Метрология, величины, единицы физических величин, шкалы

Август 10, 2022

Главная
Математика
Метрология, величины, единицы физических величин, шкалы

Содержание

2. «… наука начинается с тех пор, как начинают измерять; точная наука немыслима без меры…». «В природе
3. В зависимости от предмета различают три раздела метрологии: Раздел метрологии, Раздел метрологии, предметом Раздел метрологии, предметом
4. Структура теоретической метрологии Принципы и методы Нормирования и определения метрологических характеристик средств
5. Физические свойства и величины Все объекты окружающего мира характеризуются своими свойствами. Свойство – философская категория, выражающая
6. Классификация величин
7. Качественная характеристика измеряемых величин Размерность служит формализованным отражением качественного различия между измеряемыми физическими величинами. Размерность физической
8. При определении размерности производных ФВ руководствуются следующими правилами: Размерности левой и правой частей уравнения равны между
9. Размер физической величины – это ее количественная определенность, присущая конкретному объекту (материальному объекту, системе, явлению или
10. Из-за зависимости числовых значений от размеров единиц ФВ, роль последних очень велика. Если допустить произвол в
11. Cтарорусская пядевая система мер
12. Обосновано, но в общем произвольным образом выбираются несколько ФВ, называемых основными. Остальные величины, называемые производными, выражаются
13. Основные и дополнительные единицы ФВ системы СИ
14. На территории РФ система единиц СИ действует с 1 января 1982 г. в соответствии с ГОСТ
15. Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название
16. Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название
17. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименований Кратная единица –
18. Система СИ
19. Внесистемные единицы (единицы ФВ, не входящие ни в одну из принятых систем единиц) Внесистемные единицы разделяют
20. Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ
21. Внесистемные единицы, изъятые из употребления, и их связь с единицами системы СИ
22. Способы извлечения измерительной информации Измерение физической величины – это совокупность операций по применению технического средства, хранящего
23. Три правила сравнения двух размеров Измерение по правилу (1) позволяет ответить на вопрос: какой из двух
24. Шкала физической величины представляет собой упорядоченную совокупность значений этой величины, принятую по соглашению на основании результатов
25. Неметрические шкалы Шкала наименований (шкала классификации). Такие шкалы используются для классификации эмпирических объектов, свойства которых проявляются
26. Шкала порядка По шкалам порядка не только нельзя определить, чему равен измеряемый размер , но и
27. Метрические шкалы Шкала интервалов (шкала разностей). Шкала состоит из одинаковых интервалов, имеет единицу измерения и произвольно
28. Шкала интервалов Перевод одной шкалы интервалов Q=Q01+q1[Q]1 в другую Q=Q02+q2[Q]2 проводится по формуле: n° K =
30. Скачать презентацию

Слайд 2

«… наука начинается с тех пор, как начинают измерять; точная

наука немыслима без меры…». «В природе мера и вес – суть главные орудия познания…». Дмитрий Иванович Менделеев
Метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства (измерений) и способах достижения требуемой точности (результатов измерений).
Измерение – извлечение (к.-л. определенным способом или методом) количественной информации о свойствах объекта опытным путём (экспериментально).
Единство измерений – это единообразие понимания, толкования и восприятия как результатов измерений, так и используемой терминологии. Этот принцип закреплён законодательно.
Предметом метрологии являются способы и методы извлечения измерительной информации о свойствах объектов с заданной точностью, полнотой и достоверностью. Средства метрологии – это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.

Слайд 3

В зависимости от предмета различают три раздела метрологии:
Раздел метрологии,

Раздел метрологии, предметом Раздел метрологии,
предметом которого которого является установление предметом которого
является разработка обязательных технических и юридических являются вопросы
фундаментальных основ требований по применению единиц ФВ, практического применения
метрологии . эталонов, методов и средств измерений, разработок теоретической
направленных на обеспечение единства метрологии и положений
и необходимой точности измерений в законодательной метрологии.
в интересах общества.

