Измерить физическую величину – значит сравнить ее с подобной величиной, принятой за единицу. Для каждой величины приняты свои единицы. Для удобства все страны мира пользуются одинаковыми единицами физических величин. С 1963 года в России и других странах введена Международная система единиц – СИ (что значит «система интернациональная»). Так, в системе СИ единица массы – 1 килограмм (1кг), а единица расстояния – 1 метр (1 м). На практике используются кратные и дольные приставки к единицам физических величин. Кратные приставки больше номинальных, а дольные – меньше. К примеру, приставка «милли» означает, что данное числовое значение величины надо разделить на тысячу, чтобы перевести ее в систему СИ; а приставка «кило» - умножить значение на тысячу. 3 мм = 3/1000 м = 0,003 м. 5 км = 5*1000 = 5000м. В любом физическом справочнике можно найти таблицу кратных и дольных десятичных приставок .Некоторые физические величины можно измерять. Например, время измеряют часами, секундомером, таймером. Скорость измеряют спидометром. Температуру – термометром. Устройства для измерения физических величин называются физическими приборами. Они бывают простыми (линейка, рулетка, мензурка) и сложными (термометр, секундомер, манометр). Как правило, все приборы оснащены шкалой - штриховыми линиями, подписанными числовыми значениями. В связи с погрешностями, вносимыми реальными средами (сопротивление воздуха, трение деталей, неровность поверхностей и т.д.) физические приборы допускают погрешности измерений.Большинство физических величин имеют свои обозначения. Для их вычисления можно использовать различные формулы. Так, скорость обозначается буквой латинского алфавита V, и может рассчитываться по формулам (в зависимости от данных условий): v=s/t, v = v 0 +at, v = v 0 – at.
Движение тел принято делить по траектории на прямолинейное и криволинейное, а также по скорости – на равномерное и неравномерное. Даже не зная теории физики можно понять, что прямолинейное движение – это движение тела по прямой линии, а криволинейное - по траектории, являющейся частью окружности. А вот по скорости виды движения определяются более сложно. Если движение равномерное, то скорость тела не меняется, а при неравномерном движении появляется физическая величина, называемая ускорением .
Инструкция
Одна из важнейших характеристик движения - скорость. Скорость – это физическая величина , которая показывает какой путь пройден телом за определенный промежуток времени. Если скорость тела не меняется, то тело движется равномерно. А если скорость тела меняется (по модулю или векторно), то это тело движется с ускорением . Физическая величина, показывающая на сколько изменяется скорость тела за каждую секунду, называется ускорением . Обозначается ускорение как "а". Единицей ускорения в интернациональной системе единиц является такое ускорение, при котором за каждую секунду скорость тела изменятся на 1 метр в секунду (1 м/с). Эту единицу обозначают 1 м /с^2 (метр на секунду в квадрате).
Ускорение характеризует быстроту изменения скорости. Если, к примеру, ускорение тела равно 10 м/с^2 , то это означает , что за каждую секунду скорость тела изменяется на 10 м/с, т.е. в 10 раз быстрее , чем при ускорении1 м/с^2. Чтобы найти ускорение тела, начинающего равноускоренное движение, надо разделить изменение скорости на промежуток времени, за который это изменение произошло . Если обозначить начальную скорость тела v0, а конечную – v, промежуток времени - ∆t, то формула ускорения примет вид: a = (v - v0) / ∆t = ∆v / ∆t. Пример. Автомобиль трогается с места и за 7 секунд разгоняется до скорости 98 м /с. Нужно найти ускорение автомобиля. Решение. Дано: v= 98 м/с,v0 = 0, ∆t =7с. Найти: а-? Решение: a=(v-v0)/ ∆t = (98м/с – 0м/с)/7с = 14 м/с^2. Ответ: 14 м/с^2.
Ускорение – векторная величина, поэтому имеет числовое значение и направление. Если направление вектора скорости совпадает с направлением вектора ускорение, то данное тело движется равноускоренно. Если же векторы скорости и ускорения противонаправлены, то тело движется равнозамедленно (см. рисунок).
Видео по теме
Согласно закону Кулона, сила взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональна произведению их модулей, при этом она обратно пропорциональны квадрату расстояния между зарядами. Данный закон справедлив также для точечных заряженных тел.
Инструкция
Закон взаимодействия неподвижных зарядов был открыт в 1785 году французским физиком Шарлем Кулоном, в своих опытах он изучал силы притяжения и отталкивания заряженных шариков. Кулон проводил свои эксперименты с помощью крутильных весов, которые сам сконструировал. Эти весы обладали очень высокой чувствительностью.
В своих опытах Кулон исследовал взаимодействие шариков, размеры которых были намного меньше расстояния между ними. Заряженные тела, размерами которых можно пренебречь в определенных условиях, называют точечными зарядами.
Кулон провел множество опытов и установил зависимость между силой взаимодействия зарядов, произведением их модулей и квадратом расстояния между зарядами. Эти силы подчиняются третьему закону Ньютона, при одинаковых зарядах они являются силами отталкивания, а при разных - притяжения. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют кулоновским или электростатическим.
Электрический заряд - это физическая величина , характеризующая способность тел или частиц вступать в электромагнитные взаимодействия. Экспериментальные факты свидетельствуют о том, что существует два рода электрических зарядов - положительные и отрицательные. Разноименные заряды притягиваются, а одноименные - отталкиваются. В этом состоит основное различие между электромагнитными силами и гравитационными, которые всегда являются силами притяжения.
Закон Кулона выполняется для всех точечных заряженных тел, чьи размеры много меньше расстояния между ними. Коэффициент пропорциональности в данном законе зависит от выбора системы единиц. В Международной системе СИ он равен 1/4πε0, где ε0 - электрическая постоянная.
Опыты показали, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции: если заряженное тело взаимодействует с несколькими телами одновременно, то результирующая сила будет равна векторной сумме сил, которые действуют на данное тело со стороны других заряженных тел.
Принцип суперпозиции говорит о том, что при фиксированном распределении зарядов силы кулоновского взаимодействия между любыми двумя телами не будут зависеть от присутствия других заряженных тел. Этот принцип следует применять с осторожностью, когда речь идет о взаимодействии заряженных тел конечных размеров, например, двух проводящих шаров. Если поднести заряженных шар к системе, состоящей из двух заряженных шаров, взаимодействие между этими двумя шарами изменится из-за перераспределения зарядов.
Видео по теме
Источники:
Сопротивление участка цепи зависит, в первую очередь, от того, что представляет собой данный участок цепи. Им может быть как обычный резистивный элемент, так и конденсатор или катушка индуктивности.
