
- •2. Утворення метрологічної системи Історичні відомості про створення метрологічної системи
- •3. Поняття про одиниці вимірювань, їх відтворення та зберігання
- •4. Міжнародної системи одиниць сі
- •Деякі допоміжні одиниці сі та їх відповідність іншим одиницям
- •5. Англо-американська система одиниць вимірювання
- •6. Слов’янські одиниці вимірювання
- •7. Позасистемні одиниці ( фізичних) величин
- •Лекція 2 Технічні засоби вимірювання
- •1. Поняття про процес вимірювання. Вимірювальна техніка і засоби вимірювань.
- •2. Поняття про еталони
- •3. Міра та вимірювальний прилад
- •4. Метрологічне обслуговування приладів.
- •5. Умови застосування засобів вимірювальної техніки
- •Лекція 3. Види та методи вимірювань. Основи теорії похибок
- •1. Методи вимірювання, визначення і їх види
- •2 Прямі вимірювання
- •3. Посередні вимірювання
- •4. Сумісні та сукупні вимірювання
- •5. Основи теорії похибок. Точність та похибки вимірювань
- •6. Грубі, систематичні та випадкові складові частини похибок вимірювання
- •7. Критерії оцінки точності результатів вимірювань
- •Лекція 4. Метрологічна служба України.
- •Державна метрологічна служба
- •2. Відомчі метрологічні служби
- •Лекція 5 Предмет і завдання стандартизації.
- •1. Терміни та визначення основних понять у галузі стандартизації
- •2. Нормативні документи зі стандартизації.
- •3. Напрями та принципи стандартизації
- •4 Суб'єкти стандартизації
- •Лекція 5 Ліцензування і сертифікація.
- •1. Поняття про ліцензування. Основні терміни
- •2. Ліцензійні умови
- •3. Порядок отримання ліцензії
- •4. Нагляд і контроль у сфері ліцензування
- •5. Ліцензування у галузі землевпорядних робіт та оцінки землі.
- •6. Поняття про сертифікацію. Основні терміни.
- •Лекція 7 Метрологічне забезпечення геодезичних робіт в Україні.
- •1. Загальні поняття.
- •2 Органи державного управління в сфері топографо-геодезичної і картографічної діяльності
- •3. Види і умови здійснення топографо-картографічної діяльності
- •4. Нормативно-технічна документація в сфері топографо-геодезичної та картографічної діяльності
- •5. Метрологічне забезпечення топографо-геодезичної і картографічної діяльності
- •Кафедра геодезії та геоінформатики
- •Передмова
- •Практичне заняття №1
- •Завдання на практичну роботу
- •Практичне заняття №2
- •Практичне заняття №3
- •Періодичні перевірки теодоліта і їх послідовність виконання.
- •Періодичні перевірки нівеліра і їх послідовність виконання
- •Періодичні перевірки нівелірних рейок
- •Практичне заняття №4
- •10.3. Передпольове планування в камеральних умовах
- •10.4. Підготовка обладнання до польових вимірювань
- •10.4.1. Вимоги до gps-приймачів
- •10.4.2. Метрологічне забезпечення
- •10.4.3. Перевірка працездатності приймачів безпосередньо перед вимірюваннями
- •10.4.4. Організація базових станцій (в т.Ч. Отримання доступу до найближчої перманентної станції)
- •10.4.5. Закладання центрів (тимчасових роверних точок)
- •10.4.6. Ведення польового журналу
- •10.6. Складання технічного звіту та необхідної документації
- •Практичне заняття №5
- •2.1 Види помилок вимірювань. Властивості випадкових помилок
- •2.2 Критерії оцінки точності результатів вимірювань
- •2.2.1 Середнє арифметичне значення
- •2.2.2 Середня квадратична помилка окремого вимірювання
- •2.4 Обробка результатів багаторазових нерівноточних вимірювань однієї величини
- •2.5 Середня квадратична помилка арифметичної середини
- •Практичне заняття №6
- •Практичне заняття №7
- •Короткі теоретичні відомості
- •Рекомендована література
Практичне заняття №1
Тема:Одиниці вимірювання різних систем та їх взаємне перетворення.
Мета: Вивчити одиниці вимірювання основних систем світу та навчитись їх перетворювати.
Завдання:На занятті студенти ознайомлюються з Міжнародною системою мір СІ, Англо-Американською та Старослов’янською системами, а також позасистемними одиницями. Разом з викладачем перетворюють величини різних систем вимірювання в величини системи СІ і навпаки. Особливо звертають увагу на перетворення одиниць вимірювання площ і кутів.
Завдання на практичну роботу
Одиниці вимірювання кутів
1. Число 26035/27// + 1/30//×n – перевести в радіани і гради.