Слайд 4

Структура теоретической метрологии
Принципы и
методы
Нормирования
и определения
метрологических
характеристик
средств

Слайд 5

Физические свойства и величины
Все объекты окружающего мира характеризуются своими свойствами.
Свойство –

философская категория, выражающая такую сторону объекта (явления, процесса), которая обуславливает его различие или общность с другими объектами (явлениями, процессами) и обнаруживается в его отношениях к ним.
Свойство – категория качественная. Для количественного описания различных свойств процессов и физических тел вводится понятие величины.
Величина – это свойство объекта, которое может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и количественно.
Физическая величина - одно из свойств объекта (физического объекта, физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

Слайд 6

Классификация величин

Слайд 7

Качественная характеристика измеряемых величин
Размерность служит формализованным отражением качественного различия между

измеряемыми физическими величинами.
Размерность физической величины dim Q – выражение в форме степенного многочлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающее связь данной ФВ с ФВ, принятыми в данной системе за основные с коэффициентом пропорциональности, равным 1: ,
где L, M, T, I – размерности соответствующих основных ФВ;
– показателем размерности.
Каждый из показателей размерности может быть положительным или отрицательным, целым или дробным числом, нулём.
Если все показатели размерности равны нулю, то такую величину называют безразмерной.

Слайд 8

При определении размерности производных ФВ руководствуются следующими правилами:
Размерности левой и правой

частей уравнения равны между собой.
Алгебра размерностей мультипликативна, т.е. состоит всего лишь из двух действий – умножения и деления.
Размерность произведения нескольких величин равна произведению их размерностей. Так, если зависимость между величинами имеет вид Q=A*B*C, то
dimQ=dimA*dimB*dimC
Размерность частного при делении одной величины на другую равна отношению их размерностей, т.е. если Q=A/B, то
dimQ=dimA/dimB
Размерность любой величины, возведенной в степень, равна её размерности в той же степени. Так, если Q=An, то
1
dimQ=∏dimA=dimnA
n

Слайд 9

Размер физической величины – это ее количественная определенность, присущая конкретному объекту

(материальному объекту, системе, явлению или процессу).
Размер не зависит от выбора единиц измерений.
1000 мг; 1 г; 0,001 кг – три варианта представления одного и того же размера. Каждый из них является значением ФВ (в данном случае – массы) – выражением размера в тех или иных единицах измерений.
Значение физической величины – это выражение размера ФВ в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
Значение физической величины Q можно представить в виде произведения (основное уравнение измерения):
Q=q [Q],
где q – отвлечённое число, называемое числовым значением,
[Q] – размер единицы измерения данной ФВ.

Количественная характеристика измеряемых величин

Слайд 10

Из-за зависимости числовых значений от размеров единиц ФВ, роль последних очень

велика. Если допустить произвол в выборе единиц, то результаты измерений будут несопоставимы между собой, т.е. нарушится принцип единства измерений. Чтобы этого не произошло, единицы измерений устанавливаются по определённым правилам и закрепляются законодательным путём.
Единица измерения ФВ – это ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице, и применяемая для количественного выражения однородных с ней ФВ.
Размер единиц измерения ФВ устанавливается путем их законодательно закрепленного определения метрологическими органами государства.

Слайд 11

Cтарорусская пядевая система мер

Слайд 12

Обосновано, но в общем произвольным образом выбираются несколько ФВ, называемых основными.

Остальные величины, называемые производными, выражаются через них на основе известных уравнений связи между ними.
Совокупность основных и производных единиц ФВ, образованная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц ФВ. Единица основной ФВ в данной системе является основной единицей системы.
Действующая в настоящее время «Международная система единиц» ( СИ (SI) «система интернациональная») была принята ХI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г.
Система Си состоит из 7 основных, 2 дополнительных и ряда производных единиц.

Системы физических величин и единиц. Система СИ

Слайд 13

Основные и дополнительные единицы ФВ системы СИ

Слайд 14

На территории РФ система единиц СИ действует с 1 января 1982

г. в соответствии с ГОСТ 8.417–81 «ГСИ. Единицы физических величин». Она является логическим развитием предшествовавших ей систем единиц СГС, МКГСС и др.
Производная единица системы единиц – это единица производной ФВ системы единиц, образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами или же с основными и уже определенными производными единицами.
Производные единицы бывают когерентными и некогерентными.
Когерентной называется производная единица ФВ, связанная с другими единицами системы уравнением, в котором числовой коэффициент принят равным 1.