Сопротивление участка цепи определяется по соотношению закона Ома для участка цепи. Закон Ома определяет сопротивление элемента по отношению напряжения, прикладываемого к нему, к силе тока, проходящего через элемент. Но таким образом определяется сопротивление линейного участка цепи, то есть участка, сила тока через который линейно зависит от напряжения на нем. Если сопротивление изменяется в зависимости от значения напряжения (и силы тока, соответственно), то сопротивление называется дифференциальным и определяется производной функции напряжения от тока.
Ток в цепи создают движущиеся заряженные частицы, которыми чаще всего являются электроны. Чем больше простора для перемещения имеют электроны, тем больше оказывается проводимость. Представьте, что данный участок цепи состоит не из одного элемента, а из нескольких, соединенных параллельно друг с другом. Электроны проводимости, двигаясь по электрической цепи и приближаясь к участку параллельно подключенных элементов, разделяются на несколько частей. Каждая составляющая проходит через одну из ветвей участка, формируя в ней собственный ток. Таким образом, увеличение количества параллельно подключенных проводников уменьшает полное сопротивление участка, давая электронам дополнительные пути для движения.
Физическая природа эффекта сопротивления в случае резистивных элементов основывается на столкновении заряженных частиц с ионами кристаллической решетки вещества проводника. Чем больше столкновений, тем больше сопротивление. Следовательно, сопротивление участка цепи, образованного резистивным элементом, зависит от его геометрических параметров. В частности, увеличение длины проводника ведет к тому, что меньшая часть электронов, продвигаясь по проводнику, успевает достичь его противоположного полюса, что и приводит к снижению сопротивления. С другой стороны, увеличение площади поперечного сечения проводника дает больше пространства для движения электронов проводимости и позволяет снизить величину сопротивления.
В случае рассмотрения участка цепи, являющегося емкостными и индуктивными элементами, оказывается важным влияние частотных параметров. Как известно, конденсатор не проводит постоянный электрический ток, однако, если ток переменный, то сопротивление конденсатора оказывается вполне конкретным. То же самое касается и индуктивных элементов цепи. Если зависимость сопротивления конденсатора от частоты тока обратно пропорциональная, то эта же зависимость у катушки индуктивности является линейной.
Видео по теме
Взаимодействие тел во вселенной определяется притяжением их друг к другу. Это притяжение называется гравитационное взаимодействие. При воздействии на тело вместо того, чтобы указывать, какое другое тело притягивает его, обычно говорят, что на это тело действует сила. Воздействие силы приводит к изменению скорости движения тела.
Сила – это физическая величина, значение которой определяет количественное воздействие одного тела на другое. В системе СИМ сила измеряется в ньютонах. Основная характеристика силы – количественная, однако значение имеет также и направление. Сила – векторная величина. Земное притяжение – наиболее характерный пример воздействия гравитационных сил. Во второй половине 17 века великий британский физик Исаак Ньютон открыл закон всемирного тяготения, который гласит, что сила гравитации зависит от массы взаимодействующих тел и расстояния между ними.
Сила тяжести – явление, с которым люди сталкиваются каждую секунду, на этом явлении построена вся человеческая жизнь. Силой тяжести называется сила, с которой происходит притяжение всех тел Землей. У силы тяжести как у векторной величины есть направленность: всегда к центру земли. Опытным путем было установлено, что сила притяжения прямо пропорциональна массе притягиваемого тела. Сила притяжения воздействует даже на большие расстояния. Существует гипотеза, что в ходе образования Галактики некоторый период Луна обладала атмосферой так же, как и Земля сейчас. Однако из-за того, что Земля обладает вчетверо большей массой, чем Луна, вся атмосфера Луны перешла к Земле под воздействием силы притяжения.
В природе существует не только гравитационное взаимодействие. Электрическая и магнитная энергия также оказывает воздействие на тела. Простейшие электрические явления происходят и в повседневной жизни. К примеру, при расчесывании волосы часто «липнут» к расческе, рукам, лицу – налицо эффект накопления статического электрического заряда. Еще в Древней Греции был известен опыт с янтарем, потертым о мех, который после этого начинал притягивать мелкие предметы. Янтарь по-гречески «электрон», поэтому само явление до сих пор называется электричеством.
Притягивание, или наэлектризованность – это характеристика, которой предметы могут обладать с разными сроками. Тела, способные притягивать другие тела длительное время, называются постоянными магнитами. Как и наэлектризованный предмет, магнит притягивает тела с определенной силой. Постоянные магниты известны своими свойствами: обязательным наличием двух полюсов – северного и южного; тем, что сила притяжения больше именно на полюсах; фактом притяжения разноименных полюсов и отталкивания одноименных. Планета Земля также обладает мощным магнитным полем, поэтому в свою очередь «подчиняет» себе все существующие постоянные магниты. На практике это выражается тем, что подвешенный на нитке магнит обязательно развернется так, что своими полюсами будет указывать на север и юг.
Видео по теме
Видео по теме
Основные термины и определения даны в соответствии с РМГ 29-99. Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 17 мая 2000 г. № 139-ст межгосударственные Рекомендации РМГ 29-99 введены в действие непосредственно в качестве Рекомендаций по метрологии Российской Федерации с 1 января 2001 г. (взамен ГОСТ 16263-70).
Измерение – это совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.
В простейшем случае, прикладывая линейку с делениями к какой-либо детали, по сути, сравнивают ее размер с единицей, хранимой линейкой, и, произведя отсчет, получают значение величины (длины, высоты, толщины и других параметров детали).
С помощью измерительного прибора сравнивают размер величины, преобразованной в перемещение указателя, с единицей, хранимой шкалой этого прибора, и проводят отсчет.
Приведенное определение понятия «измерение» удовлетворяет общему уравнению измерений, что имеет существенное значение в деле упорядочения системы понятий в метрологии. В нем учтена техническая сторона (совокупность операций), раскрыта метрологическая суть измерений (сравнение с единицей) и показан гносеологический аспект (получение значения величины).
От термина «измерение» происходит термин «измерять», которым широко пользуются на практике. Все же нередко применяются такие термины, как «мерить», «обмерять», «замерять», «промерять», не вписывающиеся в систему метрологических терминов. Их применять не следует. Не следует также применять такие выражения, как «измерение значения» (например, мгновенного значения напряжения или среднего квадратического значения), так как значение величины – это уже результат измерений.
В тех случаях, когда невозможно выполнить измерение (не выделена величина как физическая и не определена единица измерений этой величины), практикуется оценивание таких величин по условным шкалам.
Измерения, отнесенные к линейным, радиусным и угловым величинам, называют техническими измерениями.
Физическая величина (ФВ) – это одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.
Размер физической величины – это количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу.
Значение физической величины – это выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
Числовое значение физической величины – это отвлеченное число, входящее в значение величины.
Истинное значение физической величины – это значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Истинное значение физической величины может быть соотнесено с понятием абсолютной истины. Оно может быть получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений.
Действительное значение физической величины – это значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.
