Havalandırma
Fiziksel bir miktarın ana işareti nedir? Ders Özelliği

Fiziksel bir miktarın ana işareti nedir? Ders Özelliği

Ölçüm- Bir miktar birimini saklayan, ölçülen miktarın birimiyle karşılaştırılmasına ve elde edilmesine olanak tanıyan teknik bir araç kullanılarak gerçekleştirilen ağırlıklı olarak deneysel işlemler dizisi.

miktarın istenen değeri. Bu değere ölçüm sonucu denir.

Görüntülenen nesnenin niceliksel değerindeki farklılıkları oluşturmak için fiziksel nicelik kavramı tanıtılır.

Fiziksel miktar (PV) birçok fiziksel nesne için niteliksel açıdan ortak olan, ancak her nesne için niceliksel olarak bireysel olan fiziksel bir nesnenin (fenomen, süreç) özelliklerinden biridir (Şekil 4.1).

Örneğin yoğunluk, voltaj, kırılma indisi vb.

Bu nedenle, bir ölçüm cihazı, örneğin bir doğru akım voltmetresi kullanarak, işaretçinin (ok) konumunu voltmetre ölçeğinde depolanan elektrik voltajı birimiyle karşılaştırarak belirli bir elektrik devresinin voltajını volt cinsinden ölçeriz. Belirli bir volt sayısı olarak bulunan gerilim değeri, ölçüm sonucunu temsil eder.

Pirinç. 4.1.

Bir büyüklüğün ayırt edici özelliği; bir ölçü birimi, bir ölçüm tekniği, standart bir numune veya bunların birleşimi olabilir.

Gerektiğinde sadece fiziksel bir niceliğin değil, fiziksel ve fiziksel olmayan her türlü nesnenin ölçümü de yapılabilmektedir.

Bir cismin kütlesi 50 kg ise fiziksel bir miktarın büyüklüğünden bahsediyoruz.

Fiziksel miktarın boyutu- belirli bir maddi nesnenin (olgu, süreç) doğasında bulunan fiziksel miktarın niceliksel olarak belirlenmesi.

Gerçek Boyut fiziksel bir miktar, nesnenin özelliklerinin karşılık gelen karakteristiğinin ölçülüp ölçülmediğine bağlı olmayan nesnel bir gerçekliktir. Gerçek değer Fiziksel miktar deneysel olarak bulunur. Hatanın büyüklüğüne göre gerçek değerden farklıdır.

Bir miktarın boyutu, miktar ölçülürken hangi birimin kullanıldığına bağlıdır.

Boyut, bir ölçü birimi belirtilmeden soyut bir sayı olarak ifade edilebilir. fiziksel bir miktarın sayısal değeri. Bu miktarın birimini belirten bir sayı ile temsil edilen fiziksel bir miktarın niceliksel değerlendirmesine denir. fiziksel bir miktarın değeri.

Belirli bir fiziksel miktarın farklı birimlerinin boyutlarından bahsedebiliriz. Bu durumda, örneğin bir kilogramın boyutu, bir poundun (1 pound = 32 lot = 96 makara = 409,512 g), puodun (1 puan = 40 pound = 1280 lot = 16,3805 kg) boyutundan farklıdır. . D.

Sonuç olarak, fiziksel büyüklüklerin farklı ülkelerdeki farklı yorumlarının dikkate alınması gerekir, aksi takdirde aşılamaz zorluklara, hatta felaketlere yol açabilir.

Böylece, 1984 yılında Kanada yolcu uçağı Boeing-647, 10 bin m yükseklikte uçuş sırasında kullanılmış yakıt nedeniyle motorların arızalanması üzerine araç test sahasına acil iniş yaptı. Bu olayın açıklaması, uçaktaki aletlerin litre cinsinden kalibre edildiği, ancak Kanada havayolunun uçağa yakıt ikmali yapan aletlerinin galon cinsinden (yaklaşık 3,8 L) kalibre edildiğiydi. Böylece gerekenden neredeyse dört kat daha az yakıt dolduruldu.

Yani belli bir miktar varsa X, bunun için benimsenen ölçü birimi [X] ise, belirli bir fiziksel miktarın değeri formül kullanılarak hesaplanabilir

X = q [X], (4.1)

Nerede Q - fiziksel bir miktarın sayısal değeri; [ X] – fiziksel miktar birimi.

Örneğin boru uzunluğu ben= 5m, burada ben- uzunluğun değeri, 5 - sayısal değeri, m - bu durumda benimsenen uzunluk birimi.

Denklem (4.1) denir temel ölçüm denklemi, Bir büyüklüğün sayısal değerinin, benimsenen ölçü biriminin büyüklüğüne bağlı olduğunu gösteren.

Karşılaştırma alanına bağlı olarak değerler şunlar olabilir: homojen Ve heterojen.Örneğin çap, çevre, dalga boyu kural olarak uzunluk adı verilen bir miktarla ilgili homojen büyüklükler olarak kabul edilir.

Aynı büyüklükler sistemi içinde homojen nicelikler aynı boyuta sahiptir. Ancak aynı boyuttaki nicelikler her zaman homojen değildir. Örneğin kuvvet momenti ve enerji homojen büyüklükler olmayıp aynı boyuta sahiptir.

Miktar sistemi bir dizi niceliği ve bu nicelikleri birbirine bağlayan bir dizi tutarlı denklemi temsil eder.

Temel miktar Belirli bir miktar sistemi için koşullu olarak seçilen ve temel miktarlar kümesine dahil edilen bir miktarı temsil eder. Örneğin SI sisteminin temel büyüklükleri. Ana miktarlar birbiriyle ilişkili değildir.

Türetilmiş miktar Büyüklükler sistemi bu sistemin temel büyüklükleri aracılığıyla belirlenir. Örneğin, ana büyüklüklerin uzunluk ve kütle olduğu bir nicelikler sisteminde, kütle yoğunluğu, kütlenin hacme bölümü (uzunluğun üçüncü kuvveti) olarak tanımlanan türetilmiş bir niceliktir.

Çoklu ünite Belirli bir ölçü biriminin birden büyük bir tam sayı ile çarpılmasıyla elde edilir. Örneğin kilometre, metrenin ondalık katıdır; ve bir saat, saniyenin katı olan ondalık olmayan bir birimdir.

altkat birimi Bir ölçü biriminin birden büyük bir tam sayıya bölünmesiyle elde edilir. Örneğin milimetre, metrenin alt katı olan ondalık bir birimdir.

Sistemik olmayan birimölçüm bu birim sistemine ait değildir. Örneğin gün, saat, dakika, SI sistemine göre sistemik olmayan ölçü birimleridir.

Başka bir önemli kavramı tanıtalım - ölçüm dönüşümü.

İki büyüklüğün boyutları arasında bire bir yazışma kurma süreci olarak anlaşılmaktadır: dönüştürülen miktar (girdi) ve ölçüm sonucunda dönüştürülen miktar (girdi).

Teknik bir cihaz (ölçüm dönüştürücü) kullanılarak dönüşüme tabi tutulan girdi miktarının boyutları kümesine denir. dönüşüm aralığı.

Ölçüm dönüşümü, genellikle bölünen fiziksel büyüklük türlerine bağlı olarak farklı şekillerde gerçekleştirilebilir. üç grup.

İlk grup yalnızca ilişkilerinin "daha zayıf - daha güçlü", "daha yumuşak - daha sert", "daha soğuk - daha sıcak" vb. karşılaştırmalar şeklinde belirlendiği boyutlar kümesindeki miktarları temsil eder.

Bu ilişkiler teorik veya deneysel çalışmalara dayanarak kurulur ve denir. sipariş ilişkileri(denklik ilişkileri).

miktarlara İlk grupörneğin rüzgar kuvvetini (zayıf, güçlü, orta, fırtına vb.), incelenen vücudun girinti veya çizilmeye karşı direnç gösterme yeteneği ile karakterize edilen sertliği içerir.

İkinci grup sıra ilişkilerinin (eşdeğerlik) yalnızca büyüklüklerin boyutları arasında değil, aynı zamanda büyüklük çiftleri arasındaki miktarların farklılıkları arasında da belirlendiği nicelikleri temsil eder.

Bunlar, örneğin bir sıvı termometre ölçeğinde belirlenen zamanı, enerjiyi, sıcaklığı içerir.

Bu büyüklüklerin boyutlarındaki farklılıkları karşılaştırma imkanı, ikinci grubun niceliklerinin belirlenmesinde yatmaktadır.

