Индивидуальные студенческие работы


Реферат по теме величины и их измерения

Понятие о системе физических величин …………………………………………………. Метрология — это наука об измерениях методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Наука и промышленность не могут существовать без измерений. Каждую секунду в мире производятся многие миллиарды измерительных операций результаты которых используются для обеспечения качества и технического уровня выпускаемой продукции обеспечения безопасной и безаварийной работы транспорта для медицинских и экологических диагнозов и других важных целей.

Практически нет ни одной сферы реферат по теме величины их измерения где бы интенсивно не использовались результаты измерений испытаний и контроля. Для их получения задействованы многие миллионы человек и большие финансовые средства. Диапазон измеряемых величин их количество непрерывно растет что вызывает адекватное возрастание сложности измерений.

Измерения по сути перестают быть одноактными действиями и превращаются в сложную процедуру подготовки и проведения измерительного эксперимента обработки интерпретации полученной информации.

Поэтому следует говорить об измерительных технологиях понимаемых как последовательность действий направленных на получение измерительной информации требуемого качества. Другой причиной важности измерений является их значимость. Основа любой формы управления анализа прогнозирования планирования контроля и регулирования — достоверная исходная информация которая может быть получена лишь путем измерения требуемых физических величин параметров и показателей.

Современная наука и техника позволяют выполнять многочисленные и точные измерения однако затраты на них становятся соизмеримыми с затратами на исполнительные операции. Важной задачей метрологии является создание эталонов физических величин привязанных к физическим константам имеющих диапазоны необходимые для современной науки и техники.

Стоимость поддержания мировой системы эталонов весьма велика. Индивидуальность в количественном отношении понимают в том смысле что свойство может быть для одного объекта в определенное число раз больше или меньше чем для другого. Таким образом физические величины — это измеренные свойства физических объектов или процессов с помощью которых они могут быть изучены. Мы оперируем такими физическими величинами как длина время температура сила давление скорость и реферат по теме величины их измерения.

Все они определяют общие в качественном отношении физические свойства количественные же характеристики их могут быть совершенно различными. Получение сведений о количественных отношениях величин и реферат по теме величины их измерения задачей измерений.

С древних времен люди пользовались различными единицами для количественного оценивания расстояния массы тел продолжительности дня и т. Самые древние из единиц относятся к антропометрическим то есть те которые отождествлялись с названиями частей человеческого тела. Технологическая деятельность человека связана с измерением различных физических величин.

Физическая величина

реферат по теме величины их измерения Физическая величина — это характеристика одного из свойств физического объекта явления или процесса общая в качественном отношении многим физическим объектам но в количественном отношении индивидуальная для каждого объекта. Значение физической величины — это оценка ее величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц или числа по принятой для нее шкале. Например 120 мм — значение линейной величины; 75 кг — значение массы тела НВ 190 — число твердости по Бринеллю.

Измерением физической величины называют совокупность операций выполняемых с помощью технического средства хранящего единицу или воспроизводящую шкалу физической величины заключающихся в сравнении в явном или в неявном виде измеряемой величины с ее единицей или шкалой с целью получения значения этой величины в форме наиболее удобной для использования.

В теории измерений принято в основном пять типов шкал: Практическая реализация шкал конкретных свойств достигается путем стандартизации единиц измерений шкал или способов и условий их однозначного воспроизведения.

Понятие неизменной для любых точек шкалы единиц измерений имеет смысл реферат по теме величины их измерения для шкал отношений интервалов разностей. В шкалах порядка можно говорить только о числах приписанных конкретным проявлениям свойства. Говорить о том что такие числа отличаются в такое-то число раз или на столько-то процентов. Для шкал отношений и разностей иногда не достаточно установить только единицу измерений. Так даже для таких величин как время температура сила света и другие световые величины которым в Международной системе единиц SI соответствуют основные единицы — секунда Кельвин и кандела практические системы измерений опираются так же на специальные шкалы.