Система физических величин – это совокупность физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимают за независимые, а другие определяют как функции независимых величин.
В названии системы величин применяют символы величин, принятых за основные. Так, система величин механики, в которой в качестве основных приняты длина L , масса М и время Т , должна называться системой LMT. Система основных величин, соответствующая Международной системе единиц (СИ), должна обозначаться символами LMTIQNJ, обозначающими соответственно символы основных величин: длины – L , массы – М , времени – Т , силы электрического тока – I , температуры – Q, количества вещества – N , силы света – J .
Основная физическая величина – это физическая величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.
Производная физическая величина – это физическая величина, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы. Примеры производных величин механики системы LMT:
скорость v поступательного движения, определяемая (по модулю) уравнением v = dl / dt , где l – путь, t – время;
сила F , приложенная к материальной точке, определяемая (по модулю) уравнением F = ma , где m – масса точки, a – ускорение, вызванное действием силы F .
Размерность физической величины – это выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные с коэффициентом пропорциональности, равным 1.
Степени символов основных величин, входящих в одночлен, в зависимости от связи рассматриваемой физической величины с основными, могут быть целыми, дробными, положительными, отрицательными.
Показатель размерности физической величины – это показатель степени, в которую возведена размерность основной физической величины, входящая в размерность производной физической величины. Показатели степени l , m , t называют показателями размерности производной физической величины х . Показатель размерности основной физической величины в отношении самой себя равен единице.
Размерная физическая величина – это физическая величина, в размерности которой хотя бы одна из основных физических величин возведена в степень, не равную нулю. Например, сила F в системе LMTIQNJ является размерной величиной: dim F = LMT –2 .
Безразмерная физическая величина – это физическая величина, в размерность которой основные физические величины входят в степени, равной нулю.
Аддитивная физическая величина – это физическая величина, разные значения которой могут быть суммированы, умножены на числовой коэффициент, разделены
друг на друга. К аддитивным величинам относятся длина, масса, сила, давление, скорость, время и др.
Неаддитивная физическая величина – это физическая величина, для которой суммирование, умножение на числовой коэффициент или деление друг на друга ее значений не имеет физического смысла. Например, термодинамическая температура.
Единица физической величины – это физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин.
Система единиц физических величин – это совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принципами для заданной системы физических величин, например, международная система единиц (СИ), принятая в 1960 г.
Задания к разделу 1: Ответить на вопросы по своему варианту (номер варианта соответствует последней цифре номера зачетной книжки).
|
Номер варианта |
Вопрос |
|
1. Что называется измерением? 2. Какая физическая величина называется производной? (Приведите пример). |
|
|
1. Что такое физическая величина? 2. Что такое размерность физической величины? |
|
|
1. Что такое размер физической величины? 2. Что такое показатель размерности физической величины? |
|
|
1. Что такое значение физической величины? 2. Какая физическая величина называется размерной? |
|
|
1. Что такое числовое значение физической величины? 2. Какая физическая величина называется безразмерной? |
|
|
1. Что такое истинное значение физической величины? 2. Какая физическая величина называется аддитивной? |
|
|
1. Что такое действительное значение физической величины? 2. Какая физическая величина называется неаддитивной? |
|
|
1. Что такое система физических величин? 2. Что такое единица физической величины? |
|
|
1. Назовите системы физических величин. 2. Что такое система единиц физических величин? |
|
|
1. Какая физическая величина называется основной? (Приведите пример). 2. Когда была принята международная система единиц СИ? |
Слово «метрология
» по своему образованию состоит из греческих слов «метро
» - мера и «логос
» - учение и означает учение о мерах. Слово «мера» в общем смысле означает средство оценки чего-либо. В метрологии оно имеет два значения: как обозначение единицы (например, «квадратные меры») и как средство для воспроизведение единицы величины.
В современной метрологии термин «мера физической величины
» означает средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров. Примером мер являются гири, измерительные сопротивления и т.п.
В соответствии с принятым определением метрология
- это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Под единством измерений
понимается такое их состояние, когда результаты измерений выражаются в узаконенных единицах величин, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы. Единство измерений призвано обеспечить прежде всего сопоставимость результатов измерений, полученных в разных местах и в разное время, с помощью различных методов и средств измерений. Это связано со все возрастающим ростом требований в современном обществе к точности и достоверности используемой измерительной информации практически во всех сферах деятельности — научно-технической, экономической и социальной.
Подробнее содержание понятия «единство измерений» будет развернуто ниже, после изучения разделов о единицах величин и погрешностях измерений.
Точность измерений характеризует близость их результатов к истинному значению измеряемой величины и отражает близость к нулю погрешности результата измерений.
Предмет метрологии как науки об измерениях составляют следующие задачи:
Метрология состоит из следующих основных разделов :
Выделение законодательной метрологии с самостоятельный раздел обусловлено необходимостью законодательного регулиро-вания и контроля со стороны государства за деятельностью по обеспечению единства измерений.
Деятельность по обеспечению единства измерений (ОЕИ) регулируется Законом РФ «Об обеспечении единства измерений»
, принятом в 1993 г. Это закон устанавливает правовые основы обеспечения единства измерений в РФ. Он регулирует отношения государственных органов управления РФ с физическими и юридическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи, поверки и импорта средств измерений и направлен на защиту интересов граждан и экономики страны от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений. Подробнее правовые вопросы обеспечения единства измерений рассматриваются ниже в соответствующем разделе.
В России сформирована Государственная система обеспе-чения единства измерений (ГСИ)
как система управления деятельностью по обеспечению единства измерений, возглавляемая, реализуемая и контролируемая Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулиро-ванием
). Целью ГСИ является создание общегосударственных правовых, нормативных, организационных, технических условия для решения задач по ОЕИ Нормативная база ГСИ насчитывает более 2500 обязательных и рекомендательных документов, регламентирующих практически все аспекты в области метрологии. Подробнее о задачах и составе ГСИ будет сказано в разделе о правовых основах ОЕИ.
В настоящей главе рассматриваются основные понятия, входящие в определение метрологии.
Измерение
является одной из самых древнейших операций в процессе познания человеком окружающего материального мира. Вся история цивилизации представляет собой непрерывный процесс становления и развития измерений, совершенствования средств методов и измерений, повышения их точности и единообразия мер.
В процессе своего развития человечество прошло путь от измерений на основе органов чувств и частей человеческого тела до научных основ измерений и использования для этих целей сложнейших физических процессов и технических устройств. В настоящее время измерениями охватываются все физические свойства материи практически независимо от диапазона изменения этих свойств.
С развитием человечества измерения приобретали все большее значение в экономике, науке, технике, в производственной деятельности. Многие науки стали называться точными благодаря тому, что они могут устанавливать с помощью измерений количественные соотношения между явлениями природы. По существу, весь прогресс науки и техники неразрывно связан с возрастанием роли и совершенствованием искусства измерений. Д.И. Менделеев говорил, что «наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры».