Bu nedenle, bir cıva termometresi kullanıldığında sıcaklık farklarının (örneğin +5 ila +10 ° C aralığında) eşit olduğu kabul edilir. Dolayısıyla bu durumda, hem büyüklük sırasına göre bir ilişki (10°C'den 25 "daha sıcak") hem de boyut değeri çiftleri arasındaki farklar arasında bir eşdeğerlik ilişkisi vardır: bir çiftin farkı (25–20°C) ) bir çiftin farkına (10– 5°C) karşılık gelir.

Her iki durumda da sıra ilişkisi, adı geçen sıvı termometresi olan bir ölçüm cihazı (ölçüm dönüştürücü) kullanılarak açık bir şekilde kurulur.

Sıcaklığın hem birinci hem de ikinci grubun değerlerine ait olduğu sonucuna varmak kolaydır.

Üçüncü grup miktarlar, boyutları setinde (ikinci grubun miktarlarının belirtilen sıra ve eşdeğerlik özellikleri hariç), toplama veya çıkarmaya benzer işlemlerin (toplanabilirlik özelliği) gerçekleştirilmesinin mümkün olmasıyla karakterize edilir.

Üçüncü grubun miktarları, örneğin uzunluk, kütle gibi önemli sayıda fiziksel niceliği içerir.

Böylece eşit kollu terazilerin kefelerinden birine yerleştirilen her biri 0,5 kg ağırlığındaki iki cisim, diğer kefeye yerleştirilen 1 kg ağırlığındaki bir ağırlıkla dengeleniyor.

Ölçüm kalitesi

Hiçbir bilim ölçüm olmadan yapamaz, bu nedenle ölçüm bilimi olarak metroloji diğer tüm bilimlerle yakın ilişki içindedir. Bu nedenle metrolojinin temel kavramı ölçümdür. GOST 16263 - 70'e göre ölçüm, özel teknik araçlar kullanılarak fiziksel bir miktarın (PV) değerinin deneysel olarak bulunmasıdır.

Ölçüm olasılığı, ölçüm nesnesinin belirli bir özelliğinin ön çalışması, hem özelliğin kendisinin hem de taşıyıcısının - bir bütün olarak ölçüm nesnesinin - soyut modellerinin oluşturulmasıyla belirlenir. Bu nedenle ölçümün yeri, ölçümün güvenirliğini sağlayan biliş yöntemleri arasında belirlenir. Metrolojik prosedürlerin yardımıyla veri oluşturma (biliş sonuçlarının kaydedilmesi) sorunları çözülür. Bu açıdan ölçüm, bilginin kodlanması ve alınan bilginin kaydedilmesi yöntemidir.

Ölçümler, yönetim veya kontrol nesnesi hakkında niceliksel bilgi sağlar; bu olmadan teknik sürecin belirtilen tüm koşullarını doğru bir şekilde yeniden üretmek, yüksek kaliteli ürünler sağlamak ve nesnenin etkin yönetimini sağlamak imkansızdır. Bütün bunlar ölçümlerin teknik yönünü oluşturur.

1918 yılına kadar Rusya'da eski Rusça ve İngilizce (inç) sistemlerin yanı sıra isteğe bağlı olarak metrik sistem de kullanılmaya başlandı. RSFSR Halk Komiserleri Konseyi'nin "Uluslararası metrik ağırlık ve ölçü sisteminin uygulamaya konulması hakkında" kararını imzalamasının ardından metrolojik faaliyetlerde önemli değişiklikler meydana gelmeye başladı. Rusya'da metrik sistemin tanıtımı 1918'den 1927'ye kadar gerçekleşti. Büyük Vatanseverlik Savaşı'ndan sonra ve bugüne kadar ülkemizde metrolojik çalışmalar Devlet Standartlar Komitesi (Gosstandart) önderliğinde yürütülmektedir.

1960 yılında, XI. Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Konferansı, Uluslararası VF Birimleri Sistemi - SI sistemini kabul etti. Bugün metrik sistem dünya çapında 124'ten fazla ülkede yasallaştırılmıştır.

Şu anda, Ana Ağırlık ve Ölçüler Odası temelinde ülkenin en yüksek bilimsel kurumu - adını taşıyan Tüm Rusya Metroloji Araştırma Enstitüsü bulunmaktadır. DI. Mendeleev (VNIIM). Enstitünün laboratuvarlarında ölçü birimlerinin devlet standartları geliştirilmekte ve saklanmakta, fiziksel sabitler ve madde ve malzemelerin özellikleri belirlenmektedir. Enstitünün çalışmaları doğrusal, açısal, optik ve fotometrik, akustik, elektriksel ve manyetik ölçümleri, kütle, yoğunluk, kuvvet, basınç, viskozite, sertlik, hız, ivme ve diğer birçok nicelik ölçümlerini kapsamaktadır.

1955 yılında, ülkenin ikinci metroloji merkezi Moskova yakınlarında kuruldu - şimdi Tüm Rusya Fiziksel, Teknik ve Radyo Mühendisliği Ölçümleri Araştırma Enstitüsü (VNIIFTRI). Bilim ve teknolojinin bir dizi önemli alanında standartlar ve hassas ölçüm araçları geliştirmektedir: radyo elektroniği, zaman ve frekans hizmetleri, akustik, atom fiziği, düşük sıcaklık ve yüksek basınç fiziği.

Rusya'daki üçüncü metroloji merkezi, uygulamalı ve yasal metroloji alanında lider kuruluş olan Tüm Rusya Metrolojik Hizmet Araştırma Enstitüsü'dür (VNIIMS). Ülkenin metroloji hizmetinin koordinasyonu ve bilimsel ve metodolojik yönetimi kendisine emanet edilmiştir. Listelenenlere ek olarak, bir dizi bölgesel metroloji enstitüsü ve merkezi de bulunmaktadır.

Uluslararası metroloji kuruluşları arasında 1956'da kurulan Uluslararası Yasal Metroloji Örgütü (OIML) bulunmaktadır. Uluslararası Yasal Metroloji Bürosu, Paris'te OIML'e bağlı olarak faaliyet göstermektedir. Faaliyetleri Uluslararası Yasal Metroloji Komitesi tarafından yönetilmektedir. Bazı metroloji sorunları Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) tarafından ele alınmaktadır.

Fiziksel özellikler ve miktarlar. Fiziksel büyüklüklerin sınıflandırılması.

Ölçüm terazileri

Çevredeki dünyanın tüm nesneleri özellikleriyle karakterize edilir.

Mülk- bir nesnenin (fenomen veya süreç) diğer nesnelerle farkını veya ortaklığını belirleyen ve onlarla ilişkilerinde ortaya çıkan bir yönünü ifade eden felsefi bir kategori. Özellik - kalite kategorisi. Fiziksel cisimlerin, olayların ve süreçlerin çeşitli özelliklerinin niceliksel bir açıklaması için nicelik kavramı tanıtılmıştır.

Büyüklük- bu, bir nesnenin (fenomen, süreç veya başka bir şey) ölçüsüdür, diğer özellikler arasında neyin ayırt edilebileceğinin ve niceliksel olarak da dahil olmak üzere şu veya bu şekilde değerlendirilebileceğinin bir ölçüsüdür. Bir miktar kendi başına mevcut değildir; yalnızca belirli bir miktarla ifade edilen özelliklere sahip bir nesne olduğu sürece var olur.

Dolayısıyla nicelik kavramı nitelik (özellik, nitelik) ve nicelikten daha genel bir kavramdır.

Fiziksel özellikler ve miktarlar

İki tür miktar vardır: gerçek ve ideal.

İdeal miktarlar (miktarların sayısal değerleri, grafikler, fonksiyonlar, operatörler vb.) esas olarak matematikle ilgilidir ve belirli gerçek kavramların bir genellemesidir (matematiksel model). Öyle ya da böyle hesaplanırlar.

Gerçek değerler sırasıyla şu şekilde bölünmüştür: fiziksel Ve fiziksel olmayan. burada, fiziksel miktar genel durumda, doğa (fizik, kimya) ve teknik bilimlerde incelenen maddi nesnelerin (bedenler, süreçler, olaylar) nicelik özelliği olarak tanımlanabilir. İLE fiziksel olmayan miktarlar Felsefe, sosyoloji, ekonomi vb. gibi sosyal (fiziksel olmayan) bilimlerin doğasında bulunan değerler dahil edilmelidir.

GOST 16263-70 standardı yorumluyor fiziksel miktar, fiziksel bir nesnenin belirli bir özelliğinin sayısal bir ifadesi olarak, birçok fiziksel nesne için ortak niteliksel anlamda ve niceliksel anlamda, her biri için kesinlikle bireyseldir. Burada niceliksel açıdan bireysellik, bir özelliğin bir nesne için belirli bir sayıda daha büyük veya bir başka nesneye göre daha az olması anlamında anlaşılmaktadır.

