Метрология и стандартизация / Rossiyskaya metrologicheskaya entsiklopediya. Tom 1 (Okrepilov) 2015

степень). Численноезначениерезультирующейвеличины будетсоответствующейстепеньюиликорнемчисленного значенияисходнойвеличины, аединицаизмеренияполучаетсявозведениемеевсоответствующуюстепень, втом числе и дробную.

7.Привозведениивеличинывнулевуюстепеньполучается безразмерная величина.

8.Физическиевеличиныможнодифференцироватьи интегрироватьподругимвеличинам, откоторыхонизависят. Дифференцированиюиинтегрированиюподвергаетсябезразмернаяфункция, представляющаячисленное значениедифференцируемойилиинтегрируемойвеличины. Единица же результирующей величины получается соответственно делением или умножением единицы исходной величины на единицу величины, по которой производитсядифференцированиеилиинтегрирование, возможно с некоторым числовым коэффициентом.

9.Если в уравнении для физических величин присутствуют математические функции, например, sin, cos, exp, log, ln, sh, и т. д., то их аргументами всегда должны бытьбезразмерныевеличины. Этоозначает, чторазмерныефизическиевеличинымогутнаходитьсяподзнаком такихфункцийтольковвидебезразмерныхкомбинаций, например, sin ωt, cos x/λ. Еслиданноеусловиеневыполняется, тоэтосвидетельствуетонеправильностизаписанногоуравнения. Однакомогутвозникатьнедоразумения, связанные с логарифмической функцией, вследствие ее свойств для логарифмов суммы и разности величин.

Впроцессе исследования уравнения может возникнуть необходимость воспользоваться данной формулой, и мы будем иметь в уравнении логарифмы от размерных величин. При этом всегда следует помнить, что такая записьявляетсявспомогательнойивременной. Поэтому, если, например, встречаетсязапись, определяющаязависимостьдавленияпараp наджидкостьюоттемпературы T и теплоты парообразования Q:

где R – молярная универсальная газовая постоянная, то ее следует понимать именно как условную, выявляющуюглавнуюфункциональнуюзависимостьдавления от температуры и молярной теплоты парообразования. Фактически же константа, входящая в правую часть уравнения (3), должна быть логарифмом некоторой постоянной величины, имеющей размерность давления.

10. Все слагаемые уравнения для физических величин должны иметь одну и ту же размерность. Обе стороны уравнения также должны иметь одинаковые размерности. Это условие также может применяться для контроля правильности уравнения на всех этапах вычислений.

Из этих правил следует, что из некоторой совокупности физических величин новые величины могут образовываться с помощью различных математических операцийиматематическихфункций. Однакоразмерности новых величин и их единицы могут образовываться только в результате перемножения и деления размерностей величин и их единиц и возведения их в любую степень, посколькутолькооперацииумножения, деления, возведения в степень, а также дифференцирования и интегрирования могут выполняться с размерными ве-

личинами и приводить к новым размерным величинам. Всеостальныематематическиефункциивкачествесвоих аргументов содержат безразмерные комбинации физических величин и сами также являются безразмерными.

Привсемразнообразиииогромномколичествефизических(измеряемых) величинсуществуетограниченное количествовеличин, черезкоторыемогутбытьвыражены всеостальные. Величины, входящиевэтуограниченную совокупность, называютсяосновными[1] илибазисными [3]. Остальные величины называются производными. Величиныотносятсякосновнымприналичиидвухпризнаков: независимостьэтихвеличинмеждусобойивозможность установления с их помощью связи с другими величинами – производными.

Множество единиц величин образует систему единиц измерения. Единицы основных величин образуют совокупность основных единиц выбранной системы. Производныевеличиныобразуютсянаосновеизвестных закономерностей. Если все производные единицы когерентны, то такая система единиц является когерентной. Величины могут быть когерентными в одной системе и некогерентными в другой. В метрологии принято иметь делоскогерентнымисистемамиединиц. Выборсовокупностиосновныхвеличинявляетсядонекоторойстепени произвольным.

