Дәріс қасиеті. Мән. Негізгі өлшем теңдеуі. Өлшемдер. Бағалау, бағалау және өлшеу анықтамасын қарастырыңыз. Олардың ортақ және ерекше белгілерін көрсетіңіз Физикалық шама термині сипатты білдіреді

Depositfiles сайтынан жүктеп алыңыз

Дәріс 1.Меншік. Мән. Негізгі өлшем теңдеуі

2. Өлшемдер

Шамалар, өлшемдер мен өлшеу құралдары төртінші курста сізге оқылатын «Метрология» курсында жан-жақты оқытылады. Мұнда біз «Геодезиялық аспаптар мен өлшемдер» курсында қажет болатын негізгі ойларды қарастырамыз.

1. Меншік. Мән. Негізгі өлшем теңдеуі

Қоршаған дүниенің барлық объектілері өздерінің қасиеттерімен сипатталады.

Мысалы, заттардың түсі, салмағы, ұзындығы, биіктігі, тығыздығы, қаттылығы, жұмсақтығы, т.б. қасиеттерін атауға болады. Дегенмен, нысанның түсті немесе ұзын болуы фактісінен біз оның түс немесе кеңейту қасиетіне ие болудан басқа ештеңе білеміз.

Сандық сипаттама үшін әртүрлі қасиеттер, процестер және физикалық денелершама ұғымы енгізіледі.

Барлық шамаларды екі түрге бөлуге болады:шынайы Және идеал .

Идеал шамалар негізінен математикаға қатысты және нақты нақты ұғымдардың жалпылауы (үлгісі) болып табылады. Біз оларды қызықтырмаймыз.

Нағыз құндылықтар, өз кезегінде, бөлінедіфизикалық Және физикалық емес .

TO физикалық емес әлеуметтік (физикалық емес) ғылымдарға тән құндылықтарды жатқызу қажет - философия, әлеуметтану, экономика және т.б. Бұл құндылықтар бізді қызықтырмайды.

Физикалық жалпы жағдайда шаманы жаратылыстану (физика, химия) және техникалық ғылымдарда зерттелетін материалдық объектілерге (процестерге, құбылыстарға) тән шама ретінде анықтауға болады. Бізді қызықтыратын осы құндылықтар.

Индивидуалдылық сандық тұрғыдан алғанда, бір объект үшін басқасына қарағанда белгілі бір сан есе артық немесе аз болуы мүмкін деген мағынада түсініледі.

Мысалы, жер бетіндегі әрбір заттың салмағы сияқты қасиеті бар. Егер сіз бірнеше алма алсаңыз, олардың әрқайсысының салмағы бар. Бірақ, сонымен бірге, әрбір алманың салмағы басқа алмалардың салмағынан өзгеше болады.

Физикалық шамаларды бөлуге боладыөлшенетін Және бағаланған.

Қандай да бір себептермен өлшеу орындалмайтын немесе өлшем бірлігін енгізуге болмайтын физикалық шамалар ғана бағалануы мүмкін. Бұл физикалық шамалар деп аталады бағаланған . осындайларды бағалау физикалық шамаларшартты шкалалардың көмегімен шығарылады. Мысалы, жер сілкінісінің қарқындылығы бойынша бағаланадыРихтер шкаласы, минералдардың қаттылығы – Мох шкаласы бойынша.

Басқа шамалардан шартты тәуелсіздік дәрежесі бойынша физикалық шамалар бөлінеді негізгі (шартты түрде тәуелсіз),туындылар (шартты тәуелді) жәнеқосымша .

Барлық қазіргі физиканы материалдық әлемнің іргелі қасиеттерін сипаттайтын жеті негізгі шамаға салуға болады. Оларға жатадыЖеті таңдалған физикалық шамаларSI жүйесі ретінде майор , Және екі қосымша физикалық шамалар.

Ыңғайлы болу үшін ғана енгізілген жеті негізгі және екі қосымша шаманың көмегімен туынды физикалық шамалардың барлық алуан түрі қалыптасады және физикалық заттар мен құбылыстардың қасиеттерінің сипаттамасы беріледі.

Өлшемдердің болуына қарай физикалық шамалар бөлінедіөлшемді , яғни. өлшемдері бар жәнеөлшемсіз .

тұжырымдамасы физикалық шаманың өлшемдері енгізілді Фурье 1822 жылы.

Өлшем сапасы оның сипаттамасы және таңбамен көрсетіледі
сөзінен шыққан өлшем (ағылш. – өлшем, өлшем). Өлшем майор физикалық шамалар сәйкесінше белгіленеді бас әріптер. Мысалы, ұзындық, масса және уақыт үшін

Физикалық шаманың туындысының өлшемі қуатты мономиялық көмегімен негізгі физикалық шамалардың өлшемдерімен өрнектеледі:

Қайда ,
,, … негізгі физикалық шамалардың өлшемдері;

, ,, … өлшемдік көрсеткіштер болып табылады.