Не меньшее значение имеют измерения в технике, производственной деятельности, при учете материальных ценностей, при обеспечении безопасных условий труда и здоровья человека, в сохранении окружающей среды. Современный научно-технический прогресс невозможен без широкого использования средств измерений и проведения многочисленных измерений.
В нашей стране проводится более десятки миллиардов измерений в день, свыше 4 млн. человек считают измерение своей профессией. Доля затрат на измерения составляет (10-15) % всех затрат общественного труда, достигая в электронике и точном машиностроении (50-70) %. В стране используется около миллиарда средств измерений. При создании современных электронных систем (ЭВМ, интегральных схем и т. п.) до (60-80) % затрат приходится на измерения параметров материалов, компонентов и готовых изделий.
Все это говорит о том, что невозможно переоценить роль измерений в жизни современного общества.
Хотя человек проводит измерения с незапамятных времен и интуитивно этот термин представляется понятным, точно и правильно определить его не просто. Об этом говорит, например, дискуссия по вопросам понятия и определения измерения, прошедшая не так давно на страницах журнала «Измерительная техника». В качестве примера ниже приводятся различные определения понятия «измерение
», взятые из литературы и нормативных документов разных лет.
Из рассмотрения приведенных определений понятия «измерение
» наиболее предпочтительным, включающим в себя в той или иной мере все другие приведенные определения, следует считать определение, приведенное в РМГ 29-99. В нем учтена техническая сторона
измерения как совокупность операций по применению технического средства, показана метрологическая суть
измерения как процесса сравнения с размером единицы (мерой) и представлена познавательная сторона
измерения как процесса получения значения величины.
Приведенные выше определения измерения могут быть выражены уравнением, которое в метрологии называется основным уравнением измерений:
Где - измеряемая величина; - числовое значение измеряе-мой величины; - единица измерения.
Во всех определениях измерения присутствует понятие величины, или более строго, физической величины.
Физическая величина
- одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Можно сказать также, что физическая величина — это величина, которая может быть использована в уравнениях физики, причем, под физикой здесь понимается в целом наука и технологии.
Слово «величина
» часто применяется в двух смыслах: как вообще свойство, к которому применимо понятие больше или меньше, и как количество этого свойства. В последнем случае приходилось бы говорить о «величине величины», поэтому в дальнейшем речь будет идти о величине именно как свойстве физического объекта, во втором же смысле - как о значении физи-ческой величины.
В последнее время все большее распространение получает подразделение величин на физические и нефизические
, хотя следует отметить, что пока нет строгого критерия для такого деления величин. При этом под физическими
понимают величины, которые характеризуют свойства физического мира и применяются в физических науках и технике. Для них существуют единицы измерения. Физические величины в зависимости от правил их измерения подразделяются на три группы:
- величины, характеризующие свойства объектов (длина, масса);
Величины, характеризующие процессы (скорость, мощность).
К нефизическим
относят величины, для которых нет единиц измерения. Они могут характеризовать как свойства материального мира, так и понятия, используемые в общественных науках, экономике, медицине. В соответствии с таким разделением величин принято выделять измерения физических величин и нефизические измерения
. Другим выражением такого подхода являются два разных понимания понятия измерения:
одной измеряемой величины с другой известной величиной того
же качества, принятой в качестве единицы;
между числами и объектами, их состояниями или процессами по
известным правилам.
Второе определение появилось в связи с широким распространением в последнее время измерений нефизических величин, которые фигурируют в медико-биологических исследованиях, в частности, в психологии, в экономике, в социологии и других общественных науках. В этом случае правильнее было бы говорить не об измерении, а об оценивании величин
, понимая оценивание как установление качества, степени, уровня чего-либо в соответствии с установленными правилами. Другими словами, это операция по приписыванию путем вычисления, нахождения или определения числа величине, характеризующей качество какого-либо объекта, по установленным правилам. Например, определение силы ветра или землетрясения, выставление оценки фигуристам или оценок знаний учащихся по пятибалльной шкале.
Понятие оценивание
величин не следует путать с понятием оценки величин, связанным с тем, что в результате измерений мы фактически получаем не истинное значение измеряемой величины, а лишь его оценку, в той или иной степени близкую к этому значению.
Рассмотренное выше понятие «измерение
», предполагающее наличие единицы измерения (меры), соответствует понятию измерения в узком смысле и является более традиционным и классическим. В этом смысле оно и будет пониматься ниже — как измерение физических величин.
Ниже приведены основные понятия
, относящиеся к физической величине (здесь и далее все основные понятия по метрологии и их определения приводятся по упомянутой выше рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 29-99):
- размер физической величины
— количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу;
- значение физической величины
— выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц;
- истинное значение физической величины
— значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину (может быть соотнесено с понятием абсолютной истины и получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений);
Понятия физическая величина и измерение тесным образом связаны с понятием шкалы физической величины
- упорядоченной совокупностью значений физической величины, служащей исходной основой для измерений данной величины. Шкалой измерений
называют порядок определения и обозначения возможных значений конкретной величины или проявлений какого-либо свойства. Понятия шкалы возникли в связи с необходимостью изучать не только количественные, но и качественные свойства природных и рукотворных объектов и явлений.
Различают несколько типов шкал.
1. Шкала наименований (классификации)
- это самая простая шкала, которая основана на приписывании объекту знаков или цифр для их идентификации или нумерации. Например, атлас цветов (шкала цветов) или шкала (классификация) растений Карла Линнея. Данные шкалы характеризуются только отношением эквивалент-ности (равенства) и в них отсутствуют понятия больше, меньше, отсутствуют единицы измерения и нулевое значение. Этот вид шкал приписывает свойствам объектов определенные числа, которые выполняют функцию имен. Процесс оценивания в таких шкалах состоит в достижении эквивалентности путем сравнения испытуемого образца с одним из эталонных образцов. Таким образом, шкала наименований отражает качественные свойства.
2. Шкала порядка (ранжирования)
-
упорядочивает объекты относительно какого-либо их свойства в порядке убывания или возрастания, например, землетрясений, силы ветра. Эти шкалы описывают уже количественные свойства. В данной шкале невозможно ввести единицу измерения, так как эти шкалы в принципе нелинейны. В ней можно говорить лишь о том, что больше или меньше, хуже или лучше, но невозможно дать количественную оценку во сколько раз больше или меньше. В некоторых случаях в шкалах порядка может быть нулевая отметка. Например, в шкале Бофорта оценки силы ветра (отсутствие ветра). Примером шкалы порядка является также пятибалльная шкала оценки знаний учащихся. Ясно, что «пятерка» характеризует лучшее знание предмета, чем «тройка», но во сколько раз лучше, сказать невозможно. Другими примерами шкалы порядка являются шкала силы землетрясений (например, шкала Рихтера), шкалы твердости, шкалы силы ветра. Некоторые из этих шкал имеют эталоны, например, шкалы твердости материалов. Другие шкалы не могут их иметь, например, шкала волнения моря.
Шкалы порядка и наименований называют неметрическими
шкалами.
3. Шкала интервалов (разностей)
содержит разность значений физической величины. Для этих шкал имеют смысл соотношения эквивалентности, порядка, суммирования интервалов (разностей) между количественными проявлениями свойств. Шкала состоит из одинаковых интервалов, имеет условную (принятую по соглашению) единицу измерения и произвольно выбранное начало отсчета - нуль. Примером такой шкалы являются различные шкалы времени
, начало которых выбрано по соглашению (от Рождества Христова, от переселения пророка Мухаммеда из Мекки в Медину). Другими примерами шкалы интервалов являются шкала расстояний и температурная шкала Цельсия. Результаты измерений по этой шкале (разности) можно складывать и вычитать.
4. Шкала отношений
- это шкала интервалов с естественным (не условным) нулевым значением и принятые по соглашению единицы измерений. В ней нуль характеризует естественное нулевое количество данного свойства. Например, абсолютный нуль температурной шкалы. Это наиболее совершенная и информативная шкала. Результаты измерений в ней можно вычитать, умножать и делить. В некоторых случаях возможна и операция суммирования для аддитивных величин.
Аддитивной называется величина, значения которой могут быть суммированы, умножены на числовой коэффициент и разделены друг на друга (например, длина, масса, сила и др.). Неаддитивной величиной называется величина, для которой эти операции не имеют физического смысла, например, термодинамическая температура. Примером шкалы отношений является шкала масс
- массы тел можно суммировать, даже если они не находятся в одном месте.
5. Абсолютные шкалы
- это шкалы отношений, в которых однозначно (а не по соглашению) присутствует определение единицы измерения. Абсолютные шкалы присущи относительным единицам (коэффициенты усиления, полезного действия и др.), единицы таких шкал являются безразмерными.
6. Условные шкалы
- шкалы, исходные значения которых выражены в условных единицах. К таким шкалам относятся шкалы наименований и порядка.
Шкалы разностей, отношений и абсолютные называются метрическими (физическими) шкалами
.
Физическая величина Х может быть при помощи математических действий выражена через другие физические величины А, В, С … уравнением вида:
Х= k Аa Вb Сg … ,
где - коэффициент пропорциональности; - показатели степени.
Формулы вида (2), выражающие одни физические величины через другие, называются уравнениями между физическими величинами.
Коэффициент пропорциональности в таких уравнениях за редким исключением равен 1. Значение этого коэффициента не зависит от выбора единиц, а определяется только характером связи величин, входящих в уравнение.
Для каждой системы величин
число основных величин должно быть вполне определенным и его стараются свести к минимуму. Основные величины
могут выбираться произвольно, но важно, чтобы система была удобной для практического применения. Как правило, в качестве основных выбирают величины, характеризующие коренные свойства материального мира
: длину, массу, время, силу, температуру, количество вещества и др. Каждой основной величине присвоен символ в виде прописной буквы латинского или греческого алфавита, называемой размерностью
основной физической величины. Например, длина имеет размерность L, масса — М, время — Т, сила тока — I и т. д.
Понятие размерности вводится и для производной величины.
Размерностью производной физической величины
называется выражение в форме степенного одночлена, составлен-ного из произведений символов основных величин в различных степенях и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные, с коэффициентом пропорциональности, равным 1. Степени символов основных величин, входящих в одночлен, могут быт целыми, дробными, положительными и отрицательными в зависимости от связи рассматриваемой величины с основными. Связь производной величины через другие величины системы выражается определяющим уравнением
производной величины. Размерность производной величины определяется путем подстановки в определяющее уравнение вместо входящих в него величин их размерностей. Причем, для этого используются простейшие
уравнения связи, которые могут быть представлены в виде формулы (2). Например, если определяющим уравнением для скорости является уравнение , где — длина пути, пройденного за время , то размерность скорости определяется по формуле .
Форма уравнений, связывающих величины, не зависят от размеров единиц: какие бы единицы мы не выбирали, соотношения величин останутся неизменными и одинаковыми с соотношениями числовых значений. Этим свойством измерение отличается от всех других приемов оценки величин.
Размерность величин обозначается символом dim. В нашем случае размерность скорости будет выражена как
Например, в системе величин LMT (длина, масса, время) размерность любой величины Х в общем виде будет выражаться формулой:
где L
,
M
,
T
— символы величин, принятых в качестве основных, в данном случае это длина, масса и время; показатели размер-ности производной величины х
.
Размерность является более общей характеристикой
, чем уравнение связи между величинами, т.к. одну и ту же размерность могут иметь величины разной природы, например, сила и кинетическая энергия.
Размерности имеют широкое практическое применение и позволяют:
Для того чтобы можно было провести измерение и достичь поставленную перед ним цель, необходимо сформулировать измерительную задачу, в которую должны войти следующие составляющие элементы измерений:
В зависимости от рода измеряемой величины, условий проведения измерений и приемов обработки экспериментальных данных измерения могут классифицироваться с различных точек зрения.
С точки зрения общих приемов
получения результатов они разделены на четыре класса:
Прямое измерение
-
измерения, при котором искомое значение получают непосредственно. Например, измерение длины детали линейкой. Этот термин возник как противоположный термину косвенное измерение. Строго говоря, измерение всегда прямое и рассматривается как сравнение величины с ее единицей. В таком случае лучше применять термин прямой метод измерений
.
Косвенное измерение
- определение искомого значения величины на основании результатов прямых измерений других величин, функционально связанных с искомой величиной. Например, определение объема цилиндра по результатам измерений его диаметра и высоты. Косвенные измерения относятся к явлениям, которые непосредственно не воспринимаются органами чувств и познание которых требует экспериментальных устройств. Исторической предпосылкой косвенных измерений было открытие закономерных связей и единства различных явлений в отдельных областях природы и во всей природе в целом, что привело к установлению закономерных связей между различными физическими величинами.
Совокупные измерения
-
проводимые одновременно измере-ния нескольких одноименных величин, при котором искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях. При этом для определения значений искомых величин число уравнений должно быть не меньше числа величин. Примером совокупных измерений являются измерения, когда значение массы отдельных гирь из набора определяют по известному значению массы одной из гирь и по результатам измерений масс различных сочетаний гирь.
Совместные измерения
-
проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними.
Совместные и совокупные измерения характеризуются тем, что состоят из совокупности рядов прямых измерений и числовые значения искомых величин определяются из совокупности уравнений типа:
………………………….
где Y1, Y2
, … - значения искомых величин, X
- значения величин, измеряемых прямым измерением,
F
- известные функциональные зависимости, причем, если эти зависимости неизвестны, то их отыскание уже выходит за пределы измерений и является предметом научного исследования.
Пример совместных измерений: измерение, при котором электрическое сопротивление резистора при температуре 20°С и его температурные коэффициенты находят по данным прямых измерений сопротивления и температуры, выполненных при разных температурах.
По физическому смыслу
измерения можно было бы делить на прямые и косвенные.
По числу измерений
одной и той же величины измерения делятся на однократные и многократные.
От числа измерений зависит методика обработки экспериментальных данных. При многократных наблюдениях для получения результата измерений приходится прибегать к статистической обработке результатов наблюдений.
По характеру изменения
измеряемой величины в процессе измерений они делятся на статические и динамические (величина изменяется в процессе измерений).
По отношению к основным единицам
измерения делятся на абсолютные и относительные.
Абсолютное измерение
- измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант. Например, измерение силы F = mg
основано на измерении основной величины - массы m
и использовании физической постоянной g
.
Относительное измерение
- измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Например, измерение активности радионуклида в источнике по отношению к активности радионуклида в однотипном источнике, аттестованной в качестве эталонной меры активности.
Существуют и другие классификации измерений, например, по связи с объектом (контактные и бесконтактные), по условиям измерений (равноточные и неравноточные).
Следует различать понятия измерение и наблюдение
.
Наблюдения
при измерении -
операции, проводимые при измерении и имеющие целью своевременно и правильно произвести отчет. Результаты наблюдений подлежат дальнейшей обработке для получения результата измерения. Для вычисления результата измерения следует из каждого наблюдения следует исключить систематическую погрешность. В итоге получаем исправленный результат данного наблюдения из числа нескольких, а за результат измерения принимаем среднее арифметическое из исправленных результатов наблюдений. При измерении с однократным наблюдением термином наблюдение пользоваться не стоит.
В настоящее время все измерения в соответствии с физическими законами, используемыми при их проведении, сгруппированы в 13 видов измерений
. Им в соответствии с классификацией были присвоены двухразрядные коды видов измерений: геометрические (27), механические (28), расхода, вместимости, уровня (29), давления и вакуума (30), физико-химические (31), температурные и теплофизические (32), времени и частоты (33), электрические и магнитные (34), радиоэлектронные (35), виброакустические (36), оптические (37), параметров ионизирующих излучений (38), биомедицинские (39).
1.8 Принципы, методы и методики измерений
Наряду с рассмотренными выше основными характеристиками измерений, в теории измерений рассматриваются такие их характеристики, как принцип и метод измерений.
Принцип
измерений
-
физическое явление или эффект, положенное в основу измерения. Например, использование силы тяжести при измерении массы взвешиванием.
Метод измерений
-
прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Как правило, метод измерений обусловлен устройством средств измерений. Некоторыми примерами распространенных методов измерений являются следующие методы.
Метод непосредственной оценки
-
метод, при котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений. Например, взвешивание на циферблатных весах или измерение давления пружинным манометром.
Дифференциальный метод
-
метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами. Этот метод может дать очень точные результаты. Так, если разность составляет 0,1 % измеряемой величины и оценивается прибором с точностью до 1 %, то точность измерения искомой величины составит уже 0,001 %. Например, при сравнении одинаковых линейных мер, где разность между ними определяется окулярным микрометром, позволяющим ее оценить до десятых долей микрона.
Нулевой метод измерений
-
метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля. Мера - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения физической величины. Например, измерение массы на равноплечных весах при помощи гирь. Принадлежит к числу очень точных методов.
Метод сравнения с мерой
-
метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение напряжения постоянного тока на компенсаторе сравнением с известной ЭДС нормального элемента. Результат измерения при этом методе либо вычисляют как сумму значения используемой для сравнения меры и показания измерительного прибора, либо принимают равным значению меры. Существуют различные модификации этого метода:
Физическая величина (ФВ) – это свойство, общее в качествен-
ном отношении многим физическим объектам, но в количественном
отношении индивидуальное для каждого физического объекта.
Измерение – совокупность операций, выполняемых для опре-
деления количественного значения величины .
Качественная характеристики измеряемых величин . Каче-
ственной характеристикой физических величин является размер-
ность . Она обозначается символом dim, происходящим от слова
dimension, которое в зависимости от контекста может переводиться
и как размер, и как размерность.
Измерительные шкалы. Шкала измерений – это упорядочен-
ная совокупность значений физической величины, которая служит
основой для ее измерения.
Классификация измерений
Измерения можно классифицировать по следующим призна-
1. По способу получения информации:
- прямые – это измерения, при которых искомое значение фи-
зической величины получают непосредственно;
- косвенные – это измерение, при котором определение иско-
мого значения физической величины находят на основании резуль-
татов прямых измерений других физических величин, функциональ-
но связанных с искомой величиной;
- совокупные – это проводимые одновременно измерения не-
скольких одноименных величин, при которых искомое значение ве-
личин определяют путем решения системы уравнений, получаемых
при измерениях этих величин в различных сочетаниях;
- совместные – это проводимые одновременно измерения
двух или нескольких не одноименных величин для определения за-
висимости между ними.
2. По количеству измерительной информации:
Однократные;
Многократные.
3. По отношению к основным единицам:
Абсолютные;
Относительные.
4. По характеру зависимости измеряемой величины от време-
cтатические;
динамические.
5. В зависимости от физической природы измеряемых величин
измерения делятся на виды:
Измерение геометрических величин;
Измерение механических величин;
Измерение параметров потока, расхода, уровня, объема ве-
Измерение давления, вакуумные измерения;
Измерение физико-химического состава и свойств веществ;
Теплофизические и температурные измерения;
Измерение времени и частоты;
Измерение электрических и магнитных величин;
Радиоэлектронные измерения;
Измерение акустических величин;
Оптико-физические измерения;
Измерение характеристик ионизирующих излучений и ядер-
ных констант.
Методы измерений
Метод измерений – это прием или совокупность приемов
сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с ре-
ализованным принципом измерений.
Принцип измерения – это физическое явление или эффект, по-
ложенное в основу измерений. Например, явление электрического
резонанса в колебательном контуре положено в основу измерения
частоты электрического сигнала резонансным методом.
Методы измерения конкретных физических величин очень
разнообразны. В общем плане различают метод непосредственной
оценки и метод сравнения с мерой.
Метод непосредственной оценки состоит в том, что значение
измеряемой величины определяется непосредственно по отсчетному
устройству измерительного прибора.
Метод сравнения с мерой состоит в том, что измеряемую ве-
личину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.
