Физическая величина. Единица физических величин системы си. Меры и эталоны.

Объектом метрологии являются физические величины. Существуют различные физические объекты, обладающие разнообразными физическими свойствами, количество которых неограниченно. Человек в своем стремлении познать физические объекты — объекты познания — выделяет некоторое ограниченное количество свойств, общих для ряда объектов в качественном отношении, но индивидуальных для каждого из них в количественном отношении. Такие свойства получили название физических величин. Понятие «физическая величина» в метрологии, как и в физике, физическая величина трактуется как свойство физических объектов (систем), общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта, т.е. как свойство, которое может быть для одного объекта в то или иное число раз больше или меньше, чем для другого (например, длина, масса, плотность, температура, сила, скорость). Количественное содержание свойства, соответствующего понятию «физическая величина», в данном объекте — размер физической величины. Размер физической величины существует объективно, вне зависимости от того, что мы знаем о нем.Совокупность величин, связанных между собой зависимостями, образуют систему физических величин. Объективно существующие зависимости между физическими величинами представляют рядом независимых уравнений. Число уравнений т всегда меньше числа величин п. Поэтому т величин данной системы определяют через другие величины, а я величин — независимо от других. Последние величины принято называть основными физическими величинами, а остальные — производными физическими величинами.

Физическая величина применяется для описания систем и объектов, относящихся к любым наукам и сферам деятельности.

Физическая величина представляет собой некое свойство объекта, процесса, общее для целого ряда объектов по качественным параметрам, отличающееся, однако, в количественном отношении (индивидуальная для каждого объекта).

Физические величины целесообразно разделить наизмеряемые и оцениваемые. Измеряемые ФВ могут быть выражены количественно ввиде определенного числа установленных единицизмерения. Физические величины, для которых по тем или иным причинам не может быть введена единица измерения, могут быть только оценены.

Физические величины подразделяются на два вида основные и производные.

Совокупность физических величин, образованных в соответствии с принятыми принципами создаёт систему физических величин, при этом одни величины принимаются, как независимые, а другие определяются как функции независимых величин.

Основная физическая величина – это величины, входящая в систему величини условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.

Производная физическая величина – величина, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы.

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

Совокупность ФВ, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые, а другие являются их функциями, называется системой физических величин.

Единица основной ФВ является основной единицей данной системы. В Российской Федерации используется Международная система единиц (СИ или SI), введенная ГОСТ 8.417—2002 «ГСИ. Единицы физических величин». В качестве основных единиц принятыметр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела.

Основные единицы Международной системы единиц были выбраны в 1954 г. Х Генеральной конференцией по мерам и весам. При этом исходили из того, чтобы: 1) охватить системой все области науки и техники; 2) создать основу образования производных единиц для различных физических величин; 3) принять удобные для практики размеры основных единиц, уже получившие широкое распространение; 4) выбрать единицы таких величин, воспроизведение которых с помощью эталонов возможно с наибольшей точностью.

Производные единицы Международной системы единиц образуются с помощью простейших уравнений между величинами.

При проведении измерений необходимо обеспечить единство величин. Под единством измерений понимается характеристика качества измерений, заключающаяся в том, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых и установленных пределах равны размерам воспроизведенных величин, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.

Воспроизведение основной единицы – это воспроизведение единицы путём создания фиксированной по размеру ФВ в соответствии с определением единицы. Оно осуществляется с помощьюГосударственных первичных эталонов.

Воспроизведение производной единицы – это определение значения ФВ в указанных единицах на основании косвенных измерений других величин, функционально связанных с измеряемой.

Передача размера единицы – это приведение размера единицы хранимой поверяемым средством измерений к размеру единицы воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при поверке или градуировке.

Хранение единицы – совокупность операций, обеспечивающая неизменность во времени размера единицы, присущего данному СИ.

Эталон – это СИ (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и хранения и передачи её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения.

Эталон должен обладать тремя взаимосвязанными свойствами: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

-неизменность – свойство эталона удерживать неизменный размер воспроизводимой им единицей в течение длительного времени.

-воспроизводимость – возможность воспроизведения единицы ФВ с наименьшей погрешностью.

-сличаемость – обеспечивает хранение и воспроизведение с наивысшей в стране точностью.

Передача размера единиц – это приведение размера единицы ФВ, хранимой поверочным средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при их поверке. Размер единицы предается «сверху вниз».

Различают следующие виды эталонов:

-первичный – обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью;

-вторичный – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы;

-сравнения – эталон, применяемый для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом;

-рабочий – эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерения;

-исходный – эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в лаборатории, организации)

Мера – это СИ, выполненное в виде тела или устройства, воспроизводящее, хранящее передающее и измеряющее физическую величину заданного размера.