Сонымен қатар, өлшем көрсеткіштерінің әрқайсысы оң немесе теріс, бүтін немесе бөлшек сан, сондай-ақ нөл болуы мүмкін.

Барлық өлшемдер болса нөл , онда бұл шама деп аталады өлшемсіз .

Өлшем өлшенген мән болып табыладысандық оның сипаты.

Мысалы, тақтаның ұзындығы тақтаның сандық сипаттамасы болып табылады. Дәл осындай ұзындықты өлшеу нәтижесінде ғана анықтауға болады.

Әртүрлі өлшемдегі біртекті шамаларды білдіретін сандар жиыны бірдей аталған сандар жиыны болуы керек. Бұл атау физикалық шама бірлігі немесе оның үлесі. Тақтаның ұзындығымен бірдей мысал. Әртүрлі тақталардың ұзындығын сипаттайтын сандар жиынтығы бар: 110, 115, 112, 120, 117. Барлық сандар сантиметр деп аталады. Сантиметрді атау физикалық шаманың бірлігі, бұл жағдайда ұзындық бірлігі.

Мысалы, метр, килограмм, секунд.

Мысалы, 54,3 метр, 76,8 келі, 516 секунд.

Мысалы, 54.3, 76.8, 516.

Осы параметрлердің үшеуі де қатынас арқылы бір-бірімен байланысты

, (3.1) деп аталадынегізгі өлшем теңдеуі .

2. Өлшемдер

Бұл негізгі өлшем теңдеуінен шығадыөлшеу - бұл шаманың мәнін анықтау, немесе басқаша айтқанда, бұл шаманы оның бірлігімен салыстыру. Физикалық шамалар техникалық құралдардың көмегімен өлшенеді. Өлшемнің келесі анықтамасын бере аламыз.

Бұл анықтамада өлшем ұғымының төрт белгісі бар.

1. Тек физикалық шамаларды өлшеуге болады(яғни материалдық объектілердің, құбылыстардың, процестердің қасиеттері).

2. Өлшеу – тәжірибе арқылы шаманы бағалау., яғни. бұл әрқашан эксперимент.

Өлшемді формулалар мен белгілі бастапқы мәліметтер бойынша шаманы есептеп анықтау деп атауға болмайды.

3. Өлшеу арнайы техникалық құралдарды - өлшем құралдары деп аталатын өлшем бірліктерін немесе таразыларды тасымалдаушыларды пайдалана отырып жүзеге асырылады.

4. Өлшеу – шаманың мәнін анықтау, яғни. шаманы оның бірлігімен немесе масштабымен салыстыру. Бұл тәсіл ғасырлар бойы өлшеу тәжірибесімен дамыды. Ол 200 жылдан астам уақыт бұрын Л.Эйлер берген «өлшем» ұғымының мазмұнына толық сәйкес келеді: « Бір шаманы белгілі бір түрдегі басқа шаманы алу және оның оған қатынасын көрсету арқылы басқаша анықтау немесе өлшеу мүмкін емес. » .

Физикалық шаманы өлшеу екі (жалпы, бірнеше болуы мүмкін) кезеңді қамтиды:

A) өлшенген шаманы бірлікпен салыстыру;

б) қолдануға болатын пішінге түрлендіру (әртүрлі жолдаркөрсеткіш).

Өлшемдер мыналар:

A) өлшеу принципіөлшемдер негізінде жатқан физикалық құбылыс немесе әсер;

б) өлшеу әдісі– қабылданған өлшем принципіне сәйкес өлшенетін физикалық шаманы оның бірлігімен салыстыру әдістерінің жиынтығы немесе қабылдануы. Өлшеу әдісі әдетте өлшеу құралдарының конструкциясымен анықталады.

Адам тәжірибесінде кездесетін барлық мүмкін өлшемдерді бірнеше бағытта жіктеуге болады.

1. Өлшем түрлері бойынша классификация :

A) тікелей өлшеу - физикалық шаманың қажетті мәні тікелей алынатын өлшем.

Мысалдар: өлшегіш лентамен сызықтың ұзындығын өлшеу, теодолитпен көлденең немесе тік бұрыштарды өлшеу;

б) жанама өлшеу – ізделетін шамаға функционалдық байланысты басқа физикалық шамаларды тікелей өлшеу нәтижелері бойынша физикалық шаманың қажетті мәнін анықтау.

Мысал 1. Параллакс әдісімен сызықтардың ұзындығын өлшеу, мұнда көлденең бұрыш негізгі рельстің белгілері бойынша өлшенеді, олардың арасындағы қашықтық белгілі; қажетті ұзындық осы ұзындықты көлденең бұрышқа және негізге қатысты формулалар арқылы есептеледі.

Мысал 2. Сызықтың ұзындығын диапазон өлшегішпен өлшеу. Бұл жағдайда желінің ұзындығы тікелей өлшенбейді, бірақ сызық ұзындығы өлшенетін нүктелердің үстіне орнатылған сәуле шығарғыш пен рефлектор арасындағы электромагниттік импульстің өту уақыты.