2. Число 1,56891 рад + 0,05×n рад – перевести в градуси і гради.
3. Число 56,12 град + 1,30×nград– перевести в радіани і градуси.
Одиниці вимірювання площ
Знайти площу прямокутної ділянки 65м·(156+10×n)м в таких одиницях вимірювання площ: м2, км2, гектар, десятина, кв. верста, кв. ярд, акр, руд.
Знайти площу прямокутної ділянки 78 ярдів· (162+10×n) ярдів в таких одиницях вимірювання площ: кв. ярд, м2, км2, гектар, десятина, кв. верста, акр, руд.
Одиниці вимірювання системи СІ
Перевести в одиниці вимірювання СІ:
25+n фунтів
36+ n футів
125+n дюймів
0,3+n сухих пінт
3,6+n галонів (Вк)
14,5+n барелів (нафтових)
3+n каратів
12+n унцій
156+n доль
12,3+n пудів
14,5+n штофів
18+n вершків
Перевести в похідні одиниці системи СІ
50+n миль/год.
15+n фунтів/ярд3
85+n футів3
Приставки кратності.
Записати значення з всіма приставками кратності
457+n м
31+n кг
2395+n К
Теоретичні відомості.
Міжнародна система одиниць СІ прийнята в 1960р. ХІ Генеральною конференцією по мірах і вагах. Вона складається із семи основних (табл. 1.1), двох додаткових (табл. 1.2) і ряду похідних одиниць (кілька для прикладу наведено в табл. 1.3), кількість яких необмежена.
Таблиця 1.1
Основні одиниці СІ.
Величина |
Найменування |
Позначення |
Позначення |
||
Найменування |
Символ |
міжнародне |
українське |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Довжина |
l |
метр |
m |
м |
Один метр являє собою довжину шляху, який проходить світло в вакуумі за 1/299 729 758 частину секунди. |
Маса |
m |
кілограм |
kg |
кг |
Один кілограм дорівнює масі міжнародного еталона - кілограм. |
Час |
t |
секунда |
s |
с |
Одна секунда являє собою сумарну тривалість 9 192 631 770 періодів випромінювання, які відповідають переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133. |
Абсолютна температура |
T |
кельвін |
K |
К |
Один кельвін являє собою 1/273.16 частину від абсолютної температури потрійної точки води. |
Сила електрично-го струму |
I |
ампер |
A |
А |
Один ампер являє собою такий постійний струм, який, проходячи по двох точно паралельних провідниках безкінечної довжини та нехтовно малого кругового перерізу, розташованих на відстані 1 метра у вакуумі, спричиняє між цими провідниками силу взаємодії, яка дорівнює 2·10-7 ньютона на 1 метр довжини. |
Кількість речовини |
n |
моль |
mol |
моль |
Один моль являє собою кількість речовини, яка містить таку саму кількість найпростіших часток, яка міститься у 0.012 кілограма вуглецю-12(*). |
Сила світла |
Iv |
кандела |
сd |
кд |
Кандела являє собою інтенсивність світіння в даному напрямку від джерела, яке випромінює монохроматичне випромінювання з частотою 540·1012 герц і такого джерела, інтенсивність якого в цьому напрямку становить 1/683 ватта на один стереорадіан. |
(*)Якщо використано молі, то треба вказувати, до чого вони відносяться, приміром, атоми, молекули, іони, електрони чи інші частки або певні групи таких об'єктів.
Таблиця 1.2
Додаткові одиниці СІ.
Величина |
Назва одиниці |
Позначення |
Визначення |
|
міжна-родне |
укра-їнське |
|||
Плоский кут |
радіан |
rad |
рад |
Радіан – це кут утворений двома радіусами кола, довжина дуги між якими дорівнює радіусу. |
Тілесний кут |
стерадіан |
sr |
ср |
Стерадіан – це тілесний кут з вершиною в центрі сфери, що вирізає на поверхні сфери площу яка дорівнює площі квадрату з стороною, рівною радіусу сфери. |
Таблиця 1.3
Деякі допоміжні одиниці СІ та їх відповідність іншим одиницям
Величина |
Одиниця |
Перетворення інших одиниць у СІ‑одиниці |
|||
Найменування |
Символ |
Найменування |
Символ |
Вираження в основних одиницях СІ |
|
Площа |
А,S |
квадратний метр |
м2 |
м2 |
|
Об'єм |
V |
кубічний метр |
м3 |
м3 |
1 мл = 1 см3 = 10-6м3 |
Частота |
|
герц |
Гц |
с-1 |
|
Густина |
|
кілограм на кубічний метр |
кг/м3 |
кг·м-3 |
1 г/мл = 1г/см-3 = 103·кгм-3 |
Швид-кість |
v |
метр за секунду |
м/с |
м·с-1 |
|
Приско-рення |
а |
метр на секунду в квадраті |
м/с2 |
м/с2, m/s2 |
|
Сила |
F |
ньютон |
H |
м·кг·с-2 |
1 дин= 1г·см·с-2 = 10-5 H |
ПрефіксиМіжнародної системи одиниць СІ призначені для формування та скороченого написання кратних та частинних одиниць, для зручності обчислення громіздких чисел. Всі затверджені префікси позначають тількиступені десяти і не повинні використовуватись для позначення ступенів інших чисел.