Böylece, fiziksel nicelikler, üzerinde çalışılabilecekleri fiziksel nesnelerin veya süreçlerin ölçülen özellikleridir.

Fiziksel büyüklüklerin (PV) şu şekilde daha fazla sınıflandırılması tavsiye edilir: ölçülebilir Ve değerlendirildi.

Ölçülen fiziksel büyüklükler belirli sayıda belirlenmiş ölçü birimi cinsinden niceliksel olarak ifade edilebilir. Ölçü birimlerini tanıtma ve kullanma yeteneği, ölçülen PV'lerin önemli bir ayırt edici özelliğidir.

Şu ya da bu nedenle bir ölçü biriminin getirilemediği fiziksel büyüklükler yalnızca tahmin edilebilir. Bu durumda değerlendirme, belirlenmiş kurallara göre gerçekleştirilen, belirli bir sayıyı belirli bir değere atama işlemi olarak anlaşılmaktadır. Değerler ölçekler kullanılarak değerlendirilir.

Prensip olarak birimlerin ve ölçeklerin kullanılamadığı fiziksel olmayan nicelikler yalnızca tahmin edilebilir.

Fiziksel büyüklüklerin sınıflandırılması

PV'lerin daha ayrıntılı bir çalışması için, bireysel gruplarının genel metrolojik özelliklerini belirleyerek bunları sınıflandırmak gerekir. PV'nin olası sınıflandırmaları Şekil 1'de gösterilmektedir. 2.2.

İle fenomen türleri aşağıdaki gruplara ayrılırlar:

· gerçek yani Maddelerin, malzemelerin ve bunlardan yapılan ürünlerin fiziksel ve fiziko-kimyasal özelliklerinin tanımlanması. Bu grup kütle, yoğunluk, elektriksel direnç, kapasitans, endüktans vb. içerir. Bazen bu PV'lere pasif denir. Bunları ölçmek için, ölçüm bilgi sinyalinin üretildiği yardımcı bir enerji kaynağının kullanılması gerekir. Bu durumda pasif PV'ler ölçülen aktif PV'lere dönüştürülür;

· enerji yani Enerjinin dönüşümü, iletimi ve kullanımı süreçlerinin enerji özelliklerini tanımlayan nicelikler. Bunlara akım, voltaj, güç, enerji dahildir. Bu miktarlara aktif denir. Yardımcı enerji kaynakları kullanılmadan ölçüm bilgi sinyallerine dönüştürülebilirler;

·
karakterize edici süreçlerin zaman içindeki seyri. Bu grup çeşitli spektral karakteristikleri, korelasyon fonksiyonlarını vb. içerir.

Farklı fiziksel süreç gruplarına ait olma durumuna göre Fizik uzay-zamansal, mekanik, termal, elektriksel ve manyetik, akustik, ışık, fizikokimyasal, iyonlaştırıcı radyasyon, atom ve nükleer fizik olarak ayrılmıştır.

Diğer niceliklerden koşullu bağımsızlık derecesine göre Bu grubun PV'leri temel (koşullu olarak bağımsız), türevler (koşullu olarak bağımlı) ve ek olarak ayrılır. Şu anda SI sistemi, ana olanlar olarak seçilen yedi fiziksel nicelik kullanıyor: uzunluk, zaman, kütle, sıcaklık, elektrik akımı, ışık yoğunluğu ve madde miktarı. Ek fiziksel büyüklükler arasında düzlem ve katı açılar bulunur.

Boyut mevcudiyetine göre PV'ler boyutsal olanlara bölünmüştür; Boyutlu ve boyutsuz.

Fiziksel nesneler sonsuz çeşitlilikte kendini gösteren sınırsız sayıda özelliğe sahiptir. Bu durum, ölçümleri sırasında ortaya çıkan sınırlı bit derinliğine sahip sayı kümeleri olarak yansıtılmalarını zorlaştırır. Özelliklerin birçok spesifik tezahürü arasında, aynı zamanda birkaç yaygın olanları da vardır. N.R. Campbell, fiziksel bir nesnenin tüm X özellikleri için eşdeğerlik, düzen ve toplamsallık ilişkilerindeki en genel üç tezahürün varlığını tespit etti. Matematiksel mantıktaki bu ilişkiler analitik olarak en basit önermelerle tanımlanır.

Miktarları karşılaştırırken bir sıra ilişkisi ortaya çıkar (büyük, küçük veya eşit), yani. miktarlar arasındaki ilişki belirlenir. Yoğun miktarlara örnek olarak malzeme sertliği, koku vb. verilebilir.

Yoğun miktarlar tespit edilebilir, yoğunluklarına göre sınıflandırılabilir, kontrole tabi tutulabilir, monoton olarak artan veya azalan sayılarla ölçülebilir.

“Yoğun miktar” kavramından yola çıkarak fiziksel miktar ve büyüklüğü kavramları tanıtılmaktadır. Fiziksel miktarın boyutu- PV kavramına karşılık gelen bir özelliğin belirli bir nesnesindeki niceliksel içerik.

Ölçüm terazileri

Pratik faaliyetlerde cisimlerin, maddelerin, olayların ve süreçlerin özelliklerini karakterize eden çeşitli fiziksel büyüklüklerin ölçümlerinin yapılması gerekmektedir. Bazı özellikler yalnızca niteliksel olarak, diğerleri ise niceliksel olarak ortaya çıkar. Çalışma nesnesinin bir veya başka bir özelliğinin çeşitli tezahürleri (niceliksel veya niteliksel) bir küme oluşturur, öğelerinin sıralı bir sayı dizisine eşleştirilmesi veya daha genel bir durumda geleneksel işaretler oluşur. ölçü birimi Bu mülk. Belirli bir fiziksel miktarın niceliksel özelliğinin ölçüm ölçeği, o fiziksel miktarın ölçeğidir. Böylece, fiziksel miktar ölçeği doğru ölçümlerin sonuçlarına dayalı olarak anlaşmayla benimsenen sıralı bir PV değerleri dizisidir. Ölçüm ölçekleri teorisinin terimleri ve tanımları MI 2365-96 belgesinde belirtilmiştir.

Özelliklerin tezahürünün mantıksal yapısına uygun olarak, beş ana ölçüm ölçeği türü ayırt edilir.

1. Ad ölçeği (sınıflandırma ölçeği). Bu tür ölçekler, özellikleri yalnızca eşdeğerliğe göre ortaya çıkan ampirik nesneleri sınıflandırmak için kullanılır. Bu özellikler fiziksel büyüklükler olarak kabul edilemez, dolayısıyla bu türdeki ölçekler PV ölçekleri değildir. Bu, nesnelerin niteliksel özelliklerine sayılar atamaya ve adların rolünü oynamaya dayanan en basit ölçek türüdür. Yansıyan bir özelliğin belirli bir eşdeğerlik sınıfına atanmasının insan duyuları kullanılarak yapıldığı adlandırma ölçeklerinde en uygun sonuç, uzmanların çoğunluğunun seçtiği sonuçtur. Bu durumda, eşdeğer ölçekteki sınıfların doğru seçimi büyük önem taşımaktadır - bu özelliği değerlendiren gözlemciler ve uzmanlar tarafından güvenilir bir şekilde ayırt edilmeleri gerekir. Nesnelerin ad ölçeğinde numaralandırılması şu ilkeye göre gerçekleştirilir: "aynı sayıyı farklı nesnelere atamayın." Nesnelere atanan sayılar, belirli bir nesnenin oluşma olasılığını veya sıklığını belirlemek için kullanılabilir, ancak toplama veya diğer matematiksel işlemler için kullanılamazlar.

Bu ölçekler sadece denklik ilişkileriyle karakterize edildiğinden sıfır, “fazla”, “daha az” kavramlarını ve ölçü birimlerini içermezler. Adlandırma ölçeklerine bir örnek, renk tanımlaması için tasarlanmış, yaygın olarak kullanılan renk atlaslarıdır.

2. Sıra ölçeği (sıra ölçeği). Belirli bir ampirik nesnenin özelliği, özelliğin niceliksel tezahürünün artması veya azalmasında eşdeğerlik ve düzen ile ilişkili olarak kendini gösteriyorsa, o zaman onun için bir düzen ölçeği oluşturulabilir. Monoton olarak artar veya azalır ve belirtilen özelliği karakterize eden miktarlar arasında daha büyük/daha küçük bir oran belirlemenize olanak tanır. Ölçeklerde sıfır vardır veya yoktur, ancak prensip olarak ölçü birimlerini tanıtmak imkansızdır, çünkü onlar için bir orantılılık ilişkisi kurulmamıştır ve buna göre kaç kat daha fazla veya daha az spesifik olduğuna karar vermenin bir yolu yoktur. bir özelliğin tezahürleridir.