Кроме того сами единицы SI в ряде случает базируются на фундаментальных физических константах. В этой связи можно выделить три вида физических величин измерение которых осуществляется по различным правилам. К первому виду физических величин относятся величины на множестве размеров которых определены лишь отношения порядка и эквивалентности. К величинам такого рода относятся например твердость определяемая как способность тела оказывать сопротивление проникновения в него другого тела; реферат по теме величины их измерения как степень нагретости тела и т.

Существование таких отношений устанавливается теоретически или экспериментально с помощью специальных средств сравнения а также на основе наблюдений за результатами воздействия физической величины на какие либо объекты. Для второго вида физических величин отношение порядка и эквивалентности имеет место как между размерами так и между разностями в парах их размеров. Так разности интервалов времени считаются равными если расстояние между соответствующими отметками равны.

Третий вид составляют аддитивные физические величины. Аддитивными физическими величинами называются величины на множестве размеров которых определены не только отношения порядка и эквивалентности но операции сложения и вычитания.

  • Для шкал отношений и разностей иногда не достаточно установить только единицу измерений;
  • К этой группе относятся различного рода спектральные характеристики, корреляционные функции и др;
  • Для каждой физической величины должна быть установлена единица измерения;
  • Показатель размерности физической величины — показатель степени в которую возведена размерность основной физической величины входящая в размерность производной физической величины;
  • К качественным свойствам можно применять признаки дискретности упорядоченности и др;
  • Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком.

К таким величинам относятся длина масса сила тока. Их можно измерять по частям а также воспроизводить с помощью многозначной меры основанной на суммировании отдельных мер. Например сумма масс двух тел — это масса такого тела которое уравновешивает на равноплечих весах первые два.

  • К первому виду физических величин относятся величины на множестве размеров которых определены лишь отношения порядка и эквивалентности;
  • Таким образом физические величины — это измеренные свойства физических объектов или процессов с помощью которых они могут быть изучены;
  • На каждом шагу встречаются измерения таких величин, как длина, объем, вес, время и др;
  • Практическая реализация шкал конкретных свойств достигается путем стандартизации единиц измерений шкал и или способов и условий их однозначного воспроизведения;
  • Понятие неизменной для любых точек шкалы единиц измерений имеет смысл только для шкал отношений и интервалов разностей.

Понятие о системе физических величин. Множество физических величин представляет собой некоторую систему в которой отдельные величины связаны между собой системой уравнений. Система физических величин — это совокупность взаимосвязанных физических величин образованная в соответствии с принятыми принципами когда одни величины принимаются за независимые а другие являются функциями независимых величин.

Система физических величин содержит основные физические величины условно принятые в качестве независимых от других величин этой системы и производные физические величины определяемые через основные величины этой системы. Основная физическая величина — физическая величина входящая в систему единиц и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы. Производная единица системы единиц — единица производной физической величины системы единиц образованная в соответствии с уравнением связывающим ее с основными единицами.

Производная единица называется когерентной если в этом уравнении числовой коэффициент принят равным единице. Соответственно реферат по теме величины их измерения единиц состоящая из основных единиц и когерентных производных называется когерентной системой единиц физических величин. Для каждой физической величины должна быть установлена единица измерения. Единица физической величины — физическая величин фиксированного размера которой условно присвоено значение равное единице и применяемая для количественного выражения однородных физических величин.

Кроме основных и производных физических величин различают кратные дольные когерентные системные и несистемные единицы. Число независимых установленных величин равно разности числа величин входящих в систему и числа независимых уравнений связи между величинами. Размерность физической величины — выражение в форме степенного одночлена составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающее связь от данной величины с физическими величинами принятыми в данной системе величин за основные и с коэффициентом пропорциональности равным единице.

Показатель размерности физической величины — показатель степени в которую возведена размерность основной физической величины входящая в размерность производной физической величины. Размерности широко используют при образовании производных единиц и проверки однородности уравнений. Если все показатели степени размерности равны нулю то такая физическая величина называется безразмерной.

Все относительные величины отношения одноименных величин являются безразмерными. Систему единиц как совокупности основных и производных единиц впервые в 1832г. Он построил систему единиц где за основу принял единицы реферат по теме величины их измерения миллиметр массы миллиграмм и времени секунда и назвал ее абсолютной системой.