Як невід'ємна частина системи СІ, ці префікси офіційно затверджуються Міжнародним бюро з мір та ваг.
Кратні одиниці — одиниці, які в цілу ступінь десяти перевищують основну одиницю вимірювання деякої фізичної величини.
Частинні одиниці в цілу ступінь десяти менше від встановленої одиниці вимірювання деякої величини. Міжнародна система одиниць СІ рекомендує наступні приставки для позначень кратних і часткових одиниць (табл. 1.4)
Таблиця 1.4
Множники та префікси для утворення десяткових кратних і часткових одиниць.
Множник
|
Приставка |
||
Назва |
Позначення |
||
україн-ське |
міжна-родне |
||
1 000 000 000 000 000 000 = 1018 |
екза |
Э |
E |
1 000 000 000 000 000 = 1015 |
пета |
П |
P |
1 000 000 000 000 = 1012 |
тера |
Т |
T |
1 000 000 000 = 109 |
гіга |
Г |
G |
1 000 000 = 106 |
мега |
М |
M |
1 000 = 103 |
кіло |
к |
k |
100 = 102 |
гекто |
г |
h |
10 = 101 |
дека |
да |
da |
0,1 = 10-1 |
деци |
д |
d |
0,01 = 10-2 |
санти |
с |
c |
0,001 = 10-3 |
мілі |
м |
m |
0,000 001 = 10-6 |
мікро |
мк |
μ |
0,000 000 001 = 10-9 |
нано |
н |
n |
0,000 000 000 001 = 10-12 |
піко |
п |
p |
0,000 000 000 000 001 = 10-15 |
фемто |
ф |
f |
0,000 000 000 000 000 001 = 10-18 |
атто |
а |
a |
1. В метричній системі мір назви кратних десяти одиниць утворюються приєднанням приставок до назв вихідних величин. |
На сьогодні СІ офіційно затверджена основною або єдиною системою одиниць у всіх країнах світу за винятком США, Ліберії та М'янми. Сполучене Королівство прийняло систему СІ, але без наміру витіснення традиційних одиниць.
Крім того одиниці, відмінні від СІ застосовуються в окремих видах діяльності, наприклад, моряки досі використовують для вимірювання відстаней морські милі, а швидкостей –вузли.
Тому наступною – найбільш поширеною системою одиниць вимірювання є Англо-Американська система. Її широке поширення відбулося внаслідок завоювань Англією значних територій в 17-20 ст. Ця система заснована на традиційних одиницях виміру і значення цих одиниць можуть відрізнятися в залежності від країни, де вони використовуються (табл. 1.5)
Таблиця 1.5
Англо-американська система мір в переводі в одиниці СІ
Англо-американська система мір |
Перевід в одиниці СІ |
Міри довжини |
|
1 дюйм |
2,54 см |
1 фут |
30,48 см |
1 ярд |
91,44 см |
1 миля уставна |
1, 6093 км |
1 миля морська (міжнародна) |
1,852 км |
1 миля морська (Великобританія) |
1,8532 км |
Міри об’єму рідин |
|
1 унція рідка (США) |
29,5729 мл |
1 пінта (США) |
473,17 мл |
1 пінта (Великобританія) |
568,24 мл |
1 кварта (США) |
946,33 мл |
1 кварта (Великобританія) |
1,1365 л |
1 галон (США) |
3,785 л |
1 галон (Великобританія) |
4,546 л |
1 барель винний (США) |
119,24 л |
1 барель нафтовий (США) |
159 л |
Міри об’єму сипучих матеріалів |
|
1 пінта суха |
0,5506 л |
1 кварта суха (США) |
1,1012 л |
1 квортерн (Великобританія) |
2,2730 л |
1 галон сухий (США) |
4,4049 л |
1 галон (Великобританія) |
4,5460 л |
1 баррель (США) |
115,63 л |
1 баррель (Великобританія) |
163,656 л |
* Величина змінюється в залежності від виду продукту |
|
Міри маси (загальні) |
|
1 гран |
64,8 мг |
1 драхма |
1,77 г |
1 унція |
28,35 г |
1 фунт |
453,592 г |
1 тонна мала або коротка |
907,18 кг |
1 тонна велика або довга |
1016 кг |
Міри площі |
|
1 руд |
0,1012 га |
1 акр |
0,4047 га |
На території Київської Русі та деяких інших слов’янських держав сформувалася власна система одиниць вимірювання, яка проіснувала до революції 1917р (табл. 1.6). До цих пір такі одиниці вимірювання часто використовуються в побуті, народній творчості і літературі.