Bir olgunun bilgi düzeyinin, belirli bir özelliğin değerleri arasında var olan ilişkileri doğru bir şekilde kurmasına izin vermediği veya bir ölçeğin kullanımının uygulama için uygun ve yeterli olduğu durumlarda, koşullu (ampirik) sıra ölçekleri kullanılmış. Koşullu ölçek başlangıç değerleri geleneksel birimlerle ifade edilen bir PV ölçeğidir. Örneğin Engler viskozite ölçeği, deniz rüzgarı kuvveti için 12 noktalı Beaufort ölçeği.

Üzerinde referans noktaları işaretlenmiş olan sıralama terazileri yaygınlaşmıştır. Bu tür ölçekler, örneğin, farklı sertlik numaralarına sahip 10 referans (referans) mineral içeren minerallerin sertliğini belirlemek için Mohs ölçeğini içerir: talk - 1; alçıtaşı - 2; kalsiyum - 3; florit - 4; apatit - 5; ortoklaz - 6; kuvars - 7; topaz - 8; korundum - 9; elmas - 10. Bir mineralin belirli bir sertlik derecesine atanması, test malzemesinin destekleyici bir malzemeyle çizilmesinden oluşan bir deney temelinde gerçekleştirilir. Test edilen mineralin kuvars (7) ile çizilmesinden sonra üzerinde bir iz kalırsa, ancak ortoklazdan (6) sonra iz yoksa, test edilen malzemenin sertliği 6'dan fazla, ancak 7'den azdır. Vermek imkansızdır. bu durumda daha doğru bir cevap.

Geleneksel terazilerde, belirli bir miktarın boyutları arasındaki aynı aralıklar, boyutları gösteren sayıların aynı boyutlarına karşılık gelmez. Bu sayıları kullanarak olasılıkları, modları, medyanları, nicelikleri bulabilirsiniz ancak bunlar toplama, çarpma ve diğer matematiksel işlemler için kullanılamaz.

Sıra terazileri kullanılarak büyüklüklerin değerinin belirlenmesi, bu terazilere ölçü birimleri girilemeyeceğinden ölçüm olarak değerlendirilemez. Bir sayıyı istenilen değere atama işlemi bir tahmin olarak değerlendirilmelidir. Sıralama ölçeklerine göre değerlendirme, ele alınan örnekte de görüldüğü gibi belirsiz ve çok koşulludur.

3. Aralık ölçeği (fark ölçeği). Bu ölçekler, sıra ölçeklerinin daha da geliştirilmiş halidir ve özellikleri eşdeğerlik, sıra ve toplamsallık ilişkilerini karşılayan nesneler için kullanılır. Aralık ölçeği aynı aralıklardan oluşur, bir ölçüm birimine ve keyfi olarak seçilmiş bir başlangıca - sıfır noktasına sahiptir. Bu tür ölçekler, dünyanın yaratılışı veya İsa'nın Doğuşu vb. başlangıç noktası olarak alınan çeşitli takvimlere göre kronolojiyi içerir. Celsius, Fahrenheit ve Reaumur sıcaklık ölçekleri de aralık ölçekleridir.

Aralık ölçeği, aralık ekleme ve çıkarma eylemlerini tanımlar. Aslında, bir zaman ölçeğinde aralıklar toplanabilir veya çıkarılabilir ve bir aralığın diğerinden kaç kat daha büyük olduğuna göre karşılaştırılabilir, ancak herhangi bir olayın tarihini toplamak tamamen anlamsızdır.

4. İlişki ölçeği. Bu ölçekler, eşdeğerlik, düzen ve toplamsallık (ikinci tür ölçekler toplamlayıcıdır) ve bazı durumlarda orantılılık (birinci tür ölçekler orantılıdır) ilişkilerini karşılayan ampirik nesnelerin özelliklerini tanımlar. Bunların örnekleri kütle ölçeği (ikinci tür), termodinamik sıcaklıktır (birinci tür).

Oran ölçeklerinde, bir özelliğin sıfır niceliksel tezahürü ve anlaşmayla belirlenen bir ölçü birimi için kesin bir doğal kriter vardır. Biçimsel açıdan bakıldığında oran ölçeği, doğal kökenli bir aralık ölçeğidir. EF ölçülürken önemli olan bu ölçekte elde edilen değerlere tüm aritmetik işlemler uygulanabilir.

İlişki ölçekleri en gelişmiş olanıdır. Denklem ile tanımlanırlar burada Q, ölçeğin oluşturulduğu PV'dir, [Q] ölçüm birimidir, q, PV'nin sayısal değeridir. Bir ilişki ölçeğinden diğerine geçiş, q 2 = q 1 / denklemine göre gerçekleşir.

5. Mutlak ölçekler. Bazı yazarlar mutlak ölçek kavramını kullanırlar; bununla oran ölçeklerinin tüm özelliklerine sahip olan ancak buna ek olarak ölçü biriminin doğal ve net bir tanımına sahip olan ve benimsenen ölçü birimi sistemine bağlı olmayan ölçekleri kastederler. Bu tür ölçekler göreceli değerlere karşılık gelir: kazanç, zayıflama vb. SI sisteminde türetilmiş birçok birim oluşturmak için mutlak ölçeklerin boyutsuz ve sayma birimleri kullanılır.

İsim ve sıra ölçeklerine metrik olmayan (kavramsal) ve aralık ve oran ölçeklerine metrik (maddi) denildiğini unutmayın. Mutlak ve metrik ölçekler doğrusal olarak sınıflandırılır. Ölçüm ölçeklerinin pratik uygulaması, hem ölçeklerin hem de ölçüm birimlerinin kendilerinin ve gerekirse bunların kesin olarak çoğaltılmasına yönelik yöntem ve koşulların standartlaştırılmasıyla gerçekleştirilir.

M. V. Lomonosov

Etrafına bak. Çevrenizde ne kadar çeşitli nesneler var: insanlar, hayvanlar, ağaçlar. Bu bir televizyon, bir araba, bir elma, bir taş, bir ampul, bir kalem vb. Her şeyi listelemek imkansızdır. Fizikte herhangi bir nesneye fiziksel beden denir.

Fiziksel bedenler nasıl farklıdır? Bir çok insan. Örneğin farklı hacim ve şekillere sahip olabilirler. Farklı maddelerden oluşabilirler. Gümüş ve altın kaşıklar aynı hacme ve şekle sahiptir. Ancak farklı maddelerden oluşurlar: gümüş ve altın. Ahşap küp ve silindir farklı hacim ve şekle sahiptir. Bunlar farklı fiziksel bedenlerdir, ancak aynı maddeden, yani ahşaptan yapılmıştır.

Fiziksel bedenlerin yanı sıra fiziksel alanlar da vardır. Alanlar bizden bağımsız olarak var olurlar. Her zaman insan duyuları kullanılarak tespit edilemezler. Örneğin mıknatısın etrafındaki alan, yüklü bir cismin etrafındaki alan. Ancak aletler kullanılarak tespit edilmeleri kolaydır.

Deneyim, iki zıt elektrik yükünün elektrik alan çizgilerinin konumunu göstermektedir.

Fiziksel bedenlerde ve alanlarda çeşitli değişiklikler meydana gelebilir. Sıcak çaya batırılan kaşık ısınır. Soğuk bir günde su birikintisindeki su buharlaşıp donuyor. Lamba ışık yayar, kız ve köpek koşuyor (hareket ediyor). Mıknatıs manyetikliği giderilir ve manyetik alanı zayıflar. Isıtma, buharlaşma, donma, radyasyon, hareket, manyetikliğin giderilmesi vb. - bunların hepsi Fiziksel bedenlerde ve alanlarda meydana gelen değişikliklere fiziksel olaylar denir.

Fizik çalışarak birçok fiziksel olaya aşina olacaksınız.

