История развития естественных систем единиц измерения

При построении систем единиц физических величин давно наблюдалось стремление к выбору в качестве основных «естественных единиц». Эти единицы доступны на определенном уровне науки и техники, а их эталоны неуничтожимы. Если воспроизведение таких единиц будет достаточно точным, их стабильность во времени будет гарантирована.

Метрическая Конвенция

Метрическая конвенция (фр. Convention du Mètre) — международный договор, служащий для обеспечения единства метрологических стандартов в разных странах. Договор был подписан в 1875 г. в Париже 17-ю странами. В 1921 г. в договор были внесены небольшие изменения. В настоящее время к конвенции присоединились 55 государств в качестве полноправных членов и 41 государство на правах ассоциированных членов. Членами конвенции являются все промышленно развитые страны. В соответствии с метрической конвенцией учреждены Международное бюро мер и весов (фр.

Построение систем единиц физических величин

Построение систем единиц физических величин происходит в два этапа:

1. выбор основных единиц;

2. образование производных единиц.

Последовательность расположения производных единиц должна удовлетворять при этом следующим условиям:

первой должна быть величина, которая выражается только через основные величины;

Передача размеров единиц физических величин

Для обеспечения единства измерений необходимым условием является тождественность единиц, в которых проградуированы все средства измерений одной и той же физической величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения установленных единиц физических величин и передачи их размеров средствам измерений посредством эталонов и образцовых средств измерений.

Передача осуществляется посредством образцовых средств измерений.

Установление единой международной системы единиц

​Наличие ряда систем единиц физических величин, а также значительного числа внесистемных единиц, неудобства, связанные с пересчетом при переходе от одной системы единиц к другой, требовало унификации единиц измерений. Рост научно-технических и экономических связей между разными странами обусловливал необходимость такой унификации в международном масштабе.

Термины и определения

С понятием СФВ (Система физических величин) тесно связано понятие Система единиц физических величин (СЕФВ). Система единиц называется когерентной для данной системы величин, если единицы измерения производных величин (производные единицы) в системе единиц когерентны, то есть представляют собой произведения степеней единиц основных величин (основных единиц) с коэффициентом пропорциональности, равным единице.

Термины и определения

Единство измерений – состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.

Термины и определения

Эталон единицы физической величины – средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

Примечания:

Конструкция эталона, его свойства и способ воспроизведения единицы определяются природой данной физической величины и уровнем развития измерительной техники в данной области измерений.

Шкалы измерений

В практической деятельности необходимо проводить измерения различных величин, характеризующих свойства тел, веществ, явлений и процессов. Как было показано в предыдущих разделах, некоторые свойства проявляются только качественно, другие — количественно. Разнообразные проявления (количественные или качественные) любого свойства образуют множества, отображения элементов которых на упорядоченное множество чисел или в более общем случае условных знаков образуют шкалы измерения этих свойств. Шкала измерений количественного свойства является шкалой физических величин.

Будущая ревизия Международной системы единиц

На XXIV Генеральной конференции по мерам и весам 17—21 октября 2011 года была единогласно принята резолюция, в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц переопределить четыре основные единицы СИ: килограмм, ампер, кельвин и моль. Предполагается, что новые определения будут базироваться на фиксированных численных значениях постоянной Планка, элементарного электрического заряда, постоянной Больцмана и постоянной Авогадро, соответственно.

Классы точности средств измерений

Класс точности — обобщенная характеристика средства измерения, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средства измерений, влияющими на точность осуществляемых с их помощью измерений. Классы точности средств измерений устанавливаются для средств измерений, для которых:

- систематические и случайные погрешности не нормиру­ются раздельно;

- динамическая погрешность пренебрежимо мала.

Основные и производные величины. Размерность

Физические величины объективно взаимосвязаны. Связи между физическими величинами в общем виде выражают уравнениями физических величин. Выделяют группу величин (число которых в каждой области науки определяется разностью между числом независимых уравнений и числом входящих в них физических величин). Эти величины называются основными величинами, а соответствующие им единицы — основными единицами. Вопрос о том, какие именно физические величины и единицы выбрать в качестве основных, не может быть решен теоретически.

Нормирование метрологических характеристик средств измерений

Нормирование — установление границ допустимости отклонений реальных метрологических характеристик средств измерений от номинальных их значений. Нормы устанавлива­ются соответствующими стандартами. Реальные метрологические характеристики средств измерений определяют при их изготовлении, а также в ходе поверок, и в случае неудовлетворительности хотя бы одной из них средство измерений регулируют или изымают.

Измерительное преобразование

Измерительное преобразование — такое преобразование, при котором устанавливается взаимно-однозначное соответствие между размерами двух величин, сохраняющее для некоторого множества размеров преобразуемой величины (называемого диапазоном преобразования) все определенные для нее отношения и функции. Так, при измерении температуры в некотором интервале (диапазон преобразования) с помощью термопары (преобразователь) она преобразуется в эдс.

Преобразование осуществляется с помощью преобразователя.

Страницы