В настоящее время в большинстве стран мира принята и законодательно закреплена для использования Международная система единиц (СИ). Основными величинамиСИявляются: масса– M, длина– L, время– T, сила электрического тока – I, термодинамическая температура – θ, количество вещества – N и сила света – J. Основными единицами СИ являются, соответственно: килограмм(кг), метр(м), секунда(с), ампер(А), кельвин (К), моль, кандела (кд). СИ является универсальной (не зависящейотсвойствконкретныхвеществ), абсолютной (не зависящей от природы явления) и когерентной. Размерность и единица любой производной величины X в СИ выражается формулами:

dim(X) = La · M b · T c · I d · θe · N f · J g,

гдеa, b, c, d, e, f, g – вещественныечисла. ДлябезразмернойвеличиныX всепоказателиравнынулю, поэтому ее размерность равна единице.

Физики часто предпочитают использовать систему СГС, в основе которой лежат единицы длины (см), массы (г), времени (с).

До создания метрической системы существовало огромное количество единиц в области мер и весов, что сталомешатьразвитиюхозяйственныхотношений. Разныемерыдлиныивесасуществовалинетольковразных странах, но даже и в разных городах, причем в рамках одного города могли существовать десятки разных мер длины, площади и т. д. (см. [3], с. 23). Решающий шаг к введению единой (метрической) системы был сделан послеФранцузскойреволюции. Национальноесобрание Франциипринялорешениеонеобходимостиликвидации разнообразиямерипоручило8 мая1790 г. Французской академии наук разработать применимую во всем мире системумеривесов. В1799 г. воФранциибылавведена

метрическаясистемамеривесов, котораяпослужиланачалом создания современной Международной системы единиц(СИ), хотявоФранцииметрическаясистемастала официальной только в 1840 г. В основном эта система была сформирована к 1960 г. и получила свое название на XI ГКМВ (моль, как основная единица, был присоединен к СИ в 1971 г.)

В конце XX в. сформировалось устойчивое международное сообщество по решению принципиальных вопросов теории и практики измерений и их метрологическомуобеспечению. Практическисемьорганизаций постоянноработаютвместеврамкахсозданногов1996 г. Объединенного комитета по руководствам в области метрологии (Joint Committee on Guides in Metrology – JCGM) под эгидой Международного бюро мер и весов, учрежденного Метрической конвенцией 1875 г. Кроме МБМВ, в это сообщество вошли Международная (межправительственная) организация законодательной метрологии (МОЗМ), две международные организации по стандартизации – Международная организация по стандартизации (ИСО) и Международная электротехническая комиссия (МЭК). Эти четыре организации по предложениюГруппыметрологииИСОсоздалив1985 г. Международныйсловарьосновныхиобщихтерминовв метрологии – VIM [11]. Позднее к ним присоединились ещетриорганизации– Международныйсоюзтеоретическойиприкладнойфизики(ИЮПАП), Международный союз теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) и Международнаяфедерацияклиническойхимии(ИФКК).

Все эти организации заинтересованы в достоверных измерениях установленной номенклатуры величин в своих сферах и в соответствующих единицах измерений. Но еще более важным является другой аспект этой проблемы – международный, заключающийся в обмене результатами научных исследований и всемирном развитии международных торговых отношений.

Международный комитет мер и весов еще в 1927 г. вскорепослеуточненийМетрическойконвенции(1921), где, в частности, поручалось МБВМ ввести «определения, касающиесяфизическихконстант, болееточноезнание которых может послужить к повышению точности» [12], учредил Консультативный комитет по единицам (ККЕ), который к настоящему времени подготовил и издал восемь редакций «Брошюры СИ», посвященной основным и производным единицам физических величин, образующихкогерентнуюМеждународнуюсистему единиц [13].

Международный словарь основных и общих терминоввметрологии[11] определяетединицуизмерениякак «конкретную величину, определенную и принятую по соглашению, скоторойсравниваютсядругиеоднородные величины для выражения их количественного значения по отношению к этой величине». Как и физические величины, единицы измерений также образуют системы основных и производных единиц, устанавливаемые в соответствии с правилами для данной системы единиц.

