Wentylacja
Jaki jest główny znak wielkości fizycznej. Własność wykładu

Jaki jest główny znak wielkości fizycznej. Własność wykładu

Pomiar– zespół operacji o charakterze głównie eksperymentalnym, wykonywanych za pomocą środka technicznego przechowującego jednostkę wielkości, pozwalający na porównanie wielkości mierzonej z jej jednostką i otrzymanie

żądaną wartość ilości. Wartość ta nazywana jest wynikiem pomiaru.

Aby ustalić różnice w wartości ilościowej wyświetlanego obiektu, wprowadza się pojęcie wielkości fizycznej.

Wielkość fizyczna (PV) to jedna z właściwości obiektu fizycznego (zjawiska, procesu), wspólna jakościowo dla wielu obiektów fizycznych, ale ilościowo indywidualna dla każdego obiektu (ryc. 4.1).

Na przykład gęstość, napięcie, współczynnik załamania światła itp.

Tak więc za pomocą urządzenia pomiarowego, na przykład woltomierza prądu stałego, mierzymy napięcie w woltach konkretnego obwodu elektrycznego, porównując położenie wskazówki (strzałki) z jednostką napięcia elektrycznego zapisaną na skali woltomierza. Znaleziona wartość napięcia jako pewna liczba woltów reprezentuje wynik pomiaru.

Ryż. 4.1.

Cechą wyróżniającą wielkość może być jednostka miary, technika pomiaru, próbka standardowa lub ich kombinacja.

W razie potrzeby można zmierzyć nie tylko wielkość fizyczną, ale także dowolny obiekt fizyczny i niefizyczny.

Jeżeli masa ciała wynosi 50 kg, to mówimy o wielkości wielkości fizycznej.

Rozmiar wielkości fizycznej– ilościowe określenie wielkości fizycznej tkwiącej w konkretnym przedmiocie materialnym (zjawisku, procesie).

Prawdziwy rozmiar wielkość fizyczna to obiektywna rzeczywistość, która nie zależy od tego, czy mierzona jest odpowiednia cecha właściwości obiektu, czy nie. Prawdziwa wartość wielkość fizyczną ustala się eksperymentalnie. Różni się od wartości rzeczywistej wielkością błędu.

Wielkość wielkości zależy od jednostki użytej do pomiaru tej ilości.

Rozmiar można wyrazić jako liczbę abstrakcyjną, bez podawania jednostki miary, która odpowiada wartość liczbowa wielkości fizycznej. Nazywa się ilościową oceną wielkości fizycznej, reprezentowanej przez liczbę wskazującą jednostkę tej wielkości wartość wielkości fizycznej.

Można mówić o rozmiarach różnych jednostek danej wielkości fizycznej. W tym przypadku wielkość np. kilograma różni się od wielkości funta (1 funt = 32 loty = 96 szpul = 409,512 g), puda (1 punkt = 40 funtów = 1280 partii = 16,3805 kg) itp. . D.

W związku z tym należy wziąć pod uwagę różne interpretacje wielkości fizycznych w różnych krajach, w przeciwnym razie może to prowadzić do trudności nie do pokonania, a nawet katastrof.

Tak więc w 1984 r. kanadyjski samolot pasażerski Boeing-647 awaryjnie wylądował na poligonie pojazdów po awarii silników podczas lotu na wysokości 10 tys. m z powodu wypalonego paliwa. Wyjaśnieniem tego incydentu było to, że przyrządy w samolocie skalibrowano w litrach, natomiast przyrządy kanadyjskiej linii lotniczej, która zatankowała samolot, skalibrowano w galonach (około 3,8 l). Tym samym zatankowano prawie czterokrotnie mniej paliwa niż było to wymagane.

Tak więc, jeśli istnieje określona ilość X, przyjętą dla niego jednostką miary jest [X], wówczas wartość określonej wielkości fizycznej można obliczyć korzystając ze wzoru

X = q [X], (4.1)

Gdzie Q - wartość liczbowa wielkości fizycznej; [ X] – jednostka wielkości fizycznej.

Na przykład długość rury l= 5m, gdzie l– wartość długości, 5 – jej wartość liczbowa, m – przyjęta w tym przypadku jednostka długości.

Równanie (4.1) nazywa się podstawowe równanie pomiarowe, pokazujące, że wartość liczbowa wielkości zależy od wielkości przyjętej jednostki miary.

W zależności od obszaru porównania wartości mogą być jednorodny I heterogeniczny. Na przykład średnica, obwód, długość fali z reguły są uważane za wielkości jednorodne związane z wielkością zwaną długością.

W obrębie tego samego układu wielkości wielkości jednorodne mają ten sam wymiar. Jednakże ilości o tym samym wymiarze nie zawsze są jednorodne. Na przykład moment siły i energia nie są wielkościami jednorodnymi, ale mają ten sam wymiar.

Układ wielkości reprezentuje zbiór wielkości wraz ze zbiorem spójnych równań łączących te wielkości.

Podstawowa ilość reprezentuje wielkość, która jest wybrana warunkowo dla danego układu wielkości i wchodzi w skład zbioru wielkości podstawowych. Na przykład podstawowe wielkości układu SI. Główne ilości nie są ze sobą powiązane.

Pochodna ilość układ wielkości wyznaczany jest poprzez wielkości podstawowe tego układu. Na przykład w układzie wielkości, w którym głównymi wielkościami są długość i masa, gęstość masy jest wielkością pochodną, którą definiuje się jako iloraz masy podzielonej przez objętość (długość do potęgi trzeciej).

Jednostka wielokrotna oblicza się poprzez pomnożenie danej jednostki miary przez liczbę całkowitą większą niż jeden. Na przykład kilometr jest dziesiętną wielokrotnością metra; a godzina jest jednostką niedziesiętną będącą wielokrotnością sekundy.

jednostka podwielokrotna oblicza się, dzieląc jednostkę miary przez liczbę całkowitą większą niż jeden. Na przykład milimetr jest jednostką dziesiętną, podwielokrotnością metra.

Jednostka niesystemowa miara nie należy do tego układu jednostek. Na przykład dzień, godzina, minuta to niesystemowe jednostki miary w odniesieniu do układu SI.

Wprowadźmy kolejną ważną koncepcję - konwersja pomiaru.

Rozumie się przez to proces ustalania zgodności jeden do jednego pomiędzy wielkościami dwóch wielkości: wielkości podlegającej przeliczeniu (wejście) i wielkości przekształconej w wyniku pomiaru (wejście).

Zbiór wielkości wielkości wejściowej poddanej transformacji za pomocą urządzenia technicznego – przetwornika pomiarowego – nazywa się zakres konwersji.

Przeliczanie pomiarów można przeprowadzić na różne sposoby, w zależności od rodzaju wielkości fizycznych, na które zwykle się je dzieli trzy grupy.

Pierwsza grupa reprezentuje wielkości na zbiorze rozmiarów, których określa się jedynie ich relacje w formie porównań „słabszy - silniejszy”, „miększy – twardszy”, „zimniejszy – cieplejszy” itp.

Zależności te ustalane są na podstawie badań teoretycznych lub eksperymentalnych i nazywane są relacje porządkowe(relacje równoważności).

Do ilości pierwsza grupa zaliczają się na przykład siła wiatru (słaba, silna, umiarkowana, sztormowa itp.), twardość charakteryzująca się odpornością badanego ciała na wgniecenia czy zarysowania.

Druga grupa reprezentuje wielkości, dla których wyznaczane są stosunki porządku (równoważność) nie tylko pomiędzy wielkościami wielkości, ale także pomiędzy różnicami wielkości w parach ich wielkości.

Należą do nich np. czas, energia, temperatura, wyznaczane na skali termometru cieczowego.

Możliwość porównania różnic w wielkości tych wielkości polega na wyznaczeniu wielkości drugiej grupy.