Fiziksel büyüklükler, fiziksel cisimlerin ve fiziksel olayların özelliklerini tanımlamak için tanıtılır.Örneğin, ahşap bir topun ve küpün özelliklerini hacim ve kütle gibi fiziksel büyüklükleri kullanarak tanımlayabilirsiniz. Fiziksel bir olay (bir kızın, bir arabanın vb. hareketi) yol, hız, zaman dilimi gibi fiziksel niceliklerin bilinmesiyle tanımlanabilir. dikkat et Fiziksel bir miktarın ana özelliği: aletler kullanılarak ölçülebilir veya formül kullanılarak hesaplanabilir. Bir cismin hacmi bir bardak su ile ölçülebilir veya cetvelle uzunluğu a, genişliği b ve yüksekliği ölçülerek aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

V= a b c.

Bir cismin hacmi bir bardak su ile ölçülebilir ya da uzunluk a, genişlik b ve yükseklik bir cetvelle ölçülerek aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir.

Tüm fiziksel büyüklüklerin ölçü birimleri vardır. Bazı ölçü birimlerini birçok kez duymuşsunuzdur: kilogram, metre, saniye, volt, amper, kilovat vb. Fizik çalışma sürecinde fiziksel niceliklere daha aşina olacaksınız.

Düşün ve cevapla

Fiziksel bedene ne denir? Fiziksel bir olay mı?
Fiziksel bir miktarın ana işareti nedir? Bildiğiniz fiziksel büyüklükleri adlandırın.
Yukarıdaki kavramlardan aşağıdakilerle ilgili olanları adlandırın: a) fiziksel bedenler; b) fiziksel olaylar; c) fiziksel büyüklükler: 1) damla; 2) ısıtma; 3) uzunluk; 4) fırtına; 5) küp; 6) hacim; 7) rüzgar; 8) uyuşukluk; 9) sıcaklık; 10) kalem; 11) süre; 12) gün doğumu; 13) hız; 14) güzellik.

Ev ödevi

Vücudumuzda bir “ölçü aleti” vardır. Bu, belirli bir süreyi (çok yüksek doğrulukla değil) ölçebileceğiniz bir kalptir. Nabzınıza (kalp atışı sayısı) göre bir bardağın musluk suyuyla doldurulacağı süreyi belirleyin. Bir darbenin süresinin yaklaşık bir saniye olduğunu düşünün. Bu zamanı saat okumalarıyla karşılaştırın. Elde edilen sonuçlar ne kadar farklı?

Fiziksel miktar, niceliksel değerde farklılık gösterirken, birçok fiziksel nesne için niteliksel olarak ortak olan fiziksel bir nesnenin (olgu, süreç) özelliklerinden biridir.

Ölçümlerin amacı, fiziksel bir miktarın değerini belirlemektir - bunun için kabul edilen belirli sayıda birim (örneğin, bir ürünün kütlesini ölçmenin sonucu 2 kg, bir binanın yüksekliği 12 m, vb.). ).

Nesnelliğe yaklaşım derecesine bağlı olarak, fiziksel bir miktarın gerçek, gerçek ve ölçülen değerleri ayırt edilir.

Bu, bir nesnenin karşılık gelen özelliğini niteliksel ve niceliksel açıdan ideal olarak yansıtan bir değerdir. Ölçme araçlarının ve yöntemlerinin kusurlu olması nedeniyle büyüklüklerin gerçek değerlerini elde etmek pratik olarak imkansızdır. Sadece teorik olarak hayal edilebilirler. Ve ölçüm sırasında elde edilen değerler yalnızca gerçek değere az ya da çok yaklaşır.

Bu, deneysel olarak bulunan ve belirli bir amaç için kullanılabilecek kadar gerçek değere yakın olan bir miktarın değeridir.

Bu, belirli yöntemler ve ölçüm aletleri kullanılarak yapılan ölçümlerle elde edilen değerdir.

9. Ölçülen değerin zamana bağımlılığına ve ölçülen değer kümelerine göre ölçümlerin sınıflandırılması.

Ölçülen değerdeki değişimin niteliğine göre - statik ve dinamik ölçümler.

Dinamik ölçüm - büyüklüğü zamanla değişen bir niceliğin ölçümü.Ölçülen büyüklüğün boyutunda hızlı bir değişiklik, o anın en doğru şekilde belirlenmesiyle ölçülmesini gerektirir. Örneğin bir balondan Dünya yüzeyine olan mesafenin ölçülmesi veya bir elektrik akımının sabit voltajının ölçülmesi. Temel olarak dinamik ölçüm, ölçülen miktarın zamana olan işlevsel bağımlılığının ölçümüdür.

Statik ölçüm - dikkate alınan bir miktarın ölçümü atanan ölçüm görevine uygun olarak yapılır ve ölçüm süresi boyunca değişmez.Örneğin, üretilen bir ürünün doğrusal boyutunun normal sıcaklıkta ölçülmesi statik olarak kabul edilebilir, çünkü atölyede derecenin onda biri düzeyindeki sıcaklık dalgalanmaları, kıyaslandığında önemsiz olan 10 μm/m'den fazla olmayan bir ölçüm hatasına neden olur. Parçanın üretim hatasına. Bu nedenle bu ölçüm görevinde ölçülen miktarın değişmediği düşünülebilir. Bir hat uzunluğu ölçüsünü durum birincil standardına göre kalibre ederken, termostatlama, sıcaklığın 0,005 °C seviyesinde tutulması stabilitesini sağlar. Bu tür sıcaklık dalgalanmaları bin kat daha küçük ölçüm hatasına neden olur - 0,01 μm/m'den fazla değil. Ancak bu ölçüm görevinde bu çok önemlidir ve ölçüm işlemi sırasındaki sıcaklık değişikliklerinin dikkate alınması, gerekli ölçüm doğruluğunun sağlanması için bir koşul haline gelir. Bu nedenle bu ölçümlerin dinamik ölçüm tekniği kullanılarak yapılması gerekmektedir.

Mevcut ölçülen değer kümelerine dayalı Açık elektriksel ( akım, voltaj, güç) , mekanik ( kütle, ürün sayısı, çaba); , ısı gücü(sıcaklık, basınç); , fiziksel(yoğunluk, viskozite, bulanıklık); kimyasal(bileşim, kimyasal özellikler, konsantrasyon) , radyo mühendisliği vesaire.

Sonucu elde etme yöntemine göre ölçümlerin sınıflandırılması (türe göre).

Ölçüm sonuçlarının elde edilme yöntemine göre bunlar ayırt edilir: doğrudan, dolaylı, kümülatif ve ortak ölçümler.

Doğrudan ölçümler, ölçülen miktarın istenen değerinin doğrudan deneysel verilerden bulunduğu ölçümlerdir.

Dolaylı ölçümler, ölçülen büyüklük ile doğrudan ölçümler kullanılarak belirlenen büyüklükler arasındaki bilinen ilişkiye dayanarak ölçülen büyüklüğün istenen değerinin bulunduğu ölçümlerdir.

Kümülatif ölçümler, aynı isimdeki birkaç niceliğin aynı anda ölçüldüğü ve belirlenen değerin, aynı isimdeki niceliklerin doğrudan ölçümlerine dayanarak elde edilen bir denklem sisteminin çözülmesiyle bulunduğu ölçümlerdir.

İki veya daha fazla farklı niceliğin aralarındaki ilişkiyi bulmak için yapılan ölçümlere ortak denir.

Sonucun doğruluğunu belirleyen koşullara ve sonucu elde etmek için yapılan ölçüm sayısına göre ölçümlerin sınıflandırılması.

Sonucun doğruluğunu belirleyen koşullara göre ölçümler üç sınıfa ayrılır:

1. Mevcut teknoloji seviyesiyle mümkün olan en yüksek doğrulukta ölçümler.

Bunlar, her şeyden önce, belirlenmiş fiziksel nicelik birimlerini yeniden üretmenin mümkün olan en yüksek doğruluğu ile ilgili standart ölçümleri ve ek olarak, öncelikle evrensel olan fiziksel sabitlerin ölçümlerini (örneğin, yerçekimi ivmesinin mutlak değeri, yerçekimi ivmesinin mutlak değeri, bir protonun jiromanyetik oranı vb.).

Bu sınıf aynı zamanda yüksek doğruluk gerektiren bazı özel ölçümleri de içermektedir.

2. Hatası belirli bir olasılıkla belirli bir değeri aşmaması gereken kontrol ve doğrulama ölçümleri.

Bunlar, uygulamanın devlet denetimi ve standartlara uygunluk için laboratuvarlar tarafından gerçekleştirilen ölçümleri ve önceden belirlenmiş belirli bir değeri aşmayan belirli bir olasılıkla sonucun hatasını garanti eden ölçüm ekipmanının ve fabrika ölçüm laboratuvarlarının durumunu içerir.