Однако ввиду многообразия измеряемых величин, в том числе физических, потребовались международные стандарты по величинам и их единицам, соотнесенным с единицами, установленными органами Метрической Конвенции. Поэтому в 1947 г. в ИСО был создан тех-

нический комитет ИСО/ТК 12 «Величины, единицы, обозначения, переводные коэффициенты», который начиная с 1955 г. подготовил и опубликовал серию международных стандартов (МС) ИСО 31 (14 частей) «Величины и единицы» (общие вопросы, пространство

ивремя, периодические и связанные с ними явления, механика, теплота, электричество и магнетизм, свет и связанные с ним электрические измерения, акустика, физическая химия и молекулярная физика, атомная и ядерная физика, ядерные реакции и ионизирующие излучения, математические знаки и обозначения для использования в физических науках и технике, характеристические числа, физика твердого тела), а также МС ИСО 1000 «Единицы СИ и рекомендации по применению их десятичных и кратных единиц, а также других определенных (конкретных) единиц».

МОЗМ, созданная в 1955 г., одним из своих первых международных документов [14] рекомендовала странам-членам и членам-корреспондентам (которых сегодня насчитывается свыше 110) перечень единиц СИ дляиспользованиявсферезаконодательнойметрологии.

ИЮПАПв1931 г. образовалКомиссиюпообозначениям, единицаминоменклатуревеличин(SUN), которая в 1978 г. объединилась с Комиссией по атомным массам

ифундаментальным константам. В результате был подготовленновыйдокументповеличинамиединицам[15] дляфизиков. АхимикиврамкахИЮПАКчерезсвойкоординационныйКомитетпономенклатуреиобозначениям(IDCNS) издалисвоюспециальнуюпубликацию[16].

Совершенно естественно, что все международные организации основывают свои работы и документы по величинамиединицамихизмеренийнамеждународной системе(СИ), хотяифизики, ихимикипостоянноговорят

онеобходимости внесения изменений вэтусистему для отражения их специфических интересов и достижений научно-технического прогресса.

После принятия в 1960 г. ХI Генеральной конференциейпомерамивесамМеждународнойсистемыединиц вСССРбылутвержденГОСТ9867-61 «Международная система единиц (СИ)». Однако только ГОСТ 8.417-79 «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы физических величин», введенный после огромной работы в стране, позволил прекратить применение девяти (!) систем единиц измерения и пяти групп внесистемных единиц.

Действительно, до этого решения ситуация в стране была достаточно сложной, государственные стандарты являлись обязательными документами, а их несоблюдение преследовалось по закону. В период 1927–1933 гг. Комитетом по стандартизации при Совете Труда и Обороны (СТО) были утверждены первые 11 стандартов на единицы измерения, так как к 1 января 1927 г. в Советском Союзе была завершена метрическая реформа, начатая декретом Совета Народных Комиссаров 14 сентября 1918 г. Недостатком стандартов было то, что одна их часть основывалась на системе МТС (метр, тонна, секунда), а другая – на системе СГС (сантиметр, грамм, секунда).

ПослеВеликойОтечественнойвойныв1955–1961 гг. в соответствии с рекомендациями международных метрологическихорганизацийстандартынаединицыбыли

пересмотрены, но число допущенных к применению систем единиц возросло. Хотя преимущество получила система МКС (метр, килограмм, секунда), наряду с ней сталиприменятьсяСГС, МКГСС(метр, килограмм-сила, секунда), МКСА (метр, килограмм, секунда, ампер), симметричная система СГС, МСС (метр, секунда, свеча), система единиц тепловых величин МКСГ (метр, килограмм, секунда, градус Кельвина), кроме того, системы единиц акустических величин, радиоактивности и ионизирующих излучений, а также целый ряд внесистемных единиц (электронвольт, рентген, рад, кюри, калория и т. п.).