Таблиця 1.6
Слов’янські одиниці в переводі в одиниці СІ
Величина |
Одиниця |
Перевід в одиниці СІ |
Довжина |
верста |
1,06680 км |
сажень |
2,13360 м |
|
аршин |
0,711200 м |
|
вершок |
4,445000 см |
|
сотка |
2,13360 см |
|
Маса |
пуд |
16,380496 кг |
лот |
12,797262 г |
|
золотник |
4,265542 г |
|
доля |
44,434940 мг |
|
Площа |
десятина |
10.925,4 м2 |
Об’єм місткість |
відро |
12,2994 дм3 |
штоф |
1,22994 дм3 |
|
бутилка винна |
0,768712 дм3 |
|
бутилка горілчана |
0,614970 дм3 |
|
чарка |
122,994 см3 |
|
четверть |
0,209909 м3 |
|
четверик |
0,262387 м3 |
|
гарнц |
3,27984 дм3 |
В багатьох галузях люди традиційно використовували специфічні одиниці вимірювання. Вони настільки увійшли в повсякденне життя, що часто використовуються навіть більш широко, ніж офіційні (державні) одиниці вимірювання. Такі одиниці вимірювання називаються позасистемними (табл. 1.7)
Таблиця 1.7
Позасистемні одиниці, що використовуються нарівні із одиницями системи СІ
Назва одиниці |
Одиниця |
Примітка |
|||
Назва |
Позначення |
Співвідношення з одиницею СІ |
|||
Міжна-родне |
Україн-ське |
||||
Маса |
тонна |
t |
т |
103 кг |
|
Час |
хвилина |
min |
хв. |
60 с |
Допускається також використання інших одиниць, таких як: тиждень, місяць, рік, тощо |
година |
h |
год. |
3.600 с |
||
доба |
d |
доба |
86.400 с |
||
Плоский кут |
градус |
...° |
...° |
(π/180)рад = 1,745329...·10-2 рад |
|
минута |
...' |
...' |
(π/10800)рад = 2,908882...·10-4 рад |
||
секунда |
...'' |
...'' |
(π/648000)рад = 4,848137...·10-6 рад |
||
Плоский кут |
град |
...g |
град |
(π/200) рад |
В геодезії |
Площа |
гектар |
ha |
га |
1·104 м2 |
В сільскому і лісному господарстві |
Об’єм |
літр |
l |
л |
10-3 м3 |
|
Довжина |
Астрономічна одиниця |
ua |
а.е. |
1,49598·1011 м (приблизно) |
В астрономії |
Світовий рік |
ly |
св.рік |
9,4605·1015 м (приблизно) |
||
парсек |
pc |
пк |
3,0857·1016 м (приблизно) |
||
Маса |
Атомна одиниця маси |
u |
а.е.м. |
1,66057·10-27 кг (приблизно) |
В атомній фізиці |
карат |
|
|
200 мг |
В ювелірній справі |
Наявність одиниць вимірювання різних систем зумовлює в повсякденному житті необхідність їх взаємного перетворення.
Найбільше значення для спеціальностей напрямку «Геодезія, картографія та землеустрій» мають перетворення різних одиниць площ і кутів.
Перетворення одиниць вимірювання площ.
Площа в системі СІ вимірюється в м2 . Проте На практиці для вимірювання площ великих земельних ділянок використовую в системі СІ км2, а також позасистемну одиницю га (гектари).
Отже площа в 1м2 – це площа рівна квадратові зі стороною 1м. Тобто
;
А площа 1км2 відповідно рівна
1 га – це квадрат зі сророною 100м. Таким чином
Отже
Перетворення одиниць вимірювання кутів
Повне коло має 360о, 2π рад. та 400 град.
Приклад №1 Перетворимо кут 100о 30' 30'' в радіани і гради.
Для цього використаємо пропорції. В результаті отримаємо:
Приклад №2 Перетворимо 1,23456789 рад в о ' '' та гради.
І знову, як в попередньому випадку використовуємо пропорції, та отримуємо:
Отже 1,23456789 = 70о44'08'' . Тепер переведемо 1,23456789 рад в гради