Измерения при проведении испытаний

Измерения могут считаться эффективными, если их резуль­таты обеспечивают необходимое качество управления производ­ством, а метрологическое обслуживание средств измерений ми­нимально.

Для эффективности измерений необходимо следующее:

• обеспечивать единство измерений;

• при установлении необходимой точности измерений учи­тывать связи измеряемых параметров с производительно­стью технологического оборудования, себестоимостью и качеством продукции, безопасностью труда и экологиче­ской безопасностью;

• учитывать экономические потери и другие неблагоприят­ные последствия из-за погрешности измерений, как в сфе­ре производства, так и при использовании продукции.

Измерение и физические величины

Измерением называют совокупность действий, выполняемых с помощью специальных средств, с целью нахождения численных значений измеряемой величины в принятых единицах измере­ния.

Целью измерения является получение значения физической величины, характеризующей контролируемый объект

Эталоном единицы величины называют средство измерений, предназначенное для воспроизведения и (или) хранения едини­цы величины и передачи ее размера другим средствам измере­ний данной величины. .

Физические величины

Физические величины подразделяются на геометрические, кинематиче­ские, динамические и пр.

К геометрическим величинам относятся линейный размер, объем, угол.

К кинематическим величинам относятся скорость, ускоре­ние, частота вращения.

К динамическим — масса, расход какого-либо вещества, дав­ление и т. д.

К другим величинам можно отнести время, температуру, цвет, освещенность.

Система единиц физических величин

Объектом измерений являются физические величины, которые делятся на основные и производные.

Основные физические величины входят в систему величин и не зависят друг от друга. Они используются для установления свя­зей с другими физическими величинами.

Производные физические величины входят в систему величин и определяются через уравнения, связывающие их с основными физическими величинами.

Основным величинам соответствуют основные единицы изме­рений, а производным — производные единицы измерений.

Совокупность основных и производных единиц называют системой единиц физических величин.

Первой системой единиц считается метрическая система, где за основную единицу длины был принят метр, за единицу мас­сы — грамм, т. е. масса 1 см³ химически чистой воды при темпе­ратуре плюс 4°С. В 1799 г. были изготовлены первые прототипы (эталоны) метра и килограмма. Кроме этих единиц метрическая система в своем первоначальном варианте включала еще едини­цу площади — ар (площадь квадрата со стороной 10 м), единицу объема — стер (куб с ребром 10 м) и единицу емкости — литр (куб с ребром 0,1 м).

В 1832 г. было введено понятие системы единиц (совокуп­ность основных и производных единиц). В качестве основных единиц были приняты: единица длины — миллиметр, единица массы — миллиграмм, единица времени — секунда. Эту систему единиц назвали абсолютной.

В 1881 г. была принята система единиц физических величин СГС, названная по начальным буквам основных величин: санти­метр, грамм, секунда.

В начале XX в. была предложена еще одна система единиц, получившая название МКСА (в русской транскрипции). Основ­ные единицы этой системы: метр, килограмм, секунда, ампер; производные: единица силы — ньютон, единица энергии — джо­уль, единица мощности — ватт.

Необходимость в единстве измерений появилась давно, но даже сейчас некоторые страны не отказались от исторически сложившихся у них единиц измерения. Так в Великобритании, США, Канаде основной единицей массы считается фунт, при­чем его величина в Системе британских имперских мер и старой Системе винчестерских мер различна. Сегодня широкое распространение получила

Международ­ная система единиц СИ, основными единицами которой явля­ются:

• единица длины — метр, равен длине пути, которую прохо­дит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;

• единица массы — килограмм, равен массе международного прототипа килограмма, представляющего собой цилиндр из сплава платины и иридия;

• единица времени — секунда, равна продолжительности 9192631770 периодов излучения, соответствующих перехо­ду между двумя сверхтонкими уровнями основного состоя­ния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со сторо­ны внешних полей;

• единица силы электрического тока — ампер, равен силе не­изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ни­чтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от дру­гого, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 • 10~⁷ Н;

• единица термодинамической температуры — кельвин, ра­вен 1/273,16 части термодинамической температуры трой­ной точки воды (допускается также применение шкалы Цельсия);

• единица количества вещества — моль, количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в углероде-12 массой 0,012 кг;

• единица силы света — кандела, сила света в заданном на­правлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 • 10¹² Гц, энергетическая сила из­лучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ватт на стерадиан).

СПРАВОЧНАЯ ТАБЛИЦА ПЕРЕВОДА НЕМЕТРИЧЕСКИХ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ, В ЕДИНИЦЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЫ (СИ) СОГЛАСНО РЕКОМЕНДАЦИЯМ ИСО

Наимено- вание величин		Единица измерения	Сокращенное обозначение ед. измерения	Перевод в единицы системы СИ или кратные и дольные их значения
Длина		ярд	yd	0,9144 м (точно)
		фут	ft	0,3048 м (точно)
		дюйм	in	0,0254 м (точно)
		миля	mile	1609,344 м (точно)
		морская миля	-	1852 м (точно)
Площадь		квадратный ярд	yd2	0,836127 м2
		квадратный фут	ft2	0,0929030 м2
		квадратный дюйм	in2	6,4516 см2 (точно)
Объем		кубический ярд	yd3	0,764555 м3
		кубический фут	r	28,3168 дм3
		кубический дюйм	in	16,3871 см3
		галлон (английский)	gal (UK)	4,54609 дм3(литр)
		пинта (английская)	pt(UK)	0,568261 дм3
		жидкостная унция (англ)	fl . oz (UK)	28,4130 см3
		бушель (английский)	-	36,3687 дм3
		галлон (США)	gal (US)	3,78543 дм3
		жидкостная пинта (США)	liq . pt (US)	0,473179 дм3
		жидкостная унция (США)	fl . oz (US)	29,5737 см3
		нефтяной баррель (США)	-	158,988 дм3
		бушель (США)	bu (US)	35,2393 дм3
Скорость	фут в секунду		ft/s	0,3048 м/сек (точно)
	миля в час		mile/h	0,44704 м/сек (точно)
Ускорение	фут на секунду в квадрате		try'	0,3048 м/сек2 (точно)
Масса	фунт (торговый)		lb	0,45359237 кг
	слаг		-	14,5939 кг
	гран		Г	64,79891 мг
	унция (торговая)		OZ	28,3195 г
	центнер		cwt	50,8023 кг
.	короткий центнер		sh cwt	45,3592 кг
	тонна			1016,05 кг
	короткая тонна		sh tn	907,185 кг
	тройская унция		oz tr	31,1635 г
	унция аптекарская		oz ap (US)	31,1035 г
Tc= 5/9 (Tf - 32) уравнение перевода температуры Фаренгейта в градусы Цельсия

Кроме основных единиц в системе СИ есть дополнительные единицы для измерения плоского и телесного углов — радиан и сте­радиан соответственно, а также большое число производных единиц пространства и времени, физических величин в механике, электро­нике, акустике и т.д. Используются также и внесистемные единицы, например, тонна, сутки, литр, гектар и др.