Слайд 15

Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название

Слайд 16

Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название

Слайд 17

Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и

их наименований

Кратная единица – это единица ФВ, в целое число раз большая системной или вне системной единицы.
Дольная единица – это единица ФВ, в целое число раз меньшая системной или вне системной единицы.

Слайд 18

Система СИ

Слайд 19

Внесистемные единицы (единицы ФВ, не входящие ни в одну из принятых

систем единиц)

Внесистемные единицы разделяют на четыре вида:
Допускаемые наравне с единицами СИ, например: единица массы – тонна; единицы плоского угла – градус, минута, секунда; единица объема – литр и др. Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ, приведены в таблице 1.7.
Допускаемые к применению в специальных областях, к которым относятся: единицы длины (в астрономии) – астрономическая единица, парсек, световой год; единица оптической силы (в оптике) – диоптрия; единица энергии (в физике) – электрон-вольт, приведены в таблице 1.4.
Временно допускаемые к применению наравне с единицами СИ, например: в морской навигации – морская миля; в ювелирном деле единица массы – карат и др. Эти единицы должны изыматься из употребления в соответствии с международными соглашениями.
Изъятые из употребления, к ним относятся единицы, применяемые в основном в быту и упоминаются в документах невысокого официального уровня.

Слайд 20

Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ

Слайд 21

Внесистемные единицы, изъятые из употребления,
и их связь с единицами системы СИ

Слайд 22

Способы извлечения измерительной информации
Измерение физической величины – это совокупность операций по

применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.
Суть измерения заключается в сравнении.
Измерение суть сравнение размеров опытным путем. Вариантов сравнения между собой двух размеров всего три:
(1)
(2)
(3)

Слайд 23

Три правила сравнения двух размеров
Измерение по правилу (1) позволяет ответить на

вопрос: какой из двух размеров больше другого (либо они равны), но ничего не говорит о том, на сколько больше, или во сколько раз.
Измерение по правилу (2) позволяет получить ответ на вопрос о том, на сколько один размер больше или меньше другого (в частном случае они могут оказаться равными).
Измерение по правилу (3) представляет собой сравнение неизвестного размера с узаконенной единицей измерения
, с целью определения числового значения q измеряемой физической величины, которое показывает, во сколько раз неизвестный размер больше размера единицы, или на сколько единиц он больше нуля.

Слайд 24

Шкала физической величины представляет собой упорядоченную совокупность значений этой величины, принятую

по соглашению на основании результатов точных измерений.

Измерительные шкалы

Слайд 25

Неметрические шкалы
Шкала наименований (шкала классификации). Такие шкалы используются для классификации

эмпирических объектов, свойства которых проявляются только в отношении эквивалентности (совпадения или несовпадения). Эти свойства нельзя считать физическими величинами, поэтому шкалы такого вида не являются шкалами физических величин. Это самый простой тип шкал, основанный на приписывании качественным свойствам объектов чисел, играющих роль имен. Примеры: в технических науках - целый класс измерений, осуществляемых системами обнаружения; классификация флоры, фауны, болезней, контроль изделий.
Шкала порядка (шкала рангов). Результат экспериментального решения неравенства (1) может быть представлен на шкале порядка, являющейся упорядоченной последовательностью опорных (реперных) точек, обозначаемых буквами, цифрами или символами и соответствующих размерам, о каждом из которых известно, что он больше предыдущего, но меньше последующего, хотя сами размеры неизвестны. Шкала является монотонно изменяющейся и позволяет установить отношение «больше – меньше» между величинами, характеризующими это свойство. Если для обозначения реперных точек используются цифры, то они называются баллами. Обозначения нельзя ни складывать, ни вычитать, ни делить, ни перемножать.

Слайд 26

Шкала порядка
По шкалам порядка не только нельзя определить, чему равен измеряемый

размер , но и невозможно сказать, на сколько (или во сколько раз) он больше или меньше размера . В шкалах порядка принципиально невозможно ввести единицы измерения, так как для них не установлено отношение пропорциональности. Хотя нуль может и существовать.