Метод сравнения с мерой имеет ряд разновидностей. Это ме-
тод противопоставления, нулевой метод, метод замещения, диффе-
ренциальный метод, совпадения.
Метод противопоставления состоит в том, что измеряемая
величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воз-
действуют на устройство сравнения, с помощью которого устанав-
ливается соотношение между этими величинами. Например, изме-
рение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями, или
измерение напряжения постоянного тока на компенсаторе сравне-
нием с известной ЭДС нормального элемента.
Нулевой метод состоит в том, что результирующий эффект
воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения до-
водят до нуля. Например, измерения электрического сопротивления
мостом с полным его уравновешиванием.
Метод замещения заключается в том, что измеряемую вели-
чину замещают мерой с известным значением величины. Например,
взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь
на одну и ту же чашку весов (метод Борда).
Дифференциальный метод заключается в том, что измеряемая
величина сравнивается с однородной величиной, имеющей извест-
ное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой
величины, и при котором измеряется разность между этими двумя
величинами. Например, измерение частоты цифровым частотоме-
ром с гетеродинным переносчиком частоты.
Метод совпадения заключается в том, что разность между из-
меряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, изме-
ряют, используя совпадения отметок шкал или периодических сиг-
налов. Например, измерения частоты вращения стробоскопом.
Необходимо различать метод измерений и методика выполне-
ния измерений.
Методика выполнения измерения – это установленная сово-
купность операций и правил при измерении, выполнение которых
обеспечивает получение результатов измерений с гарантированной
точностью в соответствии с принятым методом .
Средства измерений
Средство измерений (СИ) – это техническое средство, исполь-
зуемое для измерений и имеющее нормированные метрологические
характеристики.__
Мера – это СИ, предназначенное для воспроизведения
физической величины заданного размера. Например, гиря - мера
массы, кварцевый генератор – мера частоты, линейка – мера длины.
Многозначные меры:
Плавно регулируемые;
Наборы мер;
Магазины мер.
Однозначная мера воспроизводит физическую величину одно-
го размера.
Многозначная мера воспроизводит ряд значений одной и той
же физической величины.
Измерительный преобразователь – это СИ, предназначенное
для выработки сигнала измерительной информации в форме,
удобной для передачи, дальнейшего преобразования, но
неподдающиеся непосредственному восприятию оператором.
Измерительный прибор – это СИ, предназначенное для
выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной
для восприятия оператором. Например, вольтметр, частотомер,
осциллограф и т.п.
Измерительная установка – это совокупность функционально
объединенных СИ и вспомогательных устройств, предназначенная
для измерения одной или нескольких физических величин и
расположенная в одном месте. Как правило, измерительные
установки применяются для поверки измерительных приборов.
Измерительная система – совокупность функционально
объединенных мер, измерительных приборов, измерительных
преобразователей, ЭВМ и других технических средств,
расположенных в разных точках контролируемого объекта и т.п. с
целью измерений одной или нескольких физических величин,
свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов
в разных цепях. Она отличается от измерительной установки тем,
что вырабатывает измерительную информацию в форме, удобной
для автоматической обработки и передачи.
1. Укажите цель метрологии:1) обеспечение единства измерений с необходимой и требуемой, точностью;+
2) разработка и совершенствование средств и методов измерений повышения их точности
3) разработка новой и совершенствование, действующей правовой и нормативной базы;
4) совершенствование эталонов единиц измерения для повышения их точности;
5) усовершенствование способов передачи единиц измерений от эталона к измеряемому объекту.
2. Укажите задачи метрологии:
1) обеспечение единства измерений с необходимой и требуемой точностью;
2) разработка и совершенствование средств и методов измерений; повышение их точности;+
3) разработка новой и совершенствование действующей правовой и нормативной базы;+
4) совершенствование эталонов единиц измерения для повышения их точности;+
5) усовершенствование способов передачи единиц измерений от эталона к измеряемому объекту;+
6) установление и воспроизведение в виде эталонов единиц измерений.+
3. Охарактеризуйте принцип метрологии «единство измерений»:
1) разработка и/или применение метрологических средств, методов, методик и приемов основывается на научном эксперименте и анализе;
2)состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы;+
3) состояние средства измерений, когда они проградуированы в узаконенных единицах и их метрологические характеристики соответствуют установленным нормам.
4. Какие из перечисленных способов обеспечивают единство измерения:
1) применение узаконенных единиц измерения;+
2) определение систематических и случайных погрешностей, учет их в результатах измерений;
3) применение средств измерения, метрологические характеристики которых соответствуют установленным нормам;+
4) проведение измерений компетентными специалистами.
5. Какой раздел посвящен изучению теоретических основ метрологии:
1) законодательная метрология;
2) практическая метрология;
3) прикладная метрология;
4) теоретическая метрология;+
6. Какой раздел рассматривает правила, требования и нормы, обеспечивающие регулирование и контроль за единством измерений:
1) законодательная метрология;+
2) практическая метрология;
3) прикладная метрология;
4) теоретическая метрология;
5) экспериментальная метрология.
7. Укажите объекты метрологии:
1) Ростехрегулирование;
2) метрологические службы;
3) метрологические службы юридических лиц;
4) нефизические величины;+
5) продукция;
6) физические величины.+
8. Как называется качественная характеристика физической величины:
1) величина:
4) размер;
5) размерность+
9. Как называется количественная характеристика физической величины:
1) величина;
2) единица физической величины;
3) значение физической величины;
4) размер;+
5) размерность.
10. Как называется значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующую физическую величину:
1) действительное;
2) искомое;
3) истинное;+
4) номинальное;
5) фактическое.
11. Как называется значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному, что для поставленной задачи может его заменить:
1) действительное;+
2) искомое;
3) истинное;
4) номинальное;
5) фактическое.
12. Как называется фиксированное значение величины, которое принято за единицу данной величины и применяется для количественного выражения однородных с ней величин:
1) величина;
2) единица величины;+
3) значение физической величины;
4) показатель:
5) размер.
13. Как называется единица физической величины, условно принятая в качестве независимой от других физических величин:
1) внесистемная,
2) дольная;
3) системная;
4) кратная;
5) основная.+
14. Как называется единица физической величины, определяемая через основную единицу физической величины:
1) основная;
2) производная;+
3) системная;
4) кратная;
5) дольная.
15. Как называется единица физической величины в целое число раз больше системной единицы физической величины:
1) внесистемная;
2) дольная;
3) кратная;+
4) основная;
5) производная.
16. Как называется единица физической величины в целое число раз меньше системной единицы физической величины:
1) внесистемная;
2) дольная;+
3) кратная;
4) основная;
5) производная.
17. Назовите субъекты государственной метрологической службы.
1) РОСТЕХРЕГУЛИРОВАНИЕ+
2) Государственный научный метрологический центр;+
3) метрологическая служба отраслей;
4) метрологическая служба предприятий;
5) Российская калибровочная служба;
6) центры стандартизации, метрологии и сертификации.+
18. Дайте определение понятия «методика измерений»:
1) исследование и подтверждение соответствия методик (методов) измерений установленным метрологическим требованиям к измерениям;
2) совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленными показателями точности;+
3) совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений;
4) совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины;
5) совокупность средств измерений, предназначенных для измерений одних и тех же величин, выраженных в одних и тех же единицах величин, основанных на одном и том же принципе действия, имеющих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной и той же технической документации.
19. Как называется анализ и оценка правильности установления и соблюдения метрологических требований применительно к объекту, подвергаемому экспертизе:
1) аккредитация юридических лиц и индивидуальных предпринимателей на выполнение работ и/или оказание услуг области обеспечения единства измерений;
2) аттестация методик (методов) измерений;
3) государственный метрологический надзор;
4) метрологическая экспертиза;+
5) поверка средств измерений;
6) утверждение типа стандартных образцов или типа средств
Измерений.
20. Как называется совокупность операций, выполняемых пня определения количественного значения величины:
1) величина;
2) значение величин;
3) измерение;+
4) калибровка;
5) поверка.
21. Укажите виды измерений по способу получения информации:
1) динамические;
2) косвенные;+
3) многократные;
4) однократные;
5) прямые;+
6) совместные;+
7) совокупные.+
22. Укажите виды измерений по количеству измерительной информации:
1) динамические;
2) косвенные;
3) многократные;+
4) однократные;+
5) прямые;
6) статические.
23. Укажите виды измерения по характеру изменения получаемой информации в процессе измерения:
1) динамические;+
2) косвенные;
3) многократные;
4)однократные
6)статические.+
24. Укажите виды измерений по отношению к основным единицам
1) абсолютные+
2) динамические
3) косвенные
4) относительные+
6) статические
25. При каких видах измерений искомое значение величины получают непосредственно от средства измерений:
1) при динамических;
2)при косвенных;
3)при многократных;
4)при однократных;
5)при прямых;+
6)при статических.
26. Укажите виды измерений, при которых определяются фактические значения нескольких одноименных величин, а значение искомой величины находят решением системы уравнений:
1)дифференциальные;
3)совместные;
4)совокупные;+
5)сравнительные.
27. Укажите виды измерений, при которых определяются фактические значения нескольких неоднородных величин для нахождения функциональной зависимости между ними:
1)преобразовательные;
3)совместные;+
4)совокупные;
5)сравнительные
28. Укажите виды измерений, при которых число измерений равняется числу измеряемых величин:
1)абсолютные;
2)косвенные;
3)многократные;
4)однократные;+
5)относительные
6) прямые.
29. Какие средства измерений предназначены для воспроизведения и/или хранения физической величины:
1)вещественные меры;+
2)индикаторы;
3)измерительные приборы;
4)измерительные системы;
5)измерительные установки;
6)измерительные преобразователи;
7)стандартные образцы материалов и веществ;
8)эталоны.
30. Какие средства измерений представляют собой совокупность измерительных преобразователей и отсчетного устройства:
1)вещественные меры;
2)индикаторы;
3)измерительные приборы;+
4)измерительные системы;
5)измерительные установки.
31. Какие средства измерений состоят из функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, территориально разобщенных и соединенных каналами связи:
1)вещественные меры;
2)индикаторы;
3)измерительные приборы;
4)измерительные системы;+
5)измерительные установки;
6)измерительные преобразователи
32. Какие средства измерений состоят из функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, собранных в одном месте:
1) измерительные приборы;
2)измерительные системы;
3)измерительные установки;+
4)измерительные преобразователи;
5)эталоны.
33. Обнаружение - это:
1)свойство измеряемого объекта, общее в количественном отношении для всех одноименных объектов, но индивидуальное в количественном;
2)сравнение неизвестной величины с известной и выражение первой через вторую в кратном или дольном отношении;
3)установление качественных характеристик искомой физической величины;+
4)установление количественных характеристик искомой физической величины.
34. Какие технические средства предназначены для обнаружения физических свойств:
1)вещественные меры;
2)измерительные приборы;
3)измерительные системы;
4)индикаторы;+
5)средства измерения.
35. Укажите нормированные метрологические характеристики средств измерений:
1)диапазон показаний;+
2)точность измерений;+
3)единство измерений;
4)порог измерений;
5)воспроизводимость;
6)погрешность.+
36. Как называется область значения шкалы, ограниченная начальным и конечным значением:
1) диапазон измерения;
2) диапазон показаний;+
3) погрешность;
4) порог чувствительности;
5) цена деления шкалы.
37. Как называется отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины:
1) диапазон измерения;
2) диапазон показаний;
3) порог чувствительности;
4) цена деления шкалы;
5) чувствительность.+
38. Как называются технические средства, предназначенные для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины:
1) вещественные меры;
2) индикаторы;
4) стандартные образцы материалов и веществ;
5) эталоны.+
39. Укажите средства поверки технических устройств:
1) измерительные системы;
2) измерительные установки;
3) измерительные преобразователи;
4) калибры;
5) эталоны.+
40. Какие требования предъявляются к эталонам:
1) размерность;
2) погрешность;
3) неизменность;+
4) точность;
5) воспроизводимость;+
6)сличаемость.+
41. Какие эталоны передают свои размеры вторичным эталонам:
1) международные эталоны;
2) вторичные эталоны;
3) государственные первичные эталоны,+
4) калибры;
5) рабочие эталоны;
42. В чем состоит принципиальное отличие поверки от калибровки:
1) обязательный характер;+
2) добровольный характер;
3) заявительный характер;
4) правильного ответа нет.
43. Какие эталоны передают информацию о размерах рабочим средствам измерения:
1) государственные первичные эталоны;
2) государственные вторичные эталоны;
3) калибры;
4) международные эталоны;
5) рабочие средства измерения;+
6) рабочие эталоны.
44. Как называется совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям:
1) поверка;+
2) калибровка;
3) аккредитация;
4) сертификация;
5) лицензирование;
6) контроль;
7) надзор.
45. Калибровка - это:
1) совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям;
2) совокупность основополагающих нормативных документов, предназначенных для обеспечения единства измерений с требуемой точностью;
3) Совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений.+
46. Каковы альтернативные результаты поверки средств измерений:
1) знак поверки;
2) свидетельство о поверке;
3) подтверждение пригодности к применению;+
4) извещение о непригодности;
5) признание непригодности к применению.+
47. Укажите способы подтверждения пригодности средства измерения к применению:
1) нанесение знака поверки;+
2) нанесение знака утверждения типа;
3) выдача извещения о непригодности;
4) выдача свидетельства о поверке;+
5) выдача свидетельства об утверждении типа.
