение и метрологию, может быть передовой в науке»
К основным проблемам метрологии относятся :общая теория измерений; единицы физических величин и их системы; методы и средства измерений; методы определения точности измерений; основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений; эталоны и образцовые средства измерений; методы передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.
Метрология – научная основа контроля качества. Прикладные дисциплины этой науки позволяют нормировать количественные характеристики качества продукции и процессов, определять степень точности и надежности измерительной информации, необходимой для поэлементного контроля качества продукции на всех этапах ее проектирования, изготовления и эксплуатации.
Физическая величина — свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта, например, длина, масса, электропроводность и теплоемкость тел, давление газа в сосуде и т. п.; т.е. чтобы определить физическую величину, ее надо измерить.
Изречение древних гласит:
«Человек – мера всех вещей».
Вершок- длина фаланги указательного пальца.
Маховая сажень – расстояние между концами пальцев вытянутых рук.
Косая сажень – расстояние от пятки одной ноги до конца пальцев другой руки.
Пядь малая – расстояние между концами раздвинутых большего и указательного пальца руки.
Пядь великая – расстояние между концами раздвинутых большого пальца и мизинца.
Локоть или по персидски арш, т.е аршин – расстояние от локтевого изгиба руки человека до конца среднего пальца вытянутой руки.
Дюйм – длина второго сустава большого пальца руки.
Фут – длина ступни человека.
Ярд – расстояние от кончика носа английского короля Генриха 1 (Х1 – Х11 вв.) до конца среднего пальца его вытянутой руки ( по другим сведениям – длина меча этого же короля).
Примеры естественных мер физических величин, принятых нашими предками в качестве эталонов.
В 1324 г. английским королем Эдвардом 11 был установлен «законный дюйм» - длина трех ячменных зерен.
Шток (16 дюймов) – длина ступней 16 человек, выходящих из церкви от заутрени в воскресенье.
Гран – (зерно) – единица аптекарского веса.
Карат – масса семени одного из видов бобов (0,2 г) – единица массы драгоценных камней и жемчуга.
Четверть (или четь) вдвое меньше десятины.
Десятина – сначала была равна площади квадрата, сторона которого равнялась 50 саженям – одной десятой версты. В ХV11 веке появились десятины в 3200 кв. Саженей (сороковая или хозяйственная), равная площади 40 х 80 саженей, и в 2400 саженей (тридцатка или казенная), равная площади 30 х 80 кв. саженей.
Мерой для количественного сравнения одинаковых свойств объектов служит единица физической величины — физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1. Единицам физических величин присваивается полное и сокращенное символьное обозначение — размерность. Например, масса — килограмм (кг), время — секунда (с), длина — метр (м), сила — Ньютон (Н).
Значение физической величины — оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц — характеризует количественную индивидуальность объектов.
Измерением называется нахождение значения физической величины опытным путем, как правило, с помощью специальных технических средств. Являясь одним из способов познания природы, измерения содействуют научным открытиям и их внедрению в практику. Изучение явлений природы, отыскание законов, которым эти явления подчинены, связаны с измерениями и сводятся в конечном итоге к определению количественных соотношений. Через которые вскрываются и качественные стороны изучаемых предметов и явлений. Как писал английский ученый В.Кельвин: «Каждая вещь известна лишь в той степени, в какой ее можно измерить».
Результат измерения - значение физической величины, найденное в результате измерения.
Истинное значение — значение физической величины, которое идеальным образом отражает в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта.
Действительное значение — значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для определенной цели может быть использовано вместо него.
2 Система единиц и основные принципы ее построения
Совокупность выбранных основных и образованных производных единиц называется системой единиц, т.е.совокупность основных и производных дисциплин, относящаяся к некоторой системе величин и образованная в соответствии с принятыми принципами.
Нормативно – правовой основой метрологического обеспечения точности измерений является государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Основные нормативно – технические документы ГСИ – государственные стандарты.