ЗаконРоссийскойФедерации №102-ФЗ«Обобеспе- чении единства измерений» от 26 июня 2008 г. статьей 6 определил, чтовРоссийскойФедерацииприменяются единицы величин Международной системы единиц, принятойГенеральнойконференциейпомерамивесам, рекомендованные МОЗМ. При этом подчеркивалось, что «могут быть допущены к применению наравне с единицами величин Международной системы единиц внесистемныеединицывеличин», нотолькопорешению Правительства Российской Федерации.

Сохраняя согласованность действий стран в рамках СНГ, Межгосударственный совет по стандартизации, метрологииисертификациив2002 г. принялмежгосудар- ственныйстандарт8.417-2002 «Государственнаясистема обеспечения единства измерений. Единицы величин».

Следует помнить, что применяемая и практически принятая по соглашению система СИ имеет некоторые характерныеособенности, однойизкоторыхявляетсяее нерелятивистскийхарактер. ОпределенияосновныхединицСИбылисогласованывконтекстеигнорированиярелятивистскихэффектов. Еслижепринятьихвовнимание, тоясно, чтоопределенияприменимытольковнебольшой пространственной области, в которой справедливо действие эталонов, реализующих их. Поэтому этиединицы являютсясоответствующимобразомвоспроизведенными единицами. Онивоспроизводятсяврезультателокальных экспериментов, в которых релятивистские эффекты, которые должны бы приниматься во внимание, относятся к специальной теории относительности. Физические константы являются локальными величинами, значения которых выражены в этих единицах.

Воспроизведенияоднойитойжеединицыспомощью различных эталонов обычно сравнивают в конкретном месте. Дляэталоновчастотывозможнопроводитьтакие сличения на расстоянии с помощью электромагнитных сигналов. Для интерпретации результатов необходима общая теория относительности, так как она предсказывает среди прочего сдвиг частоты между эталонами на 1·10-16 на разницу в высоте на 1м на поверхности Земли. Эффектэтойвеличиныможетбытьсравнимснеопределенностью реализации метра или секунды, основанной на периодическом сигнале данной частоты. Вопрос о воспроизводимых единицах рассмотрен в Резолюции А4, принятой ХХI Генеральной Ассамблеей Международного Астрономического Союза (МАС) в 1991 г., и в

отчете рабочей группы Консультативного комитета по определению секунды (ККОС) по применению общей теории относительности в метрологии [17].

Что касается законодательства, то каждая страна установила свои правила по применению единиц на национальном уровне путем или их общего применения или в отдельных областях, таких как торговля, здравоохранение, безопасность, образование. Почти во всех странахэтозаконодательствобазируетсянаприменении Международной системы единиц. На МОЗМ возложена обязанностьпомеждународнойгармонизацииприменения единиц СИ в социально значимых сферах, что реализуется через международный документ (МД) МОЗМ Д2 «Единицы измерений, допускаемые к применению в законодательно регулируемых сферах».

Литература

1.Кузнецов В.А., Исаев Л.К., Шайко И.А. Метрология.

М.: Информстандарт, 2006.

2.Техническаяэнциклопедия/ Подред. ФлоренскогоП.А.

Т. 8. 1931.

3.Камке Д., Кремер К. Физические основы единиц измерения. М.: Мир, 1980.

4.International vocabulary of basic and general terms in metrology. Vocabulaire international des termes fondamentaux et generaux de metrologia. – ISO, 2007.

5.Брянский Л.Н., Дойников А.С., Крупин Б.Н. Измери-

тельная техника, 1992, № 6.

6.БогомоловЮ.А., ИсаевЛ.К., КульбаВ.В. Измеритель-

ная техника.

7.Физическая энциклопедия. Т. 2. М.: Советская энци-

клопедия, 1992. С. 112

8.J.C. Maxwell. Treatise on Electricity and Magnetism. Oxford, Oxford University Press, 1873.

9.Fleischmann R. Zs. Phys., 1951, Vol. 129, P. 377.

10.Fleischmann R. Einfuhrung in die Physik. Weinheim,

1973.

11.International vocabulary of basic and general terms in metrology. Vocabulaire international des termes fondamentaux et generaux de metrologia. – ISO, 1993.