3. Sonuç hatasının ölçüm cihazlarının özelliklerine göre belirlendiği teknik ölçümler.

Teknik ölçüm örnekleri, makine imalat işletmelerinde, enerji santrallerinin panolarında vb. üretim süreci sırasında gerçekleştirilen ölçümlerdir.

Ölçüm sayısına göre ölçümler tekli ve çoklu olarak ikiye ayrılır.

Tek ölçüm, bir miktarın bir kez yapılan ölçümüdür. Uygulamada tekil ölçümlerde büyük hata vardır; bu nedenle hatayı azaltmak için bu tür ölçümlerin en az üç kez yapılması ve bunların aritmetik ortalamasının sonuç olarak alınması önerilir.

Çoklu ölçümler, bir veya daha fazla miktarın dört veya daha fazla kez ölçülmesidir. Çoklu ölçüm, bir dizi tekli ölçümdür. Bir ölçümün çoklu kabul edilebileceği minimum ölçüm sayısı dörttür. Çoklu ölçümlerin sonucu, alınan tüm ölçümlerin sonuçlarının aritmetik ortalamasıdır. Tekrarlanan ölçümlerle hata azalır.

Rasgele ölçüm hatalarının sınıflandırılması.

Rastgele hata, aynı miktarın tekrarlanan ölçümleri sırasında rastgele değişen ölçüm hatasının bir bileşenidir.

1) Kaba - izin verilen hatayı aşmıyor

2) Iskalamak büyük bir hatadır, kişiye bağlıdır

3) Beklenen - Yaratılış sırasında yapılan deney sonucunda elde edildi. koşullar

Metroloji kavramı

Metroloji- Ölçme bilimi, bunların birliğini sağlama yöntemleri ve araçları ile gerekli doğruluğu elde etme yöntemleri. En önemlileri aşağıda verilen bir dizi terim ve kavrama dayanmaktadır.

Fiziksel miktar- niteliksel olarak birçok fiziksel nesne için ortak olan, ancak niceliksel olarak her nesne için ayrı olan bir özellik. Fiziksel büyüklükler uzunluk, kütle, yoğunluk, kuvvet, basınç vb.'dir.

Fiziksel miktar birimi tanımı gereği 1'e eşit bir değer atanan miktar olarak kabul edilir. Örneğin kütle 1 kg, kuvvet 1 N, basınç 1 Pa. Farklı birim sistemlerinde aynı miktardaki birimlerin boyutları farklı olabilir. Örneğin 1 kgf ≈ 10N kuvvet için.

Fiziksel büyüklük değeri Belirli bir nesnenin fiziksel boyutunun kabul edilen birimler cinsinden sayısal değerlendirmesi. Örneğin bir tuğlanın kütlesi 3,5 kg'dır.

Teknik Boyut- özel teknik yöntemler ve araçlar kullanılarak çeşitli fiziksel büyüklüklerin değerlerinin belirlenmesi. Laboratuvar testleri sırasında geometrik boyutlar, kütle, sıcaklık, basınç, kuvvet vb. değerler belirlenir. Tüm teknik ölçümlerin birlik ve doğruluk gereksinimlerini karşılaması gerekir.

Doğrudan ölçüm- Belirli bir değerin, cihaz ölçeğinde okuma yoluyla birim olarak alınan bir başka değerle deneysel olarak karşılaştırılması. Örneğin uzunluk, kütle, sıcaklık ölçümü.

Dolaylı ölçümler- Bilinen formüller kullanılarak yapılan hesaplamalarla doğrudan ölçümlerin sonuçları kullanılarak elde edilen sonuçlar. Örneğin bir malzemenin yoğunluğunun ve mukavemetinin belirlenmesi.

Ölçümlerin birliği– sonuçlarının yasal birimlerle ifade edildiği ve ölçüm hatalarının belirli bir olasılıkla bilindiği ölçüm durumu. Farklı yerlerde, farklı zamanlarda, çeşitli cihazlar kullanılarak yapılan ölçümlerin sonuçlarını karşılaştırabilmek için ölçüm birliği gereklidir.

Ölçümlerin doğruluğu- elde edilen sonuçların, ölçülen değerin gerçek değerine yakınlığını yansıtan ölçümlerin kalitesi. Fiziksel büyüklüklerin gerçek ve gerçek değerleri arasında ayrım yapın.

Gerçek anlam fiziksel miktar ideal olarak nesnenin karşılık gelen özelliklerini niteliksel ve niceliksel olarak yansıtır. Gerçek değer ölçüm hatalarından arındırılmıştır. Bir fiziksel büyüklüğün tüm değerleri ampirik olarak bulunduğundan ve ölçüm hataları içerdiğinden gerçek değeri bilinmemektedir.

Gerçek değer Fiziksel büyüklükler deneysel olarak bulunur. Gerçek değere o kadar yakındır ki belirli amaçlar için onun yerine kullanılabilir. Teknik ölçümlerde, bir fiziksel büyüklüğün teknik gereklere göre kabul edilebilir bir hatayla bulunan değeri gerçek değer olarak alınır.

Ölçüm hatası– ölçüm sonucunun, ölçülen değerin gerçek değerinden sapması. Ölçülen büyüklüğün gerçek değeri bilinmediğinden, pratikte ölçüm hatası yalnızca, ölçüm sonuçlarının aynı büyüklüğün birkaç kat daha yüksek bir doğrulukla elde edilen değeriyle karşılaştırılması yoluyla yaklaşık olarak tahmin edilir. Böylece, bir numunenin boyutlarının bir cetvelle ölçülmesindeki ± 1 mm'lik hata, numunenin bir kumpasla ± 0,5 mm'den fazla olmayan bir hatayla ölçülmesiyle tahmin edilebilir.

Mutlak hataÖlçülen miktarın birimleriyle ifade edilir.

Göreli hata- mutlak hatanın ölçülen değerin gerçek değerine oranı.

Ölçme aletleri, ölçümlerde kullanılan ve standartlaştırılmış metrolojik özelliklere sahip teknik araçlardır. Ölçme aletleri ölçülere ve ölçü aletlerine ayrılır.

Ölçüm- Belirli bir boyuttaki fiziksel miktarı yeniden üretmek için tasarlanmış bir ölçüm cihazı. Örneğin ağırlık bir kütle ölçüsüdür.

Ölçü aleti- Ölçüm bilgisini bir gözlemcinin algılayabileceği bir biçimde yeniden üretmeye yarayan bir ölçüm cihazı. En basit ölçü aletlerine ölçü aletleri denir. Örneğin bir cetvel, bir kumpas.

Ölçüm cihazlarının ana metrolojik göstergeleri şunlardır:

Ölçek bölme değeri, iki bitişik ölçek işaretine karşılık gelen, ölçülen miktarın değerlerindeki farktır;

Terazinin başlangıç ve son değerleri, terazi üzerinde belirtilen ölçülen değerin sırasıyla en küçük ve en büyük değerleridir;

Ölçüm aralığı, izin verilen hataların normalleştirildiği ölçülen değerin değer aralığıdır.

Ölçüm hatası- çeşitli nedenlerden kaynaklanan hataların karşılıklı üst üste binmesinin sonucu: ölçüm cihazlarının kendi hataları, cihazın kullanımı sırasında ortaya çıkan hatalar ve ölçüm sonuçlarının okunması ve ölçüm koşullarına uyulmamasından kaynaklanan hatalar. Yeterince fazla ölçüm yapıldığında, ölçüm sonuçlarının aritmetik ortalaması gerçek değere yaklaşır ve hata azalır.

Sistematik hata- sabit kalan veya tekrarlanan ölçümlerle doğal olarak değişen ve iyi bilinen nedenlerle ortaya çıkan bir hata. Örneğin enstrüman skalasının değişmesi.

Rastgele hata, önceki veya sonraki hatalarla doğal bir bağlantının olmadığı bir hatadır. Görünüşü, her ölçüm üzerindeki etkisi önceden dikkate alınamayan birçok rastgele nedenden kaynaklanmaktadır. Rastgele bir hatanın ortaya çıkmasına neden olan nedenler arasında örneğin malzemenin heterojenliği, numune alma sırasındaki düzensizlikler ve cihaz okumalarındaki hatalar yer alır.

Ölçümler sırasında sözde büyük hata Belirli koşullar altında beklenen hatayı önemli ölçüde artıran ölçüm sonuçları, güvenilmez olarak değerlendirme dışı bırakılır.

Tüm ölçümlerin birliği, ölçü birimlerinin oluşturulması ve standartlarının geliştirilmesiyle sağlanır. 1960 yılından bu yana, metrik ölçü sistemi temelinde geliştirilen karmaşık birim sistemleri ve bireysel sistem dışı birimlerin yerini alan Uluslararası Birimler Sistemi (SI) yürürlüktedir. Rusya'da SI sistemi standart olarak benimsenmiş olup, inşaat alanında kullanımı 1980 yılından itibaren düzenlenmiştir.