Zatem przy stosowaniu termometru rtęciowego różnice temperatur (na przykład w zakresie od +5 do +10 ° C) uważa się za równe. Zatem w tym przypadku istnieje zarówno zależność rzędu wielkości (25 „cieplej” niż 10°C), jak i relacja równoważności pomiędzy różnicami w parach wartości wielkości: różnica pary (25–20°C ) odpowiada różnicy pary (10–5°C).

W obu przypadkach zależność kolejności ustala się jednoznacznie za pomocą przyrządu pomiarowego (przetwornika pomiarowego), jakim jest wspomniany termometr cieczowy.

Łatwo stwierdzić, że temperatura należy do wartości zarówno pierwszej, jak i drugiej grupy.

Trzecia grupa wielkości charakteryzują się tym, że na zbiorze ich rozmiarów (poza wskazanymi stosunkami porządku i charakterystyką równoważności wielkości drugiej grupy) można wykonywać operacje podobne do dodawania lub odejmowania (właściwość addytywności).

Ilości trzeciej grupy obejmują znaczną liczbę wielkości fizycznych, na przykład długość, masę.

W ten sposób dwa ciała o masie 0,5 kg każde, umieszczone na jednej z szalek wagi równoramiennej, równoważy się odważnikiem o masie 1 kg umieszczonym na drugiej szalce.

Jakość pomiaru

Żadna nauka nie obejdzie się bez pomiarów, dlatego metrologia, jako nauka o pomiarach, pozostaje w ścisłym związku ze wszystkimi innymi naukami. Dlatego główną koncepcją metrologii jest pomiar. Według GOST 16263 - 70 pomiar polega na doświadczalnym wyznaczeniu wartości wielkości fizycznej (PV) przy użyciu specjalnych środków technicznych.

O możliwości pomiaru decyduje wstępne zbadanie danej właściwości mierzonego obiektu, zbudowanie abstrakcyjnych modeli zarówno samej właściwości, jak i jej nośnika – obiektu pomiaru jako całości. Dlatego też miejsce pomiaru wyznacza się spośród metod poznania zapewniających wiarygodność pomiaru. Za pomocą procedur metrologicznych rozwiązuje się problemy generowania danych (rejestrowania wyników poznania). Pomiar z tego punktu widzenia jest metodą kodowania informacji i rejestrowania otrzymanych informacji.

Pomiary dostarczają informacji ilościowych o przedmiocie zarządzania lub kontroli, bez których nie da się dokładnie odtworzyć wszystkich określonych warunków procesu technicznego, zapewnić wysoką jakość produktów i efektywne zarządzanie obiektem. To wszystko składa się na techniczną stronę pomiarów.

Do 1918 roku w Rosji opcjonalnie wprowadzono system metryczny, wraz ze starym systemem rosyjskim i angielskim (calowym). Znaczące zmiany w działalności metrologicznej zaczęły następować po podpisaniu przez Radę Komisarzy Ludowych RSFSR dekretu „W sprawie wprowadzenia międzynarodowego metrycznego systemu miar i wag”. Wprowadzenie systemu metrycznego w Rosji miało miejsce w latach 1918–1927. Po Wielkiej Wojnie Ojczyźnianej i do dziś prace metrologiczne w naszym kraju prowadzone są pod przewodnictwem Państwowego Komitetu ds. Norm (Gosstandart).

W 1960 roku XI Międzynarodowa Konferencja Miar i Wag przyjęła Międzynarodowy Układ Jednostek VF – układ SI. Obecnie system metryczny jest zalegalizowany w ponad 124 krajach na całym świecie.

Obecnie na bazie Głównej Izby Miar i Wag znajduje się najwyższa instytucja naukowa w kraju - Ogólnorosyjski Instytut Metrologii im. DI. Mendelejew (VNIIM). W laboratoriach instytutu opracowywane i przechowywane są państwowe wzorce jednostek miar, wyznaczane są stałe fizyczne oraz właściwości substancji i materiałów. Działalność instytutu obejmuje pomiary liniowe, kątowe, optyczne i fotometryczne, akustyczne, elektryczne i magnetyczne, pomiary masy, gęstości, siły, ciśnienia, lepkości, twardości, prędkości, przyspieszenia i szeregu innych wielkości.

W 1955 r. Pod Moskwą utworzono drugie w kraju centrum metrologiczne - obecnie Ogólnorosyjski Instytut Badawczy Pomiarów Fizycznych, Technicznych i Radiotechnicznych (VNIIFTRI). Opracowuje standardy i precyzyjne narzędzia pomiarowe w wielu ważnych obszarach nauki i techniki: elektronice radiowej, usługach czasu i częstotliwości, akustyce, fizyce atomowej, fizyce niskich temperatur i wysokich ciśnień.

Trzecim ośrodkiem metrologicznym w Rosji jest Ogólnorosyjski Instytut Badawczy Służby Metrologicznej (VNIIMS), wiodąca organizacja w dziedzinie metrologii stosowanej i prawnej. Powierzono mu koordynację oraz zarządzanie naukowo-metodyczne służbą metrologiczną kraju. Oprócz wymienionych istnieje wiele regionalnych instytutów i ośrodków metrologicznych.

Do międzynarodowych organizacji metrologicznych zalicza się Międzynarodową Organizację Metrologii Prawnej (OIML), utworzoną w 1956 roku. Międzynarodowe Biuro Metrologii Prawnej działa przy OILM w Paryżu. Jej działalnością kieruje Międzynarodowy Komitet Metrologii Prawnej. Niektórymi kwestiami metrologicznymi zajmuje się Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO).

Właściwości fizyczne i ilości. Klasyfikacja wielkości fizycznych.

Wagi pomiarowe

Wszystkie obiekty otaczającego świata charakteryzują się swoimi właściwościami.

Nieruchomość- kategoria filozoficzna wyrażająca taki aspekt przedmiotu (zjawiska lub procesu), który decyduje o jego odmienności lub wspólności z innymi przedmiotami i ujawnia się w jego relacjach z nimi. Właściwość - kategoria jakości. Do ilościowego opisu różnych właściwości ciał, zjawisk i procesów fizycznych wprowadza się pojęcie ilości.

Ogrom- jest to miara obiektu (zjawiska, procesu lub czegoś innego), miara tego, co można wyróżnić spośród innych właściwości i ocenić w ten czy inny sposób, w tym ilościowo. Ilość nie istnieje sama w sobie; istnieje tylko o tyle, o ile istnieje przedmiot o właściwościach wyrażonych przez daną wielkość.

Zatem pojęcie ilości jest pojęciem o większej ogólności niż jakość (właściwość, cecha) i ilość.

Właściwości fizyczne i ilości

Istnieją dwa rodzaje ilości: prawdziwy i idealny.

Ilości idealne (wartości liczbowe wielkości, wykresy, funkcje, operatory itp.) dotyczą głównie matematyki i są uogólnieniem (modelem matematycznym) konkretnych pojęć rzeczywistych. Oblicza się je w ten czy inny sposób.

Prawdziwe wartości z kolei są podzielone jako fizyczny I niefizyczne. W której, wielkość fizyczna w ogólnym przypadku można zdefiniować jako wielkość charakterystyczną dla obiektów materialnych (ciał, procesów, zjawisk) badanych w naukach przyrodniczych (fizyka, chemia) i technicznych. DO wielkości niefizyczne należy uwzględnić wartości nieodłącznie związane z naukami społecznymi (niefizycznymi) - filozofią, socjologią, ekonomią itp.

Standard GOST 16263-70 interpretuje wielkość fizyczna, jako liczbowy wyraz określonej właściwości obiektu fizycznego, w sensie jakościowym wspólnym dla wielu obiektów fizycznych, a w sensie ilościowym, absolutnie indywidualny dla każdego z nich. Indywidualność w kategoriach ilościowych jest tu rozumiana w tym sensie, że właściwość może być większa dla jednego obiektu określoną liczbę razy lub mniejsza niż dla innego.