12.Исаев Л.К., Мардин В.В. Русско-англо-французско- немецко-испанский словарь основных и общих терминов в метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1998.

13.The International System of Units (SI). SI Brochure – 8th ed. – BIPM, 2006.

14.МДМОЗМД2. Узаконенные(официальнодопущенные к применению) единицы измерений. Международные документыпозаконодательнойметрологии/ Подред. проф. Исаева Л.К. М.: ВНИИМС, 2005.

15.IUPAP-25. Symbols, Units, Nomenclature and Fundamental Constants in Physics. – 1987.

16.Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry. – Oxford, 1988.

17.Guinot B. Application of general relativity to metrology // Metrology. – 1997. – Vol. 34. – № 3. – P. 261–290.

18.Кононогов С.А. Метрология и фундаментальные физическиеконстанты// М.: Стандартинформ, 2008.

С.А. Кононогов

«СИ» – это сокращенное название Международной системыединицврусскойтранскрипции. Вмеждународной транскрипции используется сокращенное название «SI», образованное из начальных букв французского названия этой системы «Systeme International». СИ ос-

нована на старых метрических системах и разработана дляудобногоприменения каквторговле, такивнаукеи технике. СИ построена таким образом, что для каждой физическойвеличиныиспользуетсятолькооднаединица. Поэтомуобщееколичествоединицуменьшается, асистемастановитсяболеепростойдляизученияиприменения.

Структурасистемыделаетвычисленияболеепростыми. Преимущества от использования СИ наиболее очевидны, если ее правила применяются последовательно.

Исторический обзор

Старыеединицывеличиннеявлялисьчастьюкакойлибо системы. Они создавались для каждой области применения произвольно и независимо.

Фут-фунтовая система – результат непрерывного развития старых единиц, берущих свое начало с римских времен. Несмотря на некоторые упрощения, футфунтовая система сегодня все еще содержит несколько единицдлякаждойфизическойвеличины(например, для длины: дюйм, фут, ярд и миля).

Первой успешной системой единиц величин стала метрическая система, разработанная во Франции в 90-е гг. XVIII века. Метрическая система была принята на международном уровне через Метрическую конвенцию, подписанную17 государствамив1875 г. вПариже.

Сразвитиемтехникиколичествоединицметрической системыдляразличныхобластейувеличивалось. Фактическиметрическаясистемаобъединилавсебенесколько различных систем.

В1901 г. итальянскийинженер– электрикДжованни Джорджи предложил систему механических величин, построенную на трех основных единицах: единице длины – метр (m; м), единице массы – килограмм (kg; кг) и единице времени – секунда (s; с). Эта система получила название «МКС». Чтобы связать электрические и механические единицы, по предложению Д. Джорджи была введена новая основная единица в области электричества – единица силы электрического тока – ампер (А; А). Это привело к созданию системы МКСА (метр, килограмм, секунда, ампер).

В1938 г. ксистемеМКСАбыладобавленапроизводная единицасилыньютон(N; Н), длятогочтобызаменитьне- когерентнуюметрическуюединицукилограмм-сила(kgf; кгс), называемуютакжевомногихстранахкилопонд(kp).

В1948 г. на IX Генеральной конференции по мерам и весам по предложению Международного союза чистой и прикладной физики было принято решение о создании практическоймеждународнойсистемыединиц. Этаработа была поручена Международному комитету мер и весов.

Восновупроектановойсистемыбылиположенычетыре основныеединицысистемыМКСА, азатемдобавленыдве новые основные единицы: для термодинамической температуры– кельвин(К; К) исилысвета– кандела(cd; кд).

В1960 г. проект Международной системы единиц, основанной на шести основных единицах, был утвержден ГКМВ.

В1971 г. к СИ была добавлена седьмая основная единица – количества вещества – моль (mol; моль).

Международные организации по стандартизации ИСО и МЭК издали международные стандарты серии ISO 80000 в 14 частях под общим наименованием «Величины и единицы».