Ders 2. FİZİKSEL MİKTARLAR. ÖLÇÜ BİRİMLERİ

2.1 Fiziksel büyüklükler ve ölçekler

2.2 Fiziksel büyüklük birimleri

2.3. Uluslararası Birim Sistemi (SI Sistemi)

2.4 Teknolojik süreçlerin fiziksel miktarları

yemek üretimi

2.1 Fiziksel büyüklükler ve ölçekler

Fiziksel miktar, birçok fiziksel nesne (fiziksel sistemler, durumları ve içlerinde meydana gelen süreçler) için niteliksel olarak ortak olan, ancak her biri için niceliksel olarak bireysel olan bir özelliktir.

Niceliksel açıdan bireysel Bir nesne için aynı özelliğin bir başka nesneye göre belirli sayıda daha fazla veya daha az olabileceği şekilde anlaşılmalıdır.

Tipik olarak "fiziksel miktar" terimi, ölçülebilen özelliklere veya karakteristiklere atıfta bulunmak için kullanılır. Fiziksel büyüklükler kütle, uzunluk, zaman, basınç, sıcaklık vb. içerir. Hepsi niteliksel olarak genel olan fiziksel özellikleri belirler; niceliksel özellikleri farklı olabilir.

Fiziksel büyüklükleri ikiye ayırmak tavsiye edilir. ölçülür ve değerlendirilir.Ölçülen EF, belirli sayıda belirlenmiş ölçüm birimi biçiminde niceliksel olarak ifade edilebilir. İkincisinin tanıtılması ve kullanılması olasılığı, ölçülen EF'nin önemli bir ayırt edici özelliğidir.

Ancak birimi girilemeyen tat, koku vb. özellikler vardır. Bu miktarlar tahmin edilebilir. Değerler ölçekler kullanılarak değerlendirilir.

İle sonucun doğruluğu Fiziksel büyüklüklerin üç tür değeri vardır: doğru, gerçek, ölçülen.

Fiziksel bir miktarın gerçek değeri(bir miktarın gerçek değeri) - niteliksel ve niceliksel açıdan nesnenin karşılık gelen özelliğini ideal olarak yansıtacak fiziksel bir miktarın değeri.

Metrolojinin varsayımları şunları içerir:

Belirli bir miktarın gerçek değeri vardır ve sabittir

Ölçülen büyüklüğün gerçek değeri bulunamıyor.

Fiziksel bir büyüklüğün gerçek değeri, ancak yöntemlerin ve ölçüm cihazlarının sonsuz gelişimi ile birlikte sonsuz bir ölçüm süreci sonucunda elde edilebilir. Ölçme teknolojisinin her gelişme düzeyinde, yalnızca gerçek değerin yerine kullanılan fiziksel miktarın gerçek değerini bilebiliriz.

Fiziksel bir miktarın gerçek değeri– deneysel olarak bulunan ve belirli bir ölçüm görevi için yerini alabilecek kadar gerçek değere çok yakın olan bir fiziksel büyüklüğün değeri. Ölçüm teknolojisinin gelişimini gösteren tipik bir örnek, zamanın ölçümüdür. Bir zamanlar zaman birimi - saniye - 10 hatayla ortalama güneş gününün 1/86400'ü olarak tanımlanıyordu. -7 . Şu anda ikincisi 10 hatayla belirleniyor -14 yani referans seviyesinde zamanın belirlenmesinin gerçek değerine 7 kat daha yakınız.

Bir fiziksel miktarın gerçek değeri genellikle eşit duyarlıklı ölçümlerle elde edilen bir dizi büyüklük değerinin aritmetik ortalaması veya eşit olmayan duyarlıklı ölçümlerle ağırlıklı aritmetik ortalama olarak alınır.

Fiziksel bir büyüklüğün ölçülen değeri– Belirli bir teknik kullanılarak elde edilen fiziksel miktarın değeri.

PV olgusunun türüne göre aşağıdaki gruplara ayrıldı :

- gerçek , onlar. Maddelerin fiziksel ve fizikokimyasal özelliklerini tanımlar. Bunlardan yapılan malzemeler ve ürünler. Bunlar kütle, yoğunluk vb. içerir. Bunlar pasif PV'lerdir çünkü bunları ölçmek için, ölçüm bilgisi sinyalinin üretildiği yardımcı enerji kaynaklarının kullanılması gerekir.

- enerji – enerjinin dönüşümü, iletimi ve kullanımı süreçlerinin enerji özelliklerinin tanımlanması (enerji, voltaj, güç. Bu miktarlar aktiftir. Yardımcı enerji kaynakları kullanılmadan ölçüm bilgi sinyallerine dönüştürülebilirler);

- zaman süreçlerinin akışını karakterize etme . Bu grup çeşitli spektral özellikleri, korelasyon fonksiyonlarını vb. içerir.

PV'nin diğer değerlerine koşullu bağımlılık derecesine göre temel ve türev olarak ikiye ayrılır

Temel fiziksel miktar- Bir büyüklükler sistemine dahil olan ve geleneksel olarak bu sistemin diğer niceliklerinden bağımsız olarak kabul edilen fiziksel bir miktar.

Temel olarak kabul edilen fiziksel büyüklüklerin seçimi ve sayıları keyfi olarak gerçekleştirilir. Her şeyden önce, maddi dünyanın temel özelliklerini karakterize eden nicelikler ana olarak seçildi: uzunluk, kütle, zaman. Geri kalan dört temel fiziksel nicelik, her biri fiziğin dallarından birini temsil edecek şekilde seçilir: akım kuvveti, termodinamik sıcaklık, madde miktarı, ışık yoğunluğu.

Bir büyüklükler sisteminin her temel fiziksel niceliğine, Latin veya Yunan alfabesinin küçük harfi biçiminde bir sembol atanır: uzunluk - L, kütle - M, zaman - T, elektrik akımı - I, sıcaklık - O, miktar madde - N, ışık yoğunluğu - J. Bu semboller, fiziksel büyüklükler sisteminin adına dahil edilmiştir. Böylece, ana büyüklükleri uzunluk, kütle ve zaman olan mekaniğin fiziksel büyüklükleri sistemine “LMT sistemi” adı verilir.

Türetilmiş fiziksel miktar- Bir büyüklükler sistemine dahil olan ve bu sistemin temel büyüklükleri aracılığıyla belirlenen fiziksel miktar.

1.3 Fiziksel büyüklükler ve ölçümleri

Fiziksel miktar - fiziksel bir nesnenin (fiziksel sistem, olgu veya süreç) birçok fiziksel nesne için niteliksel açıdan ortak olan ancak niceliksel olarak her biri için ayrı olan özelliklerinden biri. Fiziksel bir niceliğin fizik denklemlerinde kullanılabilecek bir nicelik olduğunu da söyleyebiliriz ve burada fizik derken genel olarak bilim ve teknolojiyi kastediyoruz.

Kelime " büyüklük" genellikle iki anlamda kullanılır: az ya da çok kavramının uygulanabileceği genel bir özellik olarak ve bu özelliğin miktarı olarak. İkinci durumda, "bir niceliğin büyüklüğü" hakkında konuşmamız gerekecek, dolayısıyla aşağıda tam olarak fiziksel bir nesnenin bir özelliği olarak ve ikinci anlamda bir fiziksel miktarın anlamı olarak nicelikten bahsedeceğiz. .

Son zamanlarda büyüklüklerin parçalara bölünmesi fiziksel ve fiziksel olmayan Ancak bu tür bir değer ayrımı için kesin bir kriterin bulunmadığını da belirtmek gerekir. Aynı zamanda altında fiziksel Fiziksel dünyanın özelliklerini karakterize eden ve fiziksel bilimler ve teknolojide kullanılan nicelikleri anlayın. Onlar için ölçü birimleri vardır. Fiziksel büyüklükler, ölçüm kurallarına bağlı olarak üç gruba ayrılır:

Nesnelerin özelliklerini karakterize eden nicelikler (uzunluk, kütle);

sistemin durumunu karakterize eden miktarlar (basınç,

sıcaklık);

Süreçleri karakterize eden nicelikler (hız, güç).