Zatem, wielkości fizyczne to mierzone właściwości obiektów fizycznych lub procesów, za pomocą których można je badać.

Wskazane jest dalsze klasyfikowanie wielkości fizycznych (PV) jako: wymierny I oceniony.

Mierzone wielkości fizyczne można wyrazić ilościowo w postaci określonej liczby ustalonych jednostek miary. Istotnym wyróżnikiem mierzonych PV jest możliwość wprowadzenia i stosowania jednostek miar.

Wielkości fizyczne, dla których z jakiegoś powodu nie można wprowadzić jednostki miary, można jedynie oszacować. W tym przypadku przez ocenę rozumie się operację przypisania danej wartości określonej liczby, przeprowadzoną według ustalonych zasad. Wartości ocenia się za pomocą skal.

Wielkości niefizyczne, dla których w zasadzie nie można wprowadzić jednostek i skal, można jedynie oszacować.

Klasyfikacja wielkości fizycznych

W celu bardziej szczegółowego zbadania PV należy je sklasyfikować, identyfikując ogólne cechy metrologiczne poszczególnych grup. Możliwe klasyfikacje PV pokazano na ryc. 2.2.

Przez rodzaje zjawisk są one podzielone na następujące grupy:

· prawdziwy, tj. opisywanie właściwości fizycznych i fizykochemicznych substancji, materiałów i wyrobów z nich wytworzonych. Do tej grupy zalicza się masę, gęstość, oporność elektryczną, pojemność, indukcyjność itp. Czasami te fotowoltaiki nazywane są pasywnymi. Do ich pomiaru konieczne jest wykorzystanie pomocniczego źródła energii, za pomocą którego generowany jest sygnał informacyjny pomiaru. W tym przypadku pasywne fotowoltaiki są przekształcane w aktywne, które są mierzone;

· energia, tj. wielkości opisujące charakterystykę energetyczną procesów przetwarzania, przesyłu i wykorzystania energii. Należą do nich prąd, napięcie, moc, energia. Ilości te nazywane są aktywnymi. Można je przetwarzać na sygnały informacji pomiarowej bez użycia pomocniczych źródeł energii;

·
charakteryzujący przebieg procesów w czasie. Do tej grupy zaliczają się różnego rodzaju charakterystyki widmowe, funkcje korelacji itp.

Według przynależności do różnych grup procesów fizycznych Fizyka dzieli się na czasoprzestrzenną, mechaniczną, termiczną, elektryczną i magnetyczną, akustyczną, świetlną, fizykochemiczną, promieniowanie jonizujące, atomową i jądrową.

Według stopnia warunkowej niezależności od innych wielkości tej grupy PV dzielą się na podstawowe (warunkowo niezależne), pochodne (warunkowo zależne) i dodatkowe. Obecnie układ SI wykorzystuje siedem wielkości fizycznych, wybranych jako główne: długość, czas, masa, temperatura, prąd elektryczny, światłość i ilość materii. Dodatkowe wielkości fizyczne obejmują kąty płaskie i bryłowe.

W zależności od dostępności rozmiaru PV dzielą się na wymiarowe, tj. mający wymiar i bezwymiarowy.

Obiekty fizyczne mają nieograniczoną liczbę właściwości, które przejawiają się w nieskończonej różnorodności. Utrudnia to odzwierciedlenie ich jako zbiorów liczbowych o ograniczonej głębi bitowej, jaka powstaje w trakcie ich pomiaru. Wśród wielu specyficznych przejawów właściwości istnieje również kilka powszechnych. N.R. Campbell ustalił dla całej gamy właściwości X obiektu fizycznego obecność trzech najbardziej ogólnych przejawów w relacjach równoważności, porządku i addytywności. Zależności te w logice matematycznej opisywane są analitycznie za pomocą najprostszych postulatów.

Porównując ilości ujawnia się relacja porządku (większa, mniejsza lub równa), tj. określa się zależność między wielkościami. Przykładami ilości intensywnych są twardość materiału, zapach itp.

Wielkości intensywne można wykrywać, klasyfikować według intensywności, poddawać kontroli, określać ilościowo za pomocą monotonicznie rosnących lub malejących liczb.

W oparciu o koncepcję „ilości intensywnej” wprowadzane są pojęcia wielkości fizycznej i jej wielkości. Rozmiar wielkości fizycznej- ilościowa zawartość w danym obiekcie właściwości odpowiadającej pojęciu PV.

Wagi pomiarowe

W działaniach praktycznych konieczne jest dokonywanie pomiarów różnych wielkości fizycznych charakteryzujących właściwości ciał, substancji, zjawisk i procesów. Niektóre właściwości pojawiają się tylko jakościowo, inne - ilościowo. Różne przejawy (ilościowe lub jakościowe) tej lub innej właściwości przedmiotu badań tworzą zbiór, którego odwzorowanie na uporządkowany zbiór liczb lub, w bardziej ogólnym przypadku, na znaki konwencjonalne, tworzy skala pomiarowa ta nieruchomość. Skala pomiaru właściwości ilościowej określonej wielkości fizycznej jest skalą tej wielkości fizycznej. Zatem, skala wielkości fizycznej jest uporządkowaną sekwencją wartości PV, przyjętą w drodze porozumienia na podstawie wyników dokładnych pomiarów. Terminy i definicje teorii skal pomiarowych zawarte są w dokumencie MI 2365-96.

Zgodnie z logiczną strukturą przejawów właściwości wyróżnia się pięć głównych typów skal pomiarowych.

1. Skala nazw (skala klasyfikacji). Skale takie służą do klasyfikacji obiektów empirycznych, których właściwości pojawiają się jedynie w odniesieniu do równoważności. Właściwości te nie mogą być uważane za wielkości fizyczne, dlatego wagi tego typu nie są skalami PV. Jest to najprostszy rodzaj skali, polegający na przypisaniu liczb do właściwości jakościowych obiektów, pełniących rolę nazw. W nazewnictwie skal, w których przypisanie odzwierciedlonej właściwości do określonej klasy równoważności odbywa się za pomocą ludzkich zmysłów, najbardziej adekwatnym wynikiem jest ten wybrany przez większość ekspertów. W tym przypadku ogromne znaczenie ma właściwy dobór klas o równoważnej skali – muszą one być rzetelnie wyróżnione przez obserwatorów i ekspertów oceniających tę właściwość. Numeracja obiektów na skali nazw prowadzona jest według zasady: „nie przydzielaj tego samego numeru różnym obiektom”. Liczby przypisane obiektom mogą służyć do określenia prawdopodobieństwa lub częstotliwości występowania danego obiektu, ale nie mogą służyć do sumowania ani innych operacji matematycznych.

Ponieważ skale te charakteryzują się jedynie relacjami równoważności, nie zawierają pojęć zera, „więcej” lub „mniej” oraz jednostek miary. Przykładem skal nazewnictwa są szeroko stosowane atlasy kolorów przeznaczone do identyfikacji kolorów.

2. Skala zamówień (skala rang). Jeżeli właściwość danego obiektu empirycznego przejawia się w odniesieniu do równoważności i porządku w rosnącym lub malejącym przejawie ilościowym tej właściwości, wówczas można dla niej skonstruować skalę porządkową. Jest monotonicznie rosnący lub malejący i pozwala ustalić większy/mniejszy stosunek pomiędzy wielkościami charakteryzującymi określoną właściwość. W skalach zero istnieje lub nie istnieje, ale w zasadzie nie można wprowadzić jednostek miary, ponieważ nie ustalono dla nich relacji proporcjonalności i w związku z tym nie można ocenić, ile razy mniej lub bardziej szczegółowe przejawy własności są.