Переход к СИ

Метрическиеединицыиспользуютсявбольшинстве европейскихстран, начинаясXIX столетия. ВэтихстранахпереходкСИозначает, чтонекоторыестарыеединицы, такие как килопонд, калория, метрическая лошадиная силаибар, исключеныизпользования, анескольконовых единиц, например, ньютон и паскаль, добавлены.

В странах, которые использовали фут-фунтовую систему, переходвыполнитьнамногосложнее, таккакпрактическивсеединицы, заисключениемиспользуемыхдля измерения времени, подлежат замене. Ведущие отрасли промышленностивВеликобританиииСШАужеперешли

кСИ. Припродажемногихтоваровнародногопотребления

вэтих странах уже используются метрические единицы. Однако значения длины и скорости на дорожных знаках все еще выражаются в милях или в милях в час.

Принципы построения СИ

1. СИ базируется на семи основных единицах, которые устанавливаются независимо друг от друга.

Производные единицы СИ

Производные единицы образуются из основных единицнаоснованиизаконов, устанавливающихсвязьмежду физическими величинами, или математических формул.

Пример: Единицаобъемаопределенапоформуледля объемакуба: V=l3, где V – объемиl – длинастороныкуба (m; м). Следовательно, единица объема СИ – 1m3 (1м3).

Чтобыизбегатьпереводныхмножителей, рекомендуется использовать только когерентные единицы.

ПриобразованиипроизводныхединицСИ, какправило, полученнаяединицаимеетнаименование, состоящее из наименований соответствующих основных единиц.

Пример: метр в секунду (m/s; м/с), метр на секунду в квадрате (m/s2; м/с2).

Из практических соображений 21 производной единицедалиспециальныенаименованияиобозначенияпо именамученых. ПроизводныеединицыСИсоспециальными наименованиями и обозначениями представлены в таблице 2. Рекомендуется использовать именно эти специальные наименования и обозначения.

Пример: Следует использовать обозначения:

Ра (Па), а не N/m2 (Н/м2).

При вычислениях для избежания ошибок необходимо производные единицы выражать через основные единицы.

Таблица 2

Кратные и дольные единицы

Приставка, объединенная с единицей, означает, что единица умножена на десять в целой степени. Новая единица называется десятичной кратной или дольной.

Пример: Приставка кило (k; к) вместе с единицей ватт (W; Вт), дает кратную единицу киловатт (kW; кВт),

то есть 1000W (1000 Вт).

ПорешениюГКМВвСИиспользуется20 приставок и множителей, которые приведены в таблице 3.

Приставки используются, чтобы избежать больших илималенькихчисловыхзначений, носледуетобращать вниманиенато, чтодольныеикратныеединицынеявляютсякогерентнымиединицамиСИ. Чтобыиспользовать только когерентные единицы, в процессе вычислений все величины необходимо выражать в единицах СИ, а кратныеидольныеединицырекомендуетсяподставлять только в конечный результат, заменяя приставки соответствующими множителями.

Из многообразия кратных и дольных единиц, которые могут быть образованы при помощи приставок, выбираютединицу, приводящуюкчисловымзначениям величины, приемлемымнапрактике. Кратныеидольные

единицы выбирают таким образом, чтобы числовые значения величины находились в диапазоне 0,1–1000.

Приставки«гекто», «деци», «дека», «санти» должны использоваться, когда применение других приставок неудобно.

Пример: Следует использовать 4 dm2, а не 0,04 m2

или 40000 mm2.

В некоторых случаях целесообразно применять одну и ту же кратную или дольную единицу, даже если числовые значения выходят за пределы диапазона 0–1000. Например, в таблицах числовых значений для одной величины или при сравнении этих значений в одном тексте. В некоторых областях всегда применяют одну и ту же кратную или дольную единицу (например, в чертежах линейные размеры всегда выражают в миллиметрах).

Присоединение к наименованию единицы двух или более приставок подряд не допускается.

Пример: Следует писать GW·h, а не MkW·h. Приставок в знаменателе необходимо избегать. Пример: Пишется mΩ/m, а не Ω/km.