Многообразие единиц измерения физических величин и систем единиц осложняло их применение. Одни и те же уравнения между величинами имели различные коэффициенты пропорциональности. Свойства материалов процессов выражались различными числовыми значениями. Международный комитет по мерам и весам выделил из своего состава комиссию по разработке единой Международной системы единиц.

Комиссия разработала проект Международной системы единиц который был утвержден XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. Принятая система была названа Международной системой единиц сокращенно СИ. Учитывая необходимость охвата Международной системой единиц всех областей науки и техники в ней в реферат по теме величины их измерения основных выбрать семь единиц.

В механике такими являются единицы длины массы и времени в электричестве добавляется единица силы электрического тока в теплоте — единица термодинамической температуры в оптике — единица силы света в молекулярной физике термодинамике и химии — единица количества вещества. Эти семь единиц соответственно: Единица массы килограмм — масса равная массе международного прототипа килограмма. Единица времени секунда — продолжительность 9192631770 реферат по теме величины их измерения излучения соответствующего переходу между двумя реферат по теме величины их измерения уровнями основного состояния реферат по теме величины их измерения цезия-133.

Допускается использовать также шкалу Цельсия. Единица количества вещества моль — количество веществ системы содержащей столько же структурных элементов сколько атомов содержится в углероде-12 массой 0 012 кг.

Международная система единиц содержит также две дополнительные единицы: Радиан рад0 — единица плоского угла равная углу между двумя радиусами окружности длина дуги между которыми равна радиусу. Стерадиан ср — реферат по теме величины их измерения равная телесному углу с вершиной в центре сферы вырезающему на поверхности сферы площадь равную площади квадрата со стороной равной радиусу сферы.

В международной системе единиц как и в других системах единиц физических единиц важную роль играет размерность.

Размерностью называют символическое буквенное обозначение зависимости производных величин или единиц от основных. Размерность служит качественной характеристикой величины и выражается произведением степеней основных величин через которые может быть определена.

Исторически измерения возникли как процесс количественного сравнения оцениваемого свойства предмета с установленной мерой данного свойства.

Это было естественно так как количество оцениваемых свойств было невелико а основные наиболее практически востребованные из них длина масса объем допускали изготовление довольно простых наглядных и практически удобных мер в России: Однако уже в то время были в ходу меры не имевшие материального выражения меры площади меры длины большого размера — верста.

С развитием производства и товарообмена количество измеряемых свойств расширялось многие из них не были столь наглядными как перечисленные выше к тому же остро стоял вопрос межгосударственной унификации мер.

Физические величины и единицы их измерения

Как следствие неизбежен был переход от мер к единицам физических величин. Дальнейшее развитие науки и техники поставило вопрос об измерительном контроле свойств до недавних пор считавшихся неизменяемыми. Прежде всего следует отметить качественные свойства. К качественным свойствам можно применять признаки дискретности упорядоченности и др.

К нему не применимы традиционные понятия измерений такие как больше или меньше однако можно найти порядок расположения цветов цветовая гамма и выстроить шкалу наименований.

Подобный подход позволяет сделать вывод о наличии еще более общих признаков чем единицы измерений - шкал измерений и распространить понятия и подходы метрологии на практически все многообразие предметов процессов явлений — на весь окружающий нас мир.

Вообще говоря теория шкал разрабатывается уже достаточно долго исходя из потребностей и логики развития физико-математических наук. В соответствии с этим отправной точкой теории шкал является положение о том что свойство свойства объекта реферат по теме величины их измерения дискретное множество между элементами которого существует любого рода логические взаимосвязи.

Тогда под шкалой измерений данного свойства понимают отображение элементов данного множества на систему условных знаков реферат по теме величины их измерения аналогичными отношениями. Системами условных знаков могут являться множество обозначений названий например цветов; совокупность классификационных символов или понятий баллов оценки состояния объекта действительные числа.

Таким образом для установления шкалы измерений необходимо как минимум две предпосылки — описание дискретного множества и установления логической взаимосвязи между его элементами. В настоящее время в соответствии с логической структурой проявления свойств в теории измерений принято различать пять типов шкал измерений:

VK
OK
MR
GP