W przypadkach, gdy poziom wiedzy o zjawisku nie pozwala na dokładne ustalenie zależności istniejących pomiędzy wartościami danej cechy lub zastosowanie skali jest dogodne i wystarczające w praktyce, skale porządku warunkowego (empirycznego) są używane. Skala warunkowa to skala PV, której wartości początkowe wyrażone są w jednostkach konwencjonalnych. Na przykład skala lepkości Englera, 12-punktowa skala Beauforta określająca siłę wiatru morskiego.

Powszechne stały się skale porządkowe z zaznaczonymi na nich punktami odniesienia. Takie skale obejmują na przykład skalę Mohsa do określania twardości minerałów, która zawiera 10 minerałów odniesienia (odniesienia) o różnych liczbach twardości: talk - 1; gips - 2; wapń - 3; fluoryt - 4; apatyt - 5; ortoklaz - 6; kwarc - 7; topaz - 8; korund - 9; diament - 10. Przypisanie minerału do określonej gradacji twardości przeprowadza się na podstawie doświadczenia, które polega na zarysowaniu badanego materiału materiałem podporowym. Jeżeli po zarysowaniu badanego minerału kwarcem (7) pozostanie na nim ślad, a po ortoklazie (6) nie ma śladu, to twardość badanego materiału jest większa niż 6, ale mniejsza niż 7. Nie da się podać w tym przypadku bardziej dokładna odpowiedź.

W konwencjonalnych wagach takie same odstępy między wielkościami danej wielkości nie odpowiadają tym samym wymiarom liczb obrazujących rozmiary. Za pomocą tych liczb można znaleźć prawdopodobieństwa, mody, mediany, kwantyle, ale nie można ich używać do sumowania, mnożenia ani innych operacji matematycznych.

Określenie wartości wielkości za pomocą skal porządkowych nie może być uznane za pomiar, gdyż na tych skalach nie można wpisać jednostek miar. Operację przypisania liczby do wymaganej wartości należy traktować jako szacunkową. Ocena w skalach porządkowych jest niejednoznaczna i bardzo warunkowa, co widać na rozpatrywanym przykładzie.

3. Skala interwałowa (skala różnic). Skale te stanowią dalszy rozwój skal porządkowych i stosowane są do obiektów, których właściwości spełniają relacje równoważności, porządku i addytywności. Skala interwałowa składa się z identycznych przedziałów, ma jednostkę miary i dowolnie wybrany początek – punkt zerowy. Do takich skal zalicza się chronologię według różnych kalendarzy, w których za punkt wyjścia przyjmuje się albo stworzenie świata, albo narodzenie Chrystusa itp. Skale temperatur Celsjusza, Fahrenheita i Reaumur są również skalami interwałowymi.

Skala interwałowa określa czynności polegające na dodawaniu i odejmowaniu przedziałów. Rzeczywiście, na skali czasu przedziały można sumować lub odejmować i porównywać o ile razy jeden przedział jest większy od drugiego, ale sumowanie dat jakichkolwiek wydarzeń jest po prostu bezcelowe.

4. Skala relacji. Skale te opisują właściwości obiektów empirycznych, które spełniają relacje równoważności, porządku i addytywności (skale drugiego rodzaju są addytywne), a w niektórych przypadkach proporcjonalności (skale pierwszego rodzaju są proporcjonalne). Ich przykładami są skala masy (drugiego rodzaju), temperatura termodynamiczna (pierwszego rodzaju).

W skalach ilorazowych istnieje jednoznaczne naturalne kryterium zerowej ilościowej manifestacji właściwości i jednostki miary ustalonej w drodze umowy. Z formalnego punktu widzenia skala ilorazowa jest skalą przedziałową o naturalnym pochodzeniu. Wszystkie operacje arytmetyczne mają zastosowanie do wartości uzyskanych na tej skali, co jest ważne przy pomiarze EF.

Skale relacji są najbardziej zaawansowane. Są one opisane równaniem , gdzie Q to PV, dla którego zbudowana jest skala, [Q] to jednostka miary, q to wartość liczbowa PV. Przejście z jednej skali relacji do drugiej następuje zgodnie z równaniem q 2 = q 1 /.

5. Skale absolutne. Niektórzy autorzy posługują się pojęciem skal absolutnych, przez które rozumieją skale posiadające wszystkie cechy skal ilorazowych, ale dodatkowo posiadające naturalną jednoznaczną definicję jednostki miary i niezależne od przyjętego systemu jednostek miar. Skale takie odpowiadają wartościom względnym: wzmocnieniu, tłumieniu itp. Aby utworzyć wiele jednostek pochodnych w układzie SI, stosuje się jednostki bezwymiarowe i liczące skal absolutnych.

Należy pamiętać, że skale nazw i porządku nazywane są niemetrycznymi (pojęciowymi), a skale przedziałów i stosunków nazywane są metrycznymi (materiałowymi). Skale bezwzględne i metryczne należą do kategorii liniowej. Praktyczne wdrożenie skal pomiarowych odbywa się poprzez standaryzację zarówno samych skal, jak i jednostek miar oraz, w razie potrzeby, metod i warunków ich jednoznacznego odtwarzania.

M. V. Łomonosow

Rozejrzyj się. Jaka różnorodność obiektów cię otacza: ludzie, zwierzęta, drzewa. To telewizor, samochód, jabłko, kamień, żarówka, ołówek itp. Nie sposób wymienić wszystkiego. W fizyce każdy przedmiot nazywany jest ciałem fizycznym.

Czym różnią się ciała fizyczne? Dużo ludzi. Na przykład mogą mieć różne objętości i kształty. Mogą składać się z różnych substancji. Srebrne i złote łyżki mają tę samą objętość i kształt. Ale składają się z różnych substancji: srebra i złota. Drewniana kostka i cylinder mają różną objętość i kształt. Są to różne ciała fizyczne, ale zbudowane z tej samej substancji – drewna.

Oprócz ciał fizycznych istnieją także pola fizyczne. Pola istnieją niezależnie od nas. Nie zawsze można je wykryć za pomocą ludzkich zmysłów. Na przykład pole wokół magnesu, pole wokół naładowanego ciała. Można je jednak łatwo wykryć za pomocą instrumentów.

Doświadczenie pokazuje położenie linii pola elektrycznego dwóch przeciwnych ładunków elektrycznych.

W ciałach i polach fizycznych mogą wystąpić różne zmiany. Łyżka zanurzona w gorącej herbacie nagrzewa się. Woda w kałuży odparowuje i zamarza w zimny dzień. Lampa emituje światło, dziewczyna i pies biegają (poruszają się). Magnes ulega rozmagnesowaniu, a jego pole magnetyczne słabnie. Ogrzewanie, parowanie, zamrażanie, promieniowanie, ruch, rozmagnesowanie itp. – wszystko to zmiany zachodzące w ciałach i polach fizycznych nazywane są zjawiskami fizycznymi.

Studiując fizykę, poznasz wiele zjawisk fizycznych.

Wielkości fizyczne wprowadzane są w celu opisu właściwości ciał fizycznych i zjawisk fizycznych. Można na przykład opisać właściwości drewnianej kuli i sześcianu za pomocą wielkości fizycznych, takich jak objętość i masa. Zjawisko fizyczne - ruch (dziewczyny, samochodu itp.) - można opisać znając takie wielkości fizyczne, jak droga, prędkość, okres czasu. Zwróć uwagę na główna cecha wielkości fizycznej: można ją zmierzyć za pomocą przyrządów lub obliczyć za pomocą wzoru. Objętość ciała można zmierzyć zlewką z wodą lub mierząc linijką długość a, szerokość b i wysokość, można ją obliczyć ze wzoru

V= a b do.

Objętość ciała można zmierzyć zlewką z wodą lub mierząc linijką długość a, szerokość b i wysokość, można ją obliczyć ze wzoru

Wszystkie wielkości fizyczne mają jednostki miary. O niektórych jednostkach miary słyszałeś wiele razy: kilogram, metr, sekunda, wolt, amper, kilowat itp. Wielkości fizyczne poznasz bliżej w trakcie studiowania fizyki.

Pomyśl i odpowiedz

Co nazywa się ciałem fizycznym? Zjawisko fizyczne?
Jaki jest główny znak wielkości fizycznej? Nazwij znane ci wielkości fizyczne.
Spośród powyższych pojęć wymień te, które odnoszą się do: a) ciał fizycznych; b) zjawiska fizyczne; c) wielkości fizyczne: 1) kropla; 2) ogrzewanie; 3) długość; 4) burza; 5) kostka; 6) objętość; 7) wiatr; 8) senność; 9) temperatura; 10) ołówek; 11) okres czasu; 12) wschód słońca; 13) prędkość; 14) piękno.

Praca domowa

Mamy w organizmie „urządzenie pomiarowe”. To serce, za pomocą którego można zmierzyć (z niezbyt dużą dokładnością) okres czasu. Na podstawie pulsu (liczby uderzeń serca) określ czas potrzebny na napełnienie szklanki wodą z kranu. Przyjmij, że czas jednego uderzenia wynosi około jednej sekundy. Porównaj ten czas ze wskazaniami zegara. Jak różne są otrzymane wyniki?

Wielkość fizyczna to jedna z właściwości obiektu fizycznego (zjawiska, procesu), która jest jakościowo wspólna dla wielu obiektów fizycznych, różniąca się natomiast wartością ilościową.

Celem pomiarów jest określenie wartości wielkości fizycznej - określonej liczby przyjętych dla niej jednostek (np. wynik pomiaru masy produktu wynosi 2 kg, wysokość budynku wynosi 12 m itp.). ).

W zależności od stopnia zbliżenia do obiektywności rozróżnia się prawdziwe, rzeczywiste i zmierzone wartości wielkości fizycznej.

Jest to wartość, która idealnie odzwierciedla odpowiednią właściwość obiektu pod względem jakościowym i ilościowym. Ze względu na niedoskonałość narzędzi i metod pomiarowych, praktycznie niemożliwe jest uzyskanie prawdziwych wartości wielkości. Można je sobie wyobrazić jedynie teoretycznie. A wartości uzyskane podczas pomiaru jedynie w większym lub mniejszym stopniu zbliżają się do wartości prawdziwej.

Jest to wartość wielkości stwierdzona eksperymentalnie, która jest na tyle bliska wartości prawdziwej, że można ją zamiast tego wykorzystać w określonym celu.

Jest to wartość uzyskana w wyniku pomiaru określonymi metodami i przyrządami pomiarowymi.

9. Klasyfikacja pomiarów ze względu na zależność wartości mierzonej od czasu i według zbiorów wielkości mierzonych.

W zależności od charakteru zmiany wielkości mierzonej – pomiary statyczne i dynamiczne.

Pomiar dynamiczny - miara wielkości, której wielkość zmienia się w czasie. Gwałtowna zmiana wielkości mierzonej wielkości wymaga jej pomiaru z jak najdokładniejszym określeniem momentu w czasie. Na przykład pomiar odległości balonu do powierzchni Ziemi lub pomiar stałego napięcia prądu elektrycznego. Zasadniczo pomiar dynamiczny jest pomiarem zależności funkcjonalnej mierzonej wielkości od czasu.

Pomiar statyczny - pomiar wielkości, która jest brana pod uwagę zgodnie z przydzielonym zadaniem pomiarowym i nie zmienia się w całym okresie pomiarowym. Przykładowo pomiar wymiaru liniowego wytworzonego produktu w normalnej temperaturze można uznać za statyczny, gdyż wahania temperatury w warsztacie na poziomie dziesiątych części stopnia wprowadzają błąd pomiaru nie większy niż 10 μm/m, co jest nieistotne w porównaniu z powodu błędu produkcyjnego części. Dlatego w tym zadaniu pomiarowym zmierzoną wielkość można uznać za niezmienioną. Przy wzorcowaniu miernika długości linii względem pierwotnej normy państwowej termostatowanie zapewnia stabilność utrzymania temperatury na poziomie 0,005°C. Takie wahania temperatury powodują tysiąckrotnie mniejszy błąd pomiaru - nie większy niż 0,01 μm/m. Jednak w tym zadaniu pomiarowym jest to niezbędne, a uwzględnienie zmian temperatury w trakcie procesu pomiarowego staje się warunkiem zapewnienia wymaganej dokładności pomiaru. Dlatego też pomiary te należy wykonywać metodą pomiarów dynamicznych.

Na podstawie istniejących zestawów zmierzonych wartości NA elektryczny ( prąd, napięcie, moc) , mechaniczny ( masa, liczba produktów, wysiłek); , moc cieplna(temperatura, ciśnienie); , fizyczny(gęstość, lepkość, zmętnienie); chemiczny(skład, właściwości chemiczne, stężenie) , inżynieria radiowa itp.

Klasyfikacja pomiarów ze względu na sposób uzyskania wyniku (wg rodzaju).

Ze względu na sposób uzyskania wyników pomiarów wyróżnia się pomiary bezpośrednie, pośrednie, kumulacyjne i łączne.

Pomiary bezpośrednie to takie, w których pożądaną wartość mierzonej wielkości wyznacza się bezpośrednio z danych eksperymentalnych.

Pomiary pośrednie to takie, w których pożądaną wartość mierzonej wielkości wyznacza się na podstawie znanej zależności pomiędzy wielkością mierzoną a wielkościami wyznaczonymi za pomocą pomiarów bezpośrednich.

Pomiary skumulowane to takie, w których jednocześnie mierzy się kilka wielkości o tej samej nazwie, a wyznaczoną wartość wyznacza się poprzez rozwiązanie układu równań otrzymanego na podstawie bezpośrednich pomiarów wielkości o tej samej nazwie.

Wspólne pomiary to pomiary dwóch lub więcej wielkości o różnych nazwach w celu znalezienia związku między nimi.

Klasyfikacja pomiarów ze względu na warunki określające dokładność wyniku oraz liczbę pomiarów wymaganych do uzyskania wyniku.

Zgodnie z warunkami określającymi dokładność wyniku pomiary dzieli się na trzy klasy:

1. Pomiary z najwyższą możliwą do osiągnięcia dokładnością przy istniejącym poziomie technologii.

Należą do nich przede wszystkim pomiary standardowe, związane z jak największą dokładnością odtwarzania ustalonych jednostek wielkości fizycznych, a ponadto pomiary stałych fizycznych, przede wszystkim uniwersalnych (np. stosunek żyromagnetyczny protonu itp.).

Klasa ta obejmuje również pewne specjalne pomiary, które wymagają dużej dokładności.

2. Pomiary kontrolne i sprawdzające, których błąd z pewnym prawdopodobieństwem nie powinien przekraczać określonej wartości.

Należą do nich pomiary wykonywane przez laboratoria sprawujące nadzór państwowy nad wdrażaniem i przestrzeganiem norm oraz stanem aparatury pomiarowej oraz zakładowe laboratoria pomiarowe, które gwarantują błąd wyniku z pewnym prawdopodobieństwem nieprzekraczającym określonej z góry wartości.

3. Pomiary techniczne, w których o błędzie wyniku decyduje charakterystyka przyrządów pomiarowych.

Przykładami pomiarów technicznych są pomiary wykonywane podczas procesu produkcyjnego w przedsiębiorstwach zajmujących się budową maszyn, na tablicach rozdzielczych elektrowni itp.

Ze względu na liczbę pomiarów pomiary dzieli się na pojedyncze i wielokrotne.

Pojedynczy pomiar to jednorazowy pomiar jednej wielkości. W praktyce pojedyncze pomiary obarczone są dużym błędem, dlatego w celu zmniejszenia błędu zaleca się wykonanie tego typu pomiarów co najmniej trzykrotnie i przyjęcie z ich wyniku średniej arytmetycznej.

Pomiary wielokrotne to pomiary jednej lub większej liczby wielkości wykonywane cztery lub więcej razy. Pomiar wielokrotny to seria pojedynczych pomiarów. Minimalna liczba pomiarów, przy której pomiar można uznać za wielokrotny, wynosi cztery. Wynikiem pomiarów wielokrotnych jest średnia arytmetyczna wyników wszystkich wykonanych pomiarów. Przy powtarzanych pomiarach błąd maleje.

Klasyfikacja losowych błędów pomiarowych.

Błąd losowy to składnik błędu pomiaru, który zmienia się losowo podczas powtarzanych pomiarów tej samej wielkości.

1) Zgrubny - nie przekracza dopuszczalnego błędu

2) Spudłowanie jest poważnym błędem, zależy od osoby

3) Oczekiwany – uzyskany w wyniku eksperymentu podczas tworzenia. warunki

Pojęcie metrologii

Metrologia– nauka o pomiarach, metody i środki zapewnienia ich jedności oraz sposoby osiągania wymaganej dokładności. Opiera się na zestawie terminów i koncepcji, z których najważniejsze podano poniżej.

Wielkość fizyczna- właściwość jakościowo wspólna dla wielu obiektów fizycznych, ale ilościowo indywidualna dla każdego obiektu. Wielkości fizyczne to długość, masa, gęstość, siła, ciśnienie itp.

Jednostka wielkości fizycznej uważa się wielkość, której z definicji przypisuje się wartość równą 1. Na przykład masa 1 kg, siła 1 N, ciśnienie 1 Pa. W różnych układach jednostek jednostki tej samej ilości mogą różnić się wielkością. Na przykład dla siły 1 kgf ≈ 10 N.

Wartość wielkości fizycznej– numeryczna ocena wielkości fizycznej konkretnego obiektu w przyjętych jednostkach. Na przykład masa cegły wynosi 3,5 kg.

Wymiar techniczny– wyznaczanie wartości różnych wielkości fizycznych przy użyciu specjalnych metod i środków technicznych. Podczas badań laboratoryjnych wyznaczane są wartości wymiarów geometrycznych, masy, temperatury, ciśnienia, siły itp. Wszystkie pomiary techniczne muszą spełniać wymogi jedności i dokładności.

Pomiar bezpośredni– eksperymentalne porównanie danej wartości z inną, przyjętą w jednostce, poprzez odczyt na skali przyrządu. Na przykład pomiar długości, masy, temperatury.

Pomiary pośrednie– wyniki uzyskane na podstawie wyników pomiarów bezpośrednich poprzez obliczenia z wykorzystaniem znanych wzorów. Na przykład określenie gęstości i wytrzymałości materiału.

Jedność pomiarów– stan pomiarów, w którym ich wyniki są wyrażone w jednostkach prawnych, a błędy pomiaru są znane z określonym prawdopodobieństwem. Jedność pomiarów jest konieczna, aby móc porównywać wyniki pomiarów wykonanych w różnych miejscach, w różnym czasie, przy użyciu różnych przyrządów.

Dokładność pomiarów– jakość pomiarów, odzwierciedlająca zgodność uzyskanych wyników z prawdziwą wartością mierzonej wartości. Rozróżnij prawdziwe i rzeczywiste wartości wielkości fizycznych.

Prawdziwe znaczenie wielkość fizyczna idealnie odzwierciedla odpowiednie właściwości obiektu pod względem jakościowym i ilościowym. Wartość rzeczywista jest wolna od błędów pomiarowych. Ponieważ wszystkie wartości wielkości fizycznej są ustalane empirycznie i zawierają błędy pomiarowe, prawdziwa wartość pozostaje nieznana.

Prawdziwa wartość wielkości fizyczne można znaleźć eksperymentalnie. Jest na tyle zbliżona do prawdziwej wartości, że do pewnych celów można ją zamiast tego zastosować. W pomiarach technicznych za wartość rzeczywistą przyjmuje się wartość wielkości fizycznej stwierdzonej z błędem dopuszczalnym przez wymagania techniczne.

Błąd pomiaru– odchylenie wyniku pomiaru od wartości rzeczywistej wartości mierzonej. Ponieważ prawdziwa wartość mierzonej wielkości pozostaje nieznana, w praktyce błąd pomiaru szacuje się jedynie w przybliżeniu, porównując wyniki pomiarów z wartością tej samej wielkości uzyskaną z kilkukrotnie większą dokładnością. Zatem błąd pomiaru wymiarów próbki linijką, który wynosi ± 1 mm, można oszacować, mierząc próbkę suwmiarką z błędem nie większym niż ± 0,5 mm.

Absolutny błąd wyrażona w jednostkach mierzonej wielkości.

Względny błąd- stosunek błędu bezwzględnego do wartości rzeczywistej wartości mierzonej.

Przyrządy pomiarowe to środki techniczne stosowane w pomiarach, posiadające znormalizowane właściwości metrologiczne. Przyrządy pomiarowe dzielą się na miary i przyrządy pomiarowe.

Mierzyć– przyrząd pomiarowy przeznaczony do odtworzenia wielkości fizycznej o danej wielkości. Na przykład waga jest miarą masy.

Urządzenie pomiarowe– przyrząd pomiarowy służący do odtwarzania informacji pomiarowych w formie dostępnej dla obserwatora. Najprostsze przyrządy pomiarowe nazywane są przyrządami pomiarowymi. Na przykład linijka, suwmiarka.

Główne wskaźniki metrologiczne przyrządów pomiarowych to:

Wartość podziału skali to różnica wartości mierzonej wielkości, odpowiadająca dwóm sąsiednim znacznikom skali;

Wartością początkową i końcową skali są odpowiednio najmniejsza i największa wartość zmierzonej wartości wskazana na skali;

Zakres pomiarowy to zakres wartości mierzonej wartości, dla którego normalizowane są błędy dopuszczalne.

Błąd pomiaru– wynik wzajemnego nakładania się błędów spowodowanych różnymi przyczynami: błędami samych przyrządów pomiarowych, błędami powstałymi podczas użytkowania urządzenia i odczytu wyników pomiarów oraz błędami wynikającymi z nieprzestrzegania warunków pomiaru. Przy dostatecznie dużej liczbie pomiarów średnia arytmetyczna wyników pomiarów zbliża się do wartości prawdziwej, a błąd maleje.

Błąd systematyczny- błąd, który pozostaje stały lub zmienia się naturalnie przy powtarzanych pomiarach i pojawia się z dobrze znanych powodów. Na przykład przesunięcie skali instrumentu.

Błąd losowy to błąd, w którym nie ma naturalnego związku z poprzednimi lub kolejnymi błędami. Jego pojawienie się spowodowane jest wieloma przypadkowymi przyczynami, których wpływu na każdy pomiar nie można z góry uwzględnić. Przyczynami pojawienia się błędu losowego są np.: niejednorodność materiału, nieprawidłowości podczas pobierania próbek, błędy w odczytach przyrządów.

Jeżeli podczas pomiarów wystąpi tzw rażący błąd, co znacznie zwiększa błąd oczekiwany w danych warunkach, wówczas takie wyniki pomiarów wyklucza się z rozpatrywania jako niewiarygodne.

Jedność wszystkich miar zapewnia ustanowienie jednostek miar i opracowanie ich standardów. Od 1960 roku obowiązuje Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (SI), który zastąpił złożony zbiór układów jednostek i poszczególnych jednostek niesystemowych opracowany w oparciu o metryczny układ miar. W Rosji system SI został przyjęty jako standard, a jego zastosowanie w budownictwie jest regulowane od 1980 roku.

Wykład 2. Wielkości fizyczne. JEDNOSTKI MIARY

2.1 Wielkości fizyczne i skale

2.2 Jednostki wielkości fizycznych

2.3. Międzynarodowy układ jednostek (układ SI)

2.4 Wielkości fizyczne procesów technologicznych

produkcja jedzenia

2.1 Wielkości fizyczne i skale

Wielkość fizyczna to właściwość, która jest jakościowo wspólna wielu obiektom fizycznym (układom fizycznym, ich stanom i procesom w nich zachodzącym), ale ilościowo indywidualna dla każdego z nich.

Indywidualnie pod względem ilościowym należy rozumieć w ten sposób, że ta sama właściwość dla jednego przedmiotu może być określoną liczbę razy większa lub mniejsza niż dla innego.

Zwykle termin „wielkość fizyczna” jest używany w odniesieniu do właściwości lub cech, które można określić ilościowo. Wielkości fizyczne obejmują masę, długość, czas, ciśnienie, temperaturę itp. Wszystkie z nich określają jakościowo wspólne właściwości fizyczne, a ich charakterystyki ilościowe mogą być różne;

Wskazane jest rozróżnienie wielkości fizycznych mierzone i oceniane. Zmierzony EF można wyrazić ilościowo w postaci określonej liczby ustalonych jednostek miary. Możliwość wprowadzenia i wykorzystania tego ostatniego jest ważnym wyróżnikiem mierzonego EF.

Istnieją jednak właściwości takie jak smak, zapach itp., dla których nie można wprowadzić jednostek. Takie ilości można oszacować. Wartości ocenia się za pomocą skal.

Przez dokładność wyniku Istnieją trzy rodzaje wartości wielkości fizycznych: prawdziwe, rzeczywiste, zmierzone.

Prawdziwa wartość wielkości fizycznej(prawdziwa wartość wielkości) - wartość wielkości fizycznej, która pod względem jakościowym i ilościowym idealnie odzwierciedlałaby odpowiadającą jej właściwość obiektu.

Do postulatów metrologii zalicza się m.in

Prawdziwa wartość pewnej wielkości istnieje i jest stała

Nie można znaleźć prawdziwej wartości mierzonej wielkości.

Prawdziwą wartość wielkości fizycznej można uzyskać jedynie w wyniku niekończącego się procesu pomiarów wraz z ciągłym udoskonalaniem metod i przyrządów pomiarowych. Dla każdego poziomu rozwoju techniki pomiarowej możemy poznać jedynie rzeczywistą wartość wielkości fizycznej, która jest stosowana zamiast prawdziwej.

Rzeczywista wartość wielkości fizycznej– wartość wielkości fizycznej stwierdzona eksperymentalnie i na tyle bliska wartości prawdziwej, że może ją zastąpić dla danego zadania pomiarowego. Typowym przykładem ilustrującym rozwój techniki pomiarowej jest pomiar czasu. Kiedyś jednostkę czasu, sekundę, definiowano jako 1/86400 przeciętnego dnia słonecznego z błędem 10 -7 . Obecnie druga jest wyznaczana z błędem 10 -14 , czyli jesteśmy o 7 rzędów wielkości bliżej prawdziwej wartości wyznaczania czasu na poziomie odniesienia.

Rzeczywistą wartość wielkości fizycznej zwykle przyjmuje się jako średnią arytmetyczną szeregu wartości wielkości uzyskanych przy pomiarach o jednakowej precyzji lub średnią ważoną arytmetyczną przy pomiarach o różnej precyzji.

Zmierzona wartość wielkości fizycznej– wartość wielkości fizycznej uzyskana określoną techniką.

Według rodzaju zjawisk fotowoltaicznych podzielone na następujące grupy :

- prawdziwy , te. opisywanie właściwości fizycznych i fizykochemicznych substancji. Materiały i produkty z nich wykonane. Należą do nich masa, gęstość itp. Są to pasywne PV, ponieważ do ich pomiaru konieczne jest wykorzystanie pomocniczych źródeł energii, za pomocą których generowany jest sygnał informacji pomiarowej.

- energia – opis charakterystyki energetycznej procesów przetwarzania, przesyłu i wykorzystania energii (energia, napięcie, moc). Wielkości te są aktywne. Można je przetwarzać na sygnały informacji pomiarowej bez wykorzystania pomocniczych źródeł energii;

- charakteryzujących przebieg procesów czasowych . Do tej grupy zaliczają się różnego rodzaju charakterystyki widmowe, funkcje korelacji itp.

W zależności od stopnia warunkowej zależności od innych wartości PV dzieli się na podstawowe i pochodne

Podstawowa wielkość fizyczna– wielkość fizyczna wchodząca w skład układu wielkości i umownie przyjęta jako niezależna od innych wielkości tego układu.

Wybór wielkości fizycznych uznawanych za podstawowe oraz ich liczba dokonywana jest arbitralnie. Przede wszystkim jako główne wybrano wielkości charakteryzujące podstawowe właściwości świata materialnego: długość, masę, czas. Pozostałe cztery podstawowe wielkości fizyczne dobiera się tak, aby każda z nich reprezentowała jedną z gałęzi fizyki: natężenie prądu, temperaturę termodynamiczną, ilość materii, natężenie światła.

Każdej podstawowej wielkości fizycznej układu wielkości przypisany jest symbol w postaci małej litery alfabetu łacińskiego lub greckiego: długość - L, masa - M, czas - T, prąd elektryczny - I, temperatura - O, ilość substancja - N, natężenie światła - J. Symbole te zawarte są w nazwie układu wielkości fizycznych. Zatem układ wielkości fizycznych mechaniki, którego głównymi wielkościami są długość, masa i czas, nazywany jest „układem LMT”.

Pochodna wielkość fizyczna– wielkość fizyczna wchodząca w skład układu wielkości i wyznaczana poprzez wielkości podstawowe tego układu.

1.3 Wielkości fizyczne i ich pomiary

Wielkość fizyczna – jedna z właściwości obiektu fizycznego (układu, zjawiska lub procesu fizycznego), wspólna jakościowo dla wielu obiektów fizycznych, ale ilościowo indywidualna dla każdego z nich. Można również powiedzieć, że wielkość fizyczna to wielkość, którą można zastosować w równaniach fizycznych, a przez fizykę mamy tu na myśli ogólnie naukę i technologię.

Słowo " ogrom„jest często używane w dwóch znaczeniach: jako ogólna właściwość, do której można zastosować pojęcie mniej więcej, oraz jako wielkość tej właściwości. W tym drugim przypadku musielibyśmy mówić o „wielkości wielkości”, dlatego w dalszej części będziemy mówić o ilości właśnie jako o właściwości obiektu fizycznego, a w drugim sensie jako o znaczeniu wielkości fizycznej .

Ostatnio podział ilości na fizyczne i niefizyczne , choć należy zauważyć, że nie ma ścisłego kryterium takiego podziału wartości. Jednocześnie pod fizyczny rozumieć wielkości charakteryzujące właściwości świata fizycznego i stosowane w naukach fizycznych i technologii. Są dla nich jednostki miary. Wielkości fizyczne, w zależności od zasad ich pomiaru, dzielą się na trzy grupy:

Wielkości charakteryzujące właściwości obiektów (długość, masa);

wielkości charakteryzujące stan układu (ciśnienie,

temperatura);

Wielkości charakteryzujące procesy (prędkość, moc).

DO niefizyczne odnoszą się do wielkości, dla których nie ma jednostek miary. Potrafią scharakteryzować zarówno właściwości świata materialnego, jak i pojęcia stosowane w naukach społecznych, ekonomii i medycynie. Zgodnie z tym podziałem wielkości zwyczajowo rozróżnia się pomiary wielkości fizycznych i pomiary niefizyczne . Innym wyrazem tego podejścia są dwa różne rozumienia pojęcia pomiaru:

pomiar w w wąskim znaczeniu jako porównanie eksperymentalne

jedną mierzalną wielkość z inną znaną wielkością

ta sama jakość przyjęta jako całość;

pomiar w w szerokim znaczeniu jak znaleźć dopasowania

pomiędzy liczbami a przedmiotami, ich stanami lub procesami wg

znane zasady.

Druga definicja pojawiła się w związku z upowszechnieniem się w ostatnim czasie pomiarów wielkości niefizycznych, które pojawiają się w badaniach biomedycznych, w szczególności w psychologii, ekonomii, socjologii i innych naukach społecznych. W takim przypadku bardziej słuszne byłoby mówienie nie o pomiarze, ale o szacowanie ilości , rozumienie oceny jako ustalenia jakości, stopnia, poziomu czegoś zgodnie z ustalonymi zasadami. Inaczej mówiąc, jest to operacja przypisania, poprzez obliczenie, znalezienie lub ustalenie liczby, wielkości charakteryzującej jakość przedmiotu, według ustalonych zasad. Na przykład określenie siły wiatru lub trzęsienia ziemi, ocena łyżwiarzy figurowych lub ocena wiedzy uczniów w pięciostopniowej skali.

Pojęcie ocena wielkości nie należy mylić z koncepcją szacowania wielkości, związaną z tym, że w wyniku pomiarów tak naprawdę nie otrzymujemy prawdziwej wartości mierzonej wielkości, a jedynie jej ocenę, w takim czy innym stopniu zbliżoną do tej wartości.

Koncepcja omówiona powyżej pomiar", co zakłada obecność jednostki miary (miary), odpowiada pojęciu miary w wąskim znaczeniu i jest bardziej tradycyjne i klasyczne. W tym sensie będzie to rozumiane poniżej - jako pomiar wielkości fizycznych.

Poniżej są o podstawowe koncepcje , odnoszące się do wielkości fizycznej (w dalszej części wszystkie podstawowe pojęcia z metrologii i ich definicje podane są zgodnie z wyżej wymienionym zaleceniem dotyczącym normalizacji międzystanowej RMG 29-99):

- wielkość wielkości fizycznej - pewność ilościowa wielkości fizycznej właściwej konkretnemu przedmiotowi materialnemu, systemowi, zjawisku lub procesowi;

- wartość wielkości fizycznej - wyrażenie wielkości wielkości fizycznej w postaci określonej liczby przyjętych dla niej jednostek;

- prawdziwa wartość wielkości fizycznej - wartość wielkości fizycznej, która idealnie charakteryzuje odpowiadającą jej wielkość fizyczną pod względem jakościowym i ilościowym (można ją skorelować z pojęciem prawdy absolutnej i uzyskuje się ją jedynie w wyniku niekończącego się procesu pomiarów wraz z nieustannym udoskonalaniem metod i przyrządów pomiarowych) );

rzeczywista wartość wielkości fizycznej  wartość wielkości fizycznej otrzymana eksperymentalnie i na tyle bliska wartości prawdziwej, że można ją zamiast niej zastosować w zadanym zadaniu pomiarowym;

jednostka miary wielkości fizycznej  wielkość fizyczna o ustalonym rozmiarze, której zwykle przypisuje się wartość liczbową równą 1 i używaną do ilościowego wyrażania podobnych wielkości fizycznych;

układ wielkości fizycznych  zbiór wielkości fizycznych utworzony zgodnie z przyjętymi zasadami, przy czym niektóre wielkości przyjmuje się jako niezależne, a inne definiuje się jako funkcje tych wielkości niezależne wielkości;

główny wielkość fizyczna – wielkość fizyczna zawarta w systemie wielkości i umownie przyjęta jako niezależna od innych wielkości tego układu.

pochodna wielkość fizyczna – wielkość fizyczna wchodząca w skład układu wielkości i wyznaczana za pomocą wielkości podstawowych tego układu;

układ jednostek fizycznych  zbiór podstawowych i pochodnych jednostek wielkości fizycznych, utworzony zgodnie z zasadami dla danego układu wielkości fizycznych.

Gdybym chciała przeczytać, to jeszcze tego nie zrobiłam
znając litery, byłby to nonsens.
W ten sam sposób, gdybym chciał osądzać
o zjawiskach naturalnych, nie mając żadnych
pomysły na temat początków rzeczy, to
byłoby to równie bezsensowne.
M. V. Łomonosow

Rozejrzyj się. Jaka różnorodność obiektów cię otacza: ludzie, zwierzęta, drzewa. To telewizor, samochód, jabłko, kamień, żarówka, ołówek itp. Nie sposób wymienić wszystkiego. W fizyce każdy przedmiot nazywany jest ciałem fizycznym.

Ryż. 6

Czym różnią się ciała fizyczne? Dużo ludzi. Na przykład mogą mieć różne objętości i kształty. Mogą składać się z różnych substancji. Srebrne i złote łyżki (ryc. 6) mają tę samą objętość i kształt. Ale składają się z różnych substancji: srebra i złota. Drewniana kostka i kula (ryc. 7) mają różne objętości i kształty. Są to różne ciała fizyczne, ale zbudowane z tej samej substancji – drewna.

Ryż. 7

Oprócz ciał fizycznych istnieją także pola fizyczne. Pola istnieją niezależnie od nas. Nie zawsze można je wykryć za pomocą ludzkich zmysłów. Np. pole wokół magnesu (ryc. 8), pole wokół naładowanego ciała (ryc. 9). Można je jednak łatwo wykryć za pomocą instrumentów.

Ryż. 8

Ryż. 9

W ciałach i polach fizycznych mogą wystąpić różne zmiany. Łyżka zanurzona w gorącej herbacie nagrzewa się. Woda w kałuży odparowuje i zamarza w zimny dzień. Lampka (ryc. 10) emituje światło, dziewczynka i pies biegają (poruszają się) (ryc. 11). Magnes ulega rozmagnesowaniu, a jego pole magnetyczne słabnie. Ogrzewanie, parowanie, zamrażanie, promieniowanie, ruch, rozmagnesowanie itp. – wszystko to zmiany zachodzące w ciałach i polach fizycznych nazywane są zjawiskami fizycznymi.

Ryż. 10

Studiując fizykę, poznasz wiele zjawisk fizycznych.

Ryż. jedenaście

Wielkości fizyczne wprowadzane są w celu opisu właściwości ciał fizycznych i zjawisk fizycznych. Można na przykład opisać właściwości drewnianej kuli i sześcianu za pomocą wielkości fizycznych, takich jak objętość i masa. Zjawisko fizyczne - ruch (dziewczyny, samochodu itp.) - można opisać znając takie wielkości fizyczne, jak droga, prędkość, okres czasu. Zwróć uwagę na główny znak wielkości fizycznej: można go zmierzyć za pomocą przyrządów lub obliczyć za pomocą wzoru. Objętość ciała można zmierzyć zlewką z wodą (ryc. 12, a) lub mierząc linijką długość a, szerokość b i wysokość c (ryc. 12, b), można ją obliczyć za pomocą formuła

V = a. B. C.

Ryż. 12

Pomyśl i odpowiedz

Co nazywa się ciałem fizycznym? Zjawisko fizyczne?
Jaki jest główny znak wielkości fizycznej? Nazwij znane ci wielkości fizyczne.
Spośród powyższych pojęć wymień te, które odnoszą się do: a) ciał fizycznych; b) zjawiska fizyczne; c) wielkości fizyczne: 1) kropla; 2) ogrzewanie; 3) długość; 4) burza; 5) kostka; 6) objętość; 7) wiatr; 8) senność; 9) temperatura; 10) ołówek; 11) okres czasu; 12) wschód słońca; 13) prędkość; 14) piękno.

Praca domowa