Дольные и кратные единицы от основной единицы СИ килограмм (kg; кг), содержащей приставку по

Таблица 3

историческим причинам, необходимо образовывать добавлениемприставкикдольнойединицеСИграмм(g; г).

Пример: Следует писать mg, а не µ kg.

Степень, в которую возведены кратные и дольные единицы, распространяется также на приставку (множитель, которым обозначается приставка).

Примеры: 1km2=1km·1km=106m2, а не 103m2; 1ms-1=(10-3s)-1=103s-1.

Следует использовать приставки в таблицах, диаграммах и пр. – везде, где это является подходящим. Приставки могут быть использованы также для единиц нефизических величин, например, для денежно-кредит- ных единиц (курсы валют).

Примеры: 21 kGBP=21000GBP (фунтовстерлингов); 31 MUSD=31000000USD (долларов США).

Следует избегать национальных обозначений типа £ (фунт), $ (долларСША), kr (крона) иfr (франк); недопустимоихиспользованиевмеждународномконтексте(там существует много типов различных фунтов, долларов, крон и франков).

Приставки СИ всегда обозначают определенный множитель, кратный десяти. Они никогда не должны использоваться, чтобы обозначить степень числа 2, так как 210=1024 ≈ 103, 220=1048576 ≈ 106 и т. д.

Пример: 1 kbit=1000 bit, а не 1024 bit.

Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ

Единицы СИ охватывают практически все области науки и техники. Однако ГКМВ было признано использование некоторых внесистемных единиц наравне с единицами СИ из-за их практической важности.

МКМВразделилвнесистемныеединицы, применяемые наравне с единицами СИ, на три категории:

1) единицы, которые используются в повседневной жизни(например, традиционныеединицывременииугла), атакженекоторыедругиеединицы, имеющиеважноетехническоезначение. Этиединицыпредставленывтаблице4;

Таблица 4

2)единицы, чьи значения определены экспериментально. Эти значения точно не определены, и поэтому их соотношения с единицами СИ приводятся только примерно. Эти единицы в основном применяются в специальных областях и представлены в таблице 5;

3)единицы, временно допущенные к применению наравне с единицами СИ. Соотношение этих единиц с единицами СИ должно быть определено в каждом документе, в котором они используются. Использование этих единиц нежелательно. Эти единицы представлены

втаблице 6.

Представленные внесистемные единицы могут использоваться в повседневной жизни при необходимости, но их следует избегать в технических или научных публикациях.

Рекомендуется избегать использования составных единиц, содержащих внесистемные единицы. Тем не менее, некоторые такие составные единицы широко используются. Наиболее известные: километр в час (km/h; км/ч), ватт·час(W·h; Вт·ч) иихкратныеединицы; ампер·час(A·h; А·ч); мольналитр(mol/l; моль/л); грамм на литр (g/l; г/л).

Единицы относительных величин

Когерентной единицей СИ для любых относительных величин является единица (число 1), обозначение «1». Оно, как правило, не пишется, когда указывается числовое значение относительной величины.

Пример: коэффициент преломления n=1,53·1=1,53. Десятичныекратныеидольныеединицыотединицы (числа 1) следует выражать числами, кратными десяти; недопустимо использование комбинации обозначения 1

иприставки.

Внекоторых случаях для обозначения числа 0,01 используется единица – процент (%).

Пример: коэффициент отражения r=0,8=80%. Единицы промилле (‰) и миллионная доля (ррm; млн-1) используется для обозначения чисел 0,001 и 0,000 001 соответственно.

Всоответствии с ГОСТ 8.417-2002 эти единицы допущены к применению наравне с единицами СИ).

Величины и единицы

Физическая величина (величина) – характеристика одного из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общая в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальная для каждого объекта.

Единица физической величины (единица) – физическаявеличинафиксированногоразмера, которойусловно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая дляколичественноговыраженияоднородныхфизических величин.

Значение величины получают путем умножения числовогозначениянасоответствующуюединицу. Числовое значениевеличинызависитотвыбраннойединицы, асама величина и ее значение независимы отэтоговыбора. Поэтому использование уравнений с величинами является предпочтительным по сравнению с уравнениями с числовыми значениями.