İLE fiziksel olmayan Ölçü birimi olmayan miktarları ifade eder. Hem maddi dünyanın özelliklerini hem de sosyal bilimler, ekonomi ve tıpta kullanılan kavramları karakterize edebilirler. Bu miktarların bölünmesine uygun olarak, fiziksel büyüklüklerin ölçümleri ile ölçümleri arasında ayrım yapmak gelenekseldir. fiziksel olmayan ölçümler . Bu yaklaşımın bir diğer ifadesi ise ölçüm kavramının iki farklı anlayışıdır:

ölçüm dar anlamda deneysel bir karşılaştırma olarak

ölçülebilir bir miktar ile bilinen başka bir miktar

bir birim olarak benimsenen aynı kalite;

ölçüm geniş anlamda eşleşmeler nasıl bulunur

sayılar ve nesneler arasındaki durumlar veya süreçler

bilinen kurallar

İkinci tanım, özellikle psikoloji, ekonomi, sosyoloji ve diğer sosyal bilimler başta olmak üzere biyomedikal araştırmalarda ortaya çıkan fiziksel olmayan niceliklerin ölçümlerinin son zamanlarda yaygın olarak kullanılmasıyla bağlantılı olarak ortaya çıkmıştır. Bu durumda ölçümden değil ölçümden bahsetmek daha doğru olur. miktarların tahmin edilmesi Değerlendirmeyi, bir şeyin kalitesini, derecesini, düzeyini yerleşik kurallara uygun olarak belirlemek olarak anlamak. Başka bir deyişle, bu, belirlenmiş kurallara göre bir nesnenin kalitesini karakterize eden bir niceliğe bir sayının hesaplanması, bulunması veya belirlenmesi yoluyla atfedilmesi işlemidir. Örneğin rüzgarın veya depremin şiddetini belirlemek, patencilere not vermek veya öğrencilerin bilgilerini beş puanlık bir ölçekte değerlendirmek.

Konsept değerlendirme miktarlar, ölçümler sonucunda gerçekte ölçülen miktarın gerçek değerini almadığımız, yalnızca bu değere bir dereceye kadar yakın olan değerlendirmesini aldığımız gerçeğiyle ilişkili olarak, miktarları tahmin etme kavramıyla karıştırılmamalıdır.

Yukarıda tartışılan kavram ölçüm Bir ölçü biriminin (ölçü) varlığını varsayan ", dar anlamda ölçü kavramına karşılık gelir ve daha geleneksel ve klasiktir. Bu anlamda, aşağıda fiziksel büyüklüklerin bir ölçümü olarak anlaşılacaktır.

Aşağıda yaklaşık temel konseptler , fiziksel bir miktarla ilgili (bundan sonra metrolojideki tüm temel kavramlar ve bunların tanımları yukarıda belirtilen eyaletler arası standardizasyon RMG 29-99 tavsiyesine göre verilmiştir):

- fiziksel bir miktarın büyüklüğü - belirli bir maddi nesnenin, sistemin, olgunun veya sürecin doğasında bulunan fiziksel miktarın niceliksel kesinliği;

- fiziksel miktar değeri - fiziksel bir miktarın büyüklüğünün kendisi için kabul edilen belirli sayıda birim biçiminde ifadesi;

- fiziksel bir miktarın gerçek değeri - karşılık gelen fiziksel miktarı niteliksel ve niceliksel açıdan ideal olarak karakterize eden bir fiziksel miktarın değeri (mutlak doğruluk kavramıyla ilişkilendirilebilir ve yalnızca yöntemlerin ve ölçüm cihazlarının sonsuz gelişimi ile sonsuz bir ölçüm sürecinin sonucu olarak elde edilir) );

fiziksel bir miktarın gerçek değeri  deneysel olarak elde edilen ve verilen ölçüm görevinde onun yerine kullanılabilecek kadar gerçek değere yakın olan bir fiziksel büyüklüğün değeri;

fiziksel büyüklük ölçü birimi  geleneksel olarak 1'e eşit bir sayısal değer atanan ve buna benzer fiziksel büyüklüklerin niceliksel ifadesi için kullanılan, sabit büyüklükte bir fiziksel nicelik;

fiziksel büyüklükler sistemi  Bazı büyüklükler bağımsız olarak alınırken diğerleri bunların fonksiyonları olarak tanımlandığında, kabul edilen ilkelere uygun olarak oluşturulan bir dizi fiziksel büyüklük. bağımsız miktarlar;

ana fiziksel miktar – Bir büyüklükler sistemine dahil olan ve geleneksel olarak bu sistemin diğer niceliklerinden bağımsız olarak kabul edilen fiziksel bir miktar.

türetilmiş fiziksel miktar – Bir büyüklükler sistemine dahil olan ve bu sistemin temel büyüklükleri aracılığıyla belirlenen fiziksel bir miktar;

fiziksel birimlerin birimleri sistemi Belirli bir fiziksel büyüklükler sisteminin ilkelerine uygun olarak oluşturulmuş bir dizi temel ve türetilmiş fiziksel büyüklük birimleri.

Okumak isteseydim henüz okumadım
Harfleri bilmek saçmalık olurdu.
Aynı şekilde yargılamak istersem
doğa olayları hakkında hiçbir bilgi sahibi olmadan
şeylerin başlangıcı hakkındaki fikirler, bu
bu da bir o kadar saçma olurdu.
M. V. Lomonosov

Pirinç. 6

Fiziksel bedenler nasıl farklıdır? Bir çok insan. Örneğin farklı hacim ve şekillere sahip olabilirler. Farklı maddelerden oluşabilirler. Gümüş ve altın kaşıklar (Şek. 6) aynı hacme ve şekle sahiptir. Ancak farklı maddelerden oluşurlar: gümüş ve altın. Tahta küp ve topun (Şek. 7) farklı hacimleri ve şekilleri vardır. Bunlar farklı fiziksel bedenlerdir, ancak aynı maddeden, yani ahşaptan yapılmıştır.

Pirinç. 7

Fiziksel bedenlerin yanı sıra fiziksel alanlar da vardır. Alanlar bizden bağımsız olarak var olurlar. Her zaman insan duyuları kullanılarak tespit edilemezler. Örneğin, bir mıknatısın etrafındaki alan (Şek. 8), yüklü bir cismin etrafındaki alan (Şek. 9). Ancak aletler kullanılarak tespit edilmeleri kolaydır.

Pirinç. 8

Pirinç. 9

Fiziksel bedenlerde ve alanlarda çeşitli değişiklikler meydana gelebilir. Sıcak çaya batırılan kaşık ısınır. Soğuk bir günde su birikintisindeki su buharlaşıp donuyor. Lamba (Şek. 10) ışık yayar, kız ve köpek koşuyor (hareket ediyor) (Şek. 11). Mıknatıs manyetikliği giderilir ve manyetik alanı zayıflar. Isıtma, buharlaşma, donma, radyasyon, hareket, manyetikliğin giderilmesi vb. - bunların hepsi Fiziksel bedenlerde ve alanlarda meydana gelen değişikliklere fiziksel olaylar denir..

Pirinç. 10

Fizik çalışarak birçok fiziksel olaya aşina olacaksınız.

Pirinç. on bir

Fiziksel büyüklükler, fiziksel cisimlerin ve fiziksel olayların özelliklerini tanımlamak için tanıtılır.. Örneğin, ahşap bir topun ve küpün özelliklerini hacim ve kütle gibi fiziksel büyüklükleri kullanarak tanımlayabilirsiniz. Fiziksel bir olay (bir kızın, bir arabanın vb. hareketi) yol, hız, zaman dilimi gibi fiziksel niceliklerin bilinmesiyle tanımlanabilir. Fiziksel bir miktarın ana işaretine dikkat edin: aletler kullanılarak ölçülebilir veya formül kullanılarak hesaplanabilir. Bir cismin hacmi bir bardak su ile ölçülebilir (Şekil 12, a) veya uzunluk a, genişlik b ve yükseklik c bir cetvelle ölçülerek (Şekil 12, b), aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir: formül

V = a. B. C.

Pirinç. 12

Düşün ve cevapla

Fiziksel bedene ne denir? Fiziksel bir olay mı?
Fiziksel bir miktarın ana işareti nedir? Bildiğiniz fiziksel büyüklükleri adlandırın.
Yukarıdaki kavramlardan aşağıdakilerle ilgili olanları adlandırın: a) fiziksel bedenler; b) fiziksel olaylar; c) fiziksel büyüklükler: 1) damla; 2) ısıtma; 3) uzunluk; 4) fırtına; 5) küp; 6) hacim; 7) rüzgar; 8) uyuşukluk; 9) sıcaklık; 10) kalem; 11) süre; 12) gün doğumu; 13) hız; 14) güzellik.

Ev ödevi