Мысал 3. Нүктенің кеңістіктік координаталарын анықтау жер бетіҒаламдық навигациялық жерсерік жүйесін (GNSS) пайдалану. Бұл жағдайда өлшенетін координаттар немесе тіпті ұзындықтар емес, қайтадан сигналдың әрбір жерсеріктен қабылдағышқа жетуіне кететін уақыт. Өлшенген уақытқа сәйкес жерсеріктерден қабылдағышқа дейінгі арақашықтықтар жанама түрде анықталады, содан кейін тағы да жанама түрде тұрақты нүктенің координаталары анықталады.

V) бірлескен өлшемдер - олардың арасындағы байланысты анықтау үшін екі немесе одан да көп ұқсас емес шамаларды бір уақытта өлшеу.

Мысал. Металл шыбықтың ұзындығын өлшеу және штанганың ұзындығы өлшенетін температура. Мұндай өлшеулердің нәтижесі температураның өзгеруіне байланысты өзек жасалған металдың сызықтық кеңею коэффициентін анықтау болып табылады.

G) жиынтық өлшемдер - әртүрлі комбинацияларда осы шамаларды өлшеу арқылы алынған теңдеулер жүйесін шешу арқылы шамалардың қажетті мәндері анықталатын бірнеше аттас шамаларды бір мезгілде өлшеу.

2. Өлшеу әдістері бойынша классификация :

A) тікелей бағалау әдісі- шаманың мәні тікелей көрсететін өлшеу құралымен анықталатын әдіс;

барометрмен қысымды немесе термометрмен температураны өлшеу мысалдары;

б) өлшемді салыстыру әдісі– өлшенетін шама өлшеммен қайталанатын шамамен салыстырылатын өлшеу әдісі;

мысалдар:

кез келген бөлікке бөлімдері бар сызғышты қолдану, шын мәнінде, олар оның өлшемін сызғышта сақталған бірлікпен салыстырады және санап, шаманың мәнін (ұзындығы, биіктігі, қалыңдығы және басқа параметрлері) алады;

көмегімен өлшеу құралыкөрсеткіштің (алидада) қозғалысына түрленетін шаманың өлшемін (мысалы, бұрыш) осы құрылғының масштабында сақталған бірлікпен (көлденең шеңбер, шеңберді бөлу - өлшем) салыстырыңыз және алыңыз оқу.

Өлшеу дәлдігінің сипаттамасы оның қателігі немесе белгісіздігі болып табылады.

Өлшеулерді жүргізген кезде нақты өлшем объектісі әрқашан оның жетілмегендігінен нақты объектіден ерекшеленетін моделімен ауыстырылады. Нәтижесінде нақты объектіні сипаттайтын мәндер бір объектінің ұқсас мәндерінен де ерекшеленеді. Бұл әдетте кездейсоқ және жүйелі болып бөлінетін өлшеу қателеріне әкеледі.

Өлшеу әдісі. Өлшеу әдісін таңдау өлшеу объектісінің қабылданған үлгісімен және анықталады қолжетімді құралдарөлшемдер. Өлшеу әдісін таңдаған кезде олар өлшеу әдісінің қателігін қамтамасыз етеді, яғни. қабылданған үлгінің және өлшеу әдісінің жетілмегендігіне байланысты жүйелі өлшеу қателігінің құрамдас бөлігі (әйтпесе, теориялық қате), нәтижесінде алынған өлшеу қателігіне айтарлықтай әсер етпеді, яғни. 30%-дан аспады одан.

Объектілік модель. Бақылау циклі кезінде үлгінің өлшенген параметрлерінің өзгеруі, әдетте, 10% аспауы керек берілген өлшеу қателігінен. Егер альтернативалар мүмкін болса, онда экономикалық ойлар да ескеріледі: модель мен өлшеу әдісінің дәлдігін қажетсіз асыра бағалау негізсіз шығындарға әкеледі. Бұл өлшеу құралдарын таңдауға да қатысты.

Өлшеу құралдары. Өлшеу құралдары мен көмекші құрылғыларды таңдау өлшенетін шамамен, қабылданған өлшеу әдісімен және өлшеу нәтижелерінің талап етілетін дәлдігімен (дәлдік нормалары) анықталады. Дәлдігі жеткіліксіз өлшеу құралдарын пайдаланатын өлшемдер шамалы (тіпті мағынасыз), өйткені олар дұрыс емес қорытындыларға әкелуі мүмкін. Шамадан тыс дәлдіктегі өлшеу құралдарын пайдалану экономикалық тұрғыдан тиімсіз. Өлшенетін шаманың өзгеру диапазоны, өлшеу шарттары, өлшеу құралдарының өнімділігі, олардың құны да есепке алынады.

Өлшеу құралдарының қателеріне басты назар аударылады. Өлшеу нәтижесінің жалпы қателігі қажет
максималды рұқсат етілген өлшеу қателігінен аз болды
, яғни.

— операторға байланысты шекті қате.<

Физикалық шама және оның сипаттