3 Основные понятия в метрологии

Физическая вели­чина — свойство, общее в качественном отношении мно­гим физическим объектам, но в количественном отно­шении индивидуальное для каждого объекта, например, длина, масса, электропроводность и теплоемкость тел, давление газа в сосуде и т. п.

Мерой для количественного сравнения одинаковых свойств объектов служит единица физической величи­ны — физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1. Единицам физи­ческих величин присваивается полное и сокращенное символьное обозначение — размерность. Например: масса — килограмм (кг), время — секунда (с), дли­на — метр (м), сила — Ньютон (Н).

Значение физической величины — оценка физичес­кой величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц — характеризует количественную индивидуаль­ность объектов.

Измерением называется нахождение значения физи­ческой величины с помощью специальных технических средств.

Истинное значение — зна­чение физической величины, которое идеальным обра­зом отражает в качественном и количественном отноше­ниях соответствующее свойство объекта.

Действительное значение — значение физической ве­личины, найденное экспериментальным путем и настоль­ко приближающееся к истинному значению, что для оп­ределенной цели может быть использовано вместо него.

Погрешность измерения есть отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины. Абсолютной погрешностью называют погрешность изме­рения, выраженную в единицах измеряемой величины: Δх=х_нз-х, где х — истинное значение измеряемой вели­чины. Относительная погрешность — отношение абсолют­ной погрешности измерения к истинному значению физи­ческой величины: ε=Δх/х. Относительная погрешность может быть выражена также в процентах.

3.1 Система единиц и основные принципы ее построения

Совокупность выбранных основных и образованных производных единиц называется системой единиц.

Международная система единиц СИ (SI) содержит семь основных и две дополнительные единицы. Основ­ные единицы: длина — метр (м); масса — килограмм (кг); время — секунда (с); сила электрического тока — ампер (А); термодинамическая температура — Кельвин (К); сила света — кандела (кд); количество вещества — моль (моль). Дополнительные единицы приняты для из­мерения плоского угла — радиан (рад) и телесного уг­ла — стерадиан (ср). Производные единицы Междуна­родной системы образуются на основании определений физических величин или законов, устанавливающих связь между физическими величинами, например сила — Ньютон (Н = кг-м/с²), угловая скорость (рад/с), уско­рение (м/с²).

Метр — длина, равная 1650763,73 длин волн в ваку­уме излучения соответствующего переходу между уров­нями 2p¹⁰ и  5d⁵ атома криптона 86 (оранжевая линия спектра). Килограмм — масса, равная массе междуна­родного прототипа килограмма (приблизительно равен массе 1 дм³ чистой воды при температуре 4°С). Секун­да — время, равное 9 192631 770 периодам излучения, со­ответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 (при­близительно равна 1/86400 средних солнечных суток). Радиан — угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. В градус­ном исчислении радиан равен 57°17'44,8".

В Международной системе для выражения больших или малых значений физических величин приняты крат­ные и дольные единицы, которые получаются при умно­жении исходных единиц на число 10 в соответствующей положительной (для кратных единиц) или отрицатель­ной (для дольных единиц) степени от 10¹⁸ до 10^-18. Крат­ные и дольные единицы обозначаются путем присоединения к размерности исходной единицы соответствующих приставок: 10⁶ — мега (М), 10³ — кило (к), 10² — гекто (г), 10^-1.—деци (д), 10^-2 — санти (с), 10^-3 — милли (м), 10^-6 — микро (мк) и др.