Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny – hodnota fyzikálnej veličiny, - str.2. Fyzikálna veličina, skutočná a skutočná hodnota fyzikálnej veličiny

→ Metrológia a normalizácia

Koncepcia metrológie

Metrológia je veda o meraniach, metódach a prostriedkoch na zabezpečenie ich jednoty a spôsoboch dosiahnutia požadovanej presnosti. Metrológia je založená na súbore pojmov a pojmov, z ktorých hlavné sú uvedené nižšie.

Fyzikálna veličina je vlastnosť, ktorá je kvalitatívne spoločná mnohým fyzickým objektom, ale kvantitatívne je pre každý objekt individuálna. Fyzikálne veličiny sú dĺžka, hmotnosť, hustota, sila, tlak atď.

Podľa definície je jednotke fyzikálnej veličiny priradená číselná hodnota rovnajúca sa 1. Napríklad hmotnosť 1 kg, sila 1 N, tlak 1 Pa. Jednotky jednej fyzikálnej veličiny v rôznych systémoch jednotiek sa môžu líšiť veľkosťou, napríklad pre silu 1 kgf ~ 10 N.

Hodnota fyzikálnej veličiny je číselný odhad fyzikálnej veličiny konkrétneho objektu v akceptovaných jednotkách.

Technické merania sú stanovenie hodnôt rôznych fyzikálnych veličínšpeciálne technické metódy a prostriedky. Pri laboratórnych skúškach sa využívajú merania geometrických rozmerov, hmotnosti, teploty, tlaku, sily a pod.. Najdôležitejšími požiadavkami na technické merania sú jednotnosť a presnosť meraní.

Jednota meraní je stav meraní, keď sú ich výsledky vyjadrené v zákonných jednotkách a chyby merania sú známe s danou pravdepodobnosťou. Jednota meraní je potrebná, aby bolo možné porovnávať výsledky meraní uskutočnených na rôznych miestach, v rôznom čase, pomocou rôznych prístrojov.

Presnosť merania je kvalita meraní, odrážajúca blízkosť výsledkov k skutočnej hodnote nameranej hodnoty.

Hodnota fyzikálnej veličiny získaná pri meraní xtm sa zistí pomocou vzorca xtm = L/“, kde A je číselná hodnota; a je jednotkou fyzikálneho množstva.
V metrológii sa rozlišuje medzi skutočnými a skutočnými hodnotami fyzikálnych veličín.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny ideálnym spôsobom kvalitatívne a kvantitatívne odráža zodpovedajúce vlastnosti objektu. Skutočná hodnota je bez chýb merania. Keďže všetky hodnoty fyzikálnej veličiny sa nachádzajú experimentálne a obsahujú chyby merania, skutočná hodnota zostáva neznáma.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny sa zistí experimentálne; je tak blízko skutočnej hodnote, že na určité účely sa môže použiť namiesto toho. O technické merania hodnota fyzikálnej veličiny nájdená s prijateľnou technické požiadavky chyba sa berie ako skutočná hodnota.

Chyba merania je odchýlka výsledku merania od skutočnej hodnoty nameranej hodnoty. Keďže skutočná hodnota meranej veličiny zostáva neznáma, v praxi sa chyby merania len približne odhadujú porovnaním výsledkov merania s hodnotou tej istej veličiny získanou s niekoľkonásobne vyššou presnosťou. Napríklad chybu pri meraní rozmerov vzorky pravítkom, ktorá je ±1 mm, možno odhadnúť meraním vzorky posuvným meradlom s chybou najviac ±0,05 mm. Existuje absolútna chyba, vyjadrená v jednotkách nameranej hodnoty, a relatívna chyba, ktorou je pomer absolútna chyba na skutočnú hodnotu meranej veličiny.

Meradlá sú technické prostriedky používané pri meraniach, ktoré majú normalizované metrologické vlastnosti. Meracie prístroje sa delia na miery a meracie prístroje.

Miera je merací prostriedok určený na reprodukciu fyzikálneho množstva danej veľkosti (napríklad váha je mierou hmotnosti).

Meracie zariadenie je merací prístroj, ktorý slúži na reprodukciu informácií o meraní vo forme zrozumiteľnej pre pozorovateľa. Najjednoduchšie meracie prístroje (napríklad pravítko, posuvné meradlá) sa nazývajú meracie prístroje.

Základné metrologické ukazovatele prístrojov: hodnota dielika stupnice - rozdiel v hodnotách meranej veličiny, zodpovedajúci dvom susedným značkám stupnice; počiatočné a konečné hodnoty stupnice sú najmenšie resp najvyššia hodnota nameraná hodnota uvedená na stupnici; rozsah merania - rozsah hodnôt nameranej hodnoty, pre ktoré sú normalizované prípustné chyby.

Chyby merania sú výsledkom vzájomnej superpozície chýb spôsobených z rôznych dôvodov: chyba samotných meracích prístrojov, chyby, ktoré vznikajú pri používaní prístroja a odčítaní výsledkov merania a chyby z nedodržania podmienok merania.

Pri dostatočne veľkom počte meraní sa aritmetický priemer výsledkov merania približuje skutočnej hodnote a chyba klesá.
Niekedy sa pri meraniach objaví takzvaná hrubá chyba merania, ktorá výrazne zvyšuje chybu očakávanú za daných podmienok. Výsledky meraní obsahujúce hrubé chyby sú vylúčené z posudzovania ako nespoľahlivé.

Meracie prístroje sa vyberajú tak, aby ich prípustná chyba za vopred stanovených podmienok použitia, t.j. pri zohľadnení všetkých dodatočných chýb neprekročil chybu stanovenú normou alebo technickými špecifikáciami (TU) pre tento typ meranie (testovanie) materiálu. Je iracionálne používať meracie prístroje, ktorých chyba je výrazne nižšia, ako požaduje norma, najmä pri komplexnom skúšaní materiálu, keď sa vykonávajú iné merania s väčšia chyba. Napríklad meranie hmotnosti a objemu vzorky materiálu pri výpočte jeho hustoty sa musí vykonávať pomocou meracích prístrojov, ktoré dávajú približne rovnakú relatívnu chybu.

Jednotnosť meraní je zabezpečená stanovením jednotiek merania a vypracovaním ich noriem. Na XI. generálnej konferencii pre váhy a miery (1960) bola prijatá Medzinárodná sústava jednotiek (SI), ktorá nahradila komplexný súbor sústav jednotiek a jednotlivých nesystémových jednotiek vypracovaných na základe metrického systému mier. V Rusku je SI akceptovaný ako štandard a v oblasti stavebníctva je jeho použitie regulované SN 528-80 „Zoznam jednotiek fyzikálnych veličín používaných v stavebníctve“. Ísť do nový systém jednotky v komplexnej ekonomike našej krajiny v krátkom čase nemožné, preto sa dodnes, pokiaľ ide o technickú dokumentáciu, v mierkach prístrojov a zariadení používajú staré jednotky fyzikálnych veličín.

Fyzikálna veličina, skutočná a skutočná hodnota fyzikálnej veličiny.

Hlavným predmetom merania v metrológii sú fyzikálne veličiny.

Fyzikálna veličina (krátka forma termínu je „množstvo“) sa používa na opis materiálnych systémov a objektov (javov, procesov atď.), ktoré sa študujú v akýchkoľvek vedách (fyzika, chémia atď.).

Fyzikálna veličina je vlastnosť, ktorá je kvalitatívne spoločná mnohým fyzickým objektom, ale kvantitatívne individuálna pre každý objekt. Individualita z kvantitatívneho hľadiska sa chápe v tom zmysle, že vlastnosť musí byť pre jeden objekt určitý počet krát väčšia alebo menšia ako pre iný.

Ako viete, existujú základné a odvodené množstvá. Základné hodnoty sú tie, ktoré charakterizujú základné vlastnosti hmotného sveta. Mechanika vychádza z troch základných veličín, tepelná technika zo štyroch, fyzika zo siedmich.

Súpravy GOST 8.417 sedem základných fyzikálnych veličín- dĺžka, hmotnosť, čas, termodynamická teplota, množstvo hmoty, sila svietivosti elektrický prúd, pomocou ktorej sa vytvára celá paleta odvodených fyzikálnych veličín a poskytuje sa popis akýchkoľvek vlastností fyzikálnych predmetov a javov.

Namerané veličiny majú kvalitatívne a kvantitatívne vlastnosti.

Formalizovaným odrazom kvalitatívneho rozdielu medzi meranými veličinami je ich rozmer. Podľa medzinárodnej normy ISO je rozmer označený symbolom dim. Rozmery základných veličín - dĺžka, hmotnosť a čas - sú označené príslušnými veľkými písmenami:

matná I=L; matná m = M; matná t=T.

Rozmer odvodenej veličiny je vyjadrený rozmerom základných veličín pomocou mocninového monomilu:

matná X = L α M β Tγ ..., (1)

Kde L, M, T- rozmery príslušných základných fyzikálnych veličín; α, β, γ - ukazovatele rozmerov (ukazovatele výkonu, na ktorý sa zvyšujú rozmery základných veličín).

Každý indikátor dimenzie musí byť kladný alebo záporný, celé číslo alebo zlomok, nula. Ak sú všetky ukazovatele rozmerov rovné nule, potom sa množstvo zvyčajne nazýva bezrozmerné. Musí byť relatívna, definovaná ako pomer veličín s rovnakým názvom (napríklad relatívna dielektrická konštanta), a logaritmická, definovaná ako logaritmus relatívnej veličiny (napríklad logaritmus pomeru výkonov alebo napätí).

Kvantitatívne charakteristiky meraná veličina slúži ako jej veľkosť.
Uverejnené na ref.rf
Získanie informácie o veľkosti fyzikálnej alebo nefyzikálnej veličiny je obsahom každého merania.

Treba poznamenať, že výraz „veľkosť“ sa často používa v čisto kvantitatívnom zmysle - hovorí sa o „veľkosti tlaku“, „rýchlosti rôznych veľkostí“. Zároveň samotný tlak a rýchlosť sú veličiny v zmysle vyššie naznačenom, v tomto ohľade, keď hovoríme o „veľkosti prúdu“, v podstate hovoríme o „veľkosti veľkosti“. Z tohto dôvodu sa výraz „veľkosť“ zvyčajne používa iba v jednom zmysle, ako pojem, ktorý zahŕňa kvantitatívny aj kvalitatívny obsah, a výraz „veľkosť množstva“ sa používa na označenie čisto kvantitatívneho významu. Z tohto dôvodu je správne povedať: nie veľkosť tlaku, ale tlak, nie rôzne rýchlosti, ale jednoducho rôzne rýchlosti atď. potrebný prvok meranie je jednotka merania, ktorá môže patriť do akéhokoľvek systému jednotiek alebo môže byť nesystémová. Musí byť abstraktný, no v každom prípade sa musí vždy zúčastniť merania, aby vyjadril získané výsledky. Veľkosť veličiny je vždy vyjadrená určitým počtom akceptovaných merných jednotiek. Inými slovami, merná jednotka je konkrétna, špecifická implementácia meranej veličiny, ktorej číselná hodnota sa predpokladá, že sa rovná jednej. Jednotky určitého množstva sa môžu líšiť veľkosťou, napríklad meter, stopa a palec, ktoré sú jednotkami dĺžky rôzna veľkosť: 1 stopa = 0,3048 m, 1 palec = 25,4-10-2 m.

Merania sú vždy fyzikálnym experimentom vykonávaným pomocou meracích prístrojov. Bez fyzických skúseností neexistujú merania. Zakladateľ domácej metrológie D.I.Mendelejev napísal: „Veda začína... od chvíle, keď začnú merať; exaktná veda je nemysliteľná bez miery. Žiadne výpočty, ani tie najzložitejšie, nemôžu poskytnúť nové informácie o fyzikálne vlastnosti meraného objektu, pokiaľ im nepredchádzajú skúsenosti s použitím meracích prístrojov.

Fyzikálna veličina, skutočná a skutočná hodnota fyzikálnej veličiny. - pojem a druhy. Klasifikácia a znaky kategórie "Fyzikálna veličina, skutočná a skutočná hodnota fyzikálnej veličiny." 2014, 2015.

Podstata meraní jednotiek fyzikálnych veličín

Fyzikálne množstvo- jedna z vlastností fyzického objektu ( fyzický systém, jav alebo proces), spoločné z kvalitatívneho hľadiska pre mnohé fyzické objekty, ale kvantitatívne individuálne pre každý z nich. Množstvo samo o sebe neexistuje, vyjadruje vlastnosti objektu.

Veľkosť fyzikálnej veličiny- kvantitatívne určenie fyzikálnej veličiny vlastnej konkrétnemu hmotnému objektu, systému, javu alebo procesu.

Hodnota fyzikálnej veličiny- vyjadrenie veľkosti fyzikálnej veličiny vo forme určitého počtu pre ňu prijatých jednotiek.

Jednotka merania fyzikálnej veličiny- fyzikálna veličina pevnej veľkosti, ktorej je priradená číselná hodnota rovná jednej a používa sa na kvantitatívne vyjadrenie jemu podobných fyzikálnych veličín.

Pri meraní sa používajú pojmy skutočnej a skutočnej hodnoty fyzikálnej veličiny. Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny - hodnota veličiny, ktorá ideálne charakterizuje zodpovedajúcu fyzikálnu veličinu z kvalitatívneho a kvantitatívneho hľadiska. Skutočnú hodnotu fyzikálnej veličiny možno korelovať s pojmom absolútnej pravdy. Dá sa získať len ako výsledok nekonečného procesu meraní s nekonečným zdokonaľovaním metód a meracích prístrojov. Reálna hodnota fyzikálnej veličiny - je to hodnota fyzikálnej veličiny získaná experimentálne a natoľko blízka skutočnej hodnote, že ju možno v danej meracej úlohe použiť namiesto nej.

Meranie fyzikálnych veličín.

Meranie- súbor operácií aplikácie technické prostriedky, ktorý ukladá jednotku fyzikálnej veličiny, pričom zabezpečuje nájdenie vzťahu (explicitného alebo implicitného) meranej veličiny s jej jednotkou a získanie hodnoty tejto veličiny. Meranie je kognitívny proces pozostávajúci z porovnávania pomocou fyzikálny experiment daná PV so známou PV branou ako merná jednotka. PV sa delia na kvantitatívne merané, vo forme určitého počtu stanovených merných jednotiek, a posudzované, ku ktorým sú podľa stanovených pravidiel priradené určité čísla.

FV jednotka[Q] je PV pevnej veľkosti, ktorému je podmienene priradená číselná hodnota rovnajúca sa jednej.

hodnota PVQ je odhad jej veľkosti vo forme určitého počtu jednotiek akceptovaných za ňu.

Číselná hodnota PVq- abstraktné číslo vyjadrujúce pomer hodnoty veličiny k zodpovedajúcej jednotke daného PV.

Rovnica Q=q[Q] volal základná rovnica merania.

FV jednotky v sústave SI. Jednotky, ktoré tvoria systém, sa nazývajú systémové jednotky , a jednotky, ktoré nie sú zahrnuté v žiadnom zo systémov - nesystémové. Zo všetkých systémov sa uprednostňujú tie základné, postavené na jednotkách dĺžky, hmotnosti a času. Jedným z takýchto systémov pre metrické jednotky sú systémy MKS (meter, kilogram, sekunda) a SGS (centimeter, gram, sekunda). Predtým boli široko používané aj systémy mechanických, tepelných, elektrických, magnetických, svetelných veličín atď. Veľké číslo nesystémové jednotky, nepríjemnosti, ktoré v praxi vznikali v súvislosti s prepočtami pri prechode z jedného systému do druhého – to všetko vyvolalo potrebu vytvorenia jednotného univerzálneho systému jednotiek. V roku 1960 schválila Generálna konferencia pre váhy a miery Medzinárodný systém jednotky - SI (SI - Systeme International). Systém SI zahŕňa systém jednotiek ISS (mechanické jednotky) a systém MCSA (elektrické jednotky).

Základné jednotky. SI je založený na siedmich základných jednotkách:

– meter(m) - jednotka dĺžky. Meter rovná dĺžke dráha, ktorú svetlo prejde vo vákuu za 1/299792458 sekundy;

– kilogram(kg) - jednotka hmotnosti. Kilogram rovná hmotnosti medzinárodný prototyp kilogramu (platinovo-irídiový valec s rozmermi 39x39 mm).

V roku 1899 bolo vyrobených 43 vzoriek, Rusko dostalo dve z nich: č. 12 (štátna norma) a N26 (štandard kópie);

– druhý(s) - jednotka času. Druhé je 9192631770
periódy žiarenia zodpovedajúce prechodu medzi dvoma
hyperjemné úrovne základného stavu atómu cézia-133 bez rušenia vonkajšími poľami;

– ampér(A) je jednotka elektrického prúdu. Ampér sa rovná sile konštantného prúdu, ktorý by pri prechode dvoma rovnobežnými priamymi vodičmi nekonečnej dĺžky a zanedbateľne malého prierezu, umiestnenými vo vákuu vo vzdialenosti 1 m od seba, vyvolal interakčnú silu. rovná 2 ∙ 10 -7 na úseku vodiča dĺžky 1 m N;

– kelvin(K) je jednotka termodynamickej teploty. Kelvin sa rovná 1/273,16 termodynamickej teploty trojného bodu vody; povolené je aj používanie Celziovej stupnice;

- Krtko(mol) - jednotka množstva látky. Mol sa rovná množstvu látky v systéme, ktorý obsahuje rovnaký počet štruktúrnych prvkov (atómov, molekúl, elektrónov atď.), koľko je atómov v uhlíku-12 s hmotnosťou 0,012 kg;

– kandela(cd) - jednotka svetla. Kandela sa rovná intenzite svetla v danom smere zdroja vyžarujúceho monochromatické žiarenie s frekvenciou 540 10 12 Hz, ktorého energetická náročnosť v tomto smere je 1/683 W/sr.

Odvodené jednotky. Do sústavy SI patria okrem základných fyzikálnych jednotiek aj odvodené jednotky, ktoré sa určujú pomocou fyzikálnych zákonov a závislostí cez základné fyzikálne veličiny alebo cez základné a už definované derivácie. Patria sem jednotky priestoru a času, mechanické, elektrické a magnetické veličiny, tepelné, svetelné a akustické veličiny a veličiny ionizujúceho žiarenia.

Strana 1

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny je hodnota, ktorá ideálne odráža vlastnosti objektu, a to kvantitatívne aj kvalitatívne. Je to absolútna pravda, o ktorú sa človek usiluje, keď sa ju pokúša vyjadriť v číselnej hodnote.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny ideálne odráža vlastnosti daného objektu. Nezávisí od prostriedkov nášho poznania a je absolútnou pravdou, ku ktorej sa snažíme, zvyšujúc kvalitu meraní.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny je hodnota fyzikálnej veličiny, ktorú sa človek snaží nájsť v súlade s úlohou a ktorá by túto veličinu úplne správne odrážala.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny je hodnota fyzikálnej veličiny, ktorá ideálne odráža zodpovedajúcu vlastnosť daného objektu z kvalitatívneho a kvantitatívneho hľadiska. Skutočný význam je prakticky nedosiahnuteľný.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny je prakticky neznáma. Preto pri výpočte chýb je potrebné namiesto skutočnej hodnoty nameranej hodnoty použiť skutočnú hodnotu zistenú experimentálne a tak blízkou skutočnej, že na tieto účely merania ju možno použiť namiesto nej.

Skutočnú hodnotu fyzikálnej veličiny možno získať len ako výsledok nekonečného procesu meraní s nekonečným zdokonaľovaním metód a meracích prístrojov. Pre každú úroveň vývoja meracej techniky môžeme poznať iba skutočnú hodnotu fyzikálnej veličiny, ktorá sa používa namiesto skutočnej hodnoty fyzikálnej veličiny.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny je definovaná ako hodnota, ktorá by v ideálnom prípade odrážala zodpovedajúcu vlastnosť objektu z kvalitatívneho a kvantitatívneho hľadiska.

Skutočnú hodnotu fyzikálnej veličiny možno získať len ako výsledok nekonečného procesu meraní s nekonečným zdokonaľovaním metód a meracích prístrojov. Pre každú úroveň vývoja meracej techniky môžeme poznať iba skutočnú hodnotu fyzikálnej veličiny, ktorá je obdobou pojmu relatívnej pravdy a používa sa namiesto skutočnej hodnoty fyzikálnej veličiny.

Skutočnú hodnotu fyzikálnej veličiny nemožno dosiahnuť.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny je hodnota veličiny, ktorá ideálne odráža zodpovedajúcu vlastnosť objektu z kvalitatívneho a kvantitatívneho hľadiska.

Skutočná hodnota fyzikálnej veličiny je hodnota fyzikálnej veličiny, ktorá by v ideálnom prípade odrážala zodpovedajúcu vlastnosť objektu z kvalitatívneho a kvantitatívneho hľadiska. Experimentálne to nie je možné určiť kvôli nevyhnutným chybám merania. Chyba je odchýlka výsledku merania od skutočnej hodnoty nameranej hodnoty (podrobnosti o chybách sú v kapitole. Predpokladajme, že sa meria priemer kruhového kotúča. Niet pochýb o tom, že meranie priemeru disk je možné vykonávať s vyššou a vyššou presnosťou, stačí zvoliť prostriedok merania primeranej presnosti, ale keď chyba meracieho prístroja dosiahne veľkosť molekuly, objaví sa akési rozmazanie okrajov disku , kvôli chaotický pohyb molekuly. Výsledkom je, že za určitou hranicou presnosti už samotný pojem priemer disku stratí svoj pôvodný význam a ďalšie zvyšovanie presnosti merania je zbytočné. Preto pojem skutočnej hodnoty priemeru v v tomto prípade nadobúda pravdepodobnostný význam a len s určitou pravdepodobnosťou je možné určiť rozsah hodnôt, v ktorom sa nachádza.

Keďže skutočná hodnota fyzikálnej veličiny nie je známa, v praxi sa používa jej skutočná hodnota. Pre pracovný SI sa za skutočnú hodnotu považujú hodnoty pracovného etalónu najnižšieho stupňa (povedzme 4.), pre etalón 4. stupňa zasa hodnota získaná pomocou pracovného etalónu 3. stupňa.