хуже

лучше

Пример: шкала оценок ECTS в ИТМО

Слайд 27

Метрические шкалы
Шкала интервалов (шкала разностей). Шкала состоит из одинаковых интервалов, имеет

единицу измерения и произвольно выбранное начало – нулевую точку. На шкалах интервалов по сравнению с неметрическими шкалами установлен масштаб. Шкала интервалов представляет собой результат экспериментального сравнения i-го размера с j-м, проведенный по правилу (2). На рисунке приведен пример построения шкалы интервалов, где в качестве j-го размера выбран второй. Если бы для сравнения были выбраны третий или четвёртый размеры, то нуль сместился бы выше по шкале интервалов; если бы первый или нулевой – ниже.

Построение шкалы интервалов Температурные шкалы Цельсия (°С),
Реомюра (°R), Фаренгейта (°F) и Кельвина (°К)

Слайд 28

Шкала интервалов
Перевод одной шкалы интервалов Q=Q01+q1[Q]1 в другую Q=Q02+q2[Q]2 проводится по

формуле:
n° K = (n+273,15)°
C = [1,8·(n+273,15)+32]° F

Метрология, величины, единицы физических величин, шкалы

Содержание

«… наука начинается с тех пор, как начинают измерять; точная

В зависимости от предмета различают три раздела метрологии: Раздел метрологии,

Структура теоретической метрологии Принципы и методы Нормирования и определения метрологических характеристик средств

Физические свойства и величиныВсе объекты окружающего мира характеризуются своими свойствами.Свойство –

Классификация величин

Качественная характеристика измеряемых величин Размерность служит формализованным отражением качественного различия между

При определении размерности производных ФВ руководствуются следующими правилами:Размерности левой и правой

Размер физической величины – это ее количественная определенность, присущая конкретному объекту

Из-за зависимости числовых значений от размеров единиц ФВ, роль последних очень

Cтарорусская пядевая система мер

Обосновано, но в общем произвольным образом выбираются несколько ФВ, называемых основными.

Основные и дополнительные единицы ФВ системы СИ

На территории РФ система единиц СИ действует с 1 января 1982

Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название

Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название

Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и

Система СИ

Внесистемные единицы (единицы ФВ, не входящие ни в одну из принятых

Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ

Внесистемные единицы, изъятые из употребления,и их связь с единицами системы СИ

Способы извлечения измерительной информацииИзмерение физической величины – это совокупность операций по

Три правила сравнения двух размеровИзмерение по правилу (1) позволяет ответить на

Шкала физической величины представляет собой упорядоченную совокупность значений этой величины, принятую

Неметрические шкалыШкала наименований (шкала классификации). Такие шкалы используются для классификации

Шкала порядкаПо шкалам порядка не только нельзя определить, чему равен измеряемый

Метрические шкалыШкала интервалов (шкала разностей). Шкала состоит из одинаковых интервалов, имеет

Шкала интерваловПеревод одной шкалы интервалов Q=Q01+q1[Q]1 в другую Q=Q02+q2[Q]2 проводится по

Похожие презентации

В зависимости от предмета различают три раздела метрологии:
Раздел метрологии,

Структура теоретической метрологии
Принципы и
методы
Нормирования
и определения
метрологических
характеристик
средств

Физические свойства и величины
Все объекты окружающего мира характеризуются своими свойствами.
Свойство –

Качественная характеристика измеряемых величин
Размерность служит формализованным отражением качественного различия между

При определении размерности производных ФВ руководствуются следующими правилами:
Размерности левой и правой

Внесистемные единицы, изъятые из употребления,
и их связь с единицами системы СИ

Способы извлечения измерительной информации
Измерение физической величины – это совокупность операций по

Три правила сравнения двух размеров
Измерение по правилу (1) позволяет ответить на

Неметрические шкалы
Шкала наименований (шкала классификации). Такие шкалы используются для классификации

Шкала порядка
По шкалам порядка не только нельзя определить, чему равен измеряемый

Метрические шкалы
Шкала интервалов (шкала разностей). Шкала состоит из одинаковых интервалов, имеет

Шкала интервалов
Перевод одной шкалы интервалов Q=Q01+q1[Q]1 в другую Q=Q02+q2[Q]2 проводится по