Пример: значение величины { m = 7,3 кг = 7 300 g

величина↑ ↑↑единица числовоезначение

Правила написания

Обозначения величины состоят из одной или, в крайнемслучае, издвухбуквлатинскогоилигреческого алфавита, которые следует печатать наклонным стилем, иногда с нижними индексами или другими знаками.

Примеры: m (масса), Ω (плоский угол).

Числовые значения величины следует печатать прямыми арабскими цифрами.

Для разделения десятичной части от целой используется запятая на линии. Если числовое значение величины меньше единицы, то перед запятой, отделяющей десятичную часть, необходимо обязательно писать ноль.

Чтобы облегчить чтение чисел с большим количествомцифр, этицифрымогутбытьобъединенывгруппы

потри, начинаяотдесятичногознакаслеваисправа. Такиегруппыдолжныбытьотделеныдруготдругатолько пробелом и никакими другими символами.

Названия единиц пишутся с маленькой буквы за исключениемслучая, когдаонистоятвначалепредложения.

Пример: единица силы – ньютон.

Единственноеисключение– единицаградусЦельсия, в котором «Цельсий» пишется с прописной буквы.

Несмотрянато, чтоназванияединицвразныхязыках различны, их обозначения являются международными,

ипо рекомендациям ИСО 80000-1:2009 никакие другие обозначения единиц, кроме международных, использовать не следует.

Тем не менее, ГОСТ 8.417-2002 устанавливает два вида буквенных обозначений величин: международное (с использованием букв латинского или греческого алфавита) и русское (с использованием букв русского алфавита). Но при договорно-правовых отношениях по сотрудничеству с зарубежными странами, при участии в деятельности международных организаций, а также в поставляемой за границу вместе с экспортной продукцией (включая транспортную и потребительскую тару) технической и другой документации, применяют международные обозначения единиц. В нормативной, конструкторской, технологической и технической документации на разные виды продукции, используемой натерриторииРФ, предпочтительноприменятьрусские обозначения единиц. При этом на табличках, шкалах и щиткахсредствизмеренийнеобходимоприменятьтолько международные обозначения единиц.

Для обозначения единиц величин следует использоватьсимволы, приведенныевмеждународныхстандартах

иГОСТ 8.417-2002; не допускается использование поясняющих слов и сокращений.

Пример: Следует писать m2 (м2), а не sq. m (кв. м).

Обозначенияединицследуетприменятьпослечисловых значений величин и помещать в строку с ними (без переноса на следующую строку).

Буквенные обозначения единиц, входящих в произведение, следуетотделятьточкаминасреднейлиниикак знакамиумноженияилипробелами, еслиэтонеприводит к недоразумению. Между буквенными обозначениями единиц как знак умножения не следует использовать символ «× ».

Пример: Следует писать N·m (Н·м) или N m (Н м), а

не N× m (Н× м).

Однако геометрические размеры обозначаются знаком « × ».

Пример: 24mm× 36mm приобозначенииформатакадра, но3× 1,5mm2 – обозначениеэлектрическогокабеляс 3 проводниками, каждыйспоперечнымсечением1,5mm2.

В буквенных обозначениях отношений единиц следует использовать горизонтальную или косую черту. В вычислениях и сложных выражениях рекомендуется

использовать отрицательные степени.

Пример: ms ; m/s; m·s-1.

Произведениеобозначенийединицвзнаменателепо-

слеприменениякосойчертыследуетзаключатьвскобки, чтобыизбежатьдвусмысленности. Выражениенедолжно содержать больше, чем одну косую черту.

Между последней цифрой числа и обозначением единицы следует оставлять пробел.

Пример: 230 V, (25±2) mm; 15°С.

Единственным исключением из этого правила являютсяобозначенияединицплоскогоугла(градус, минута, и секунда). В этом случае не ставится пробел между числовымзначениемвеличиныиобозначениемединицы.

Пример: 30°; 45’; 20”.

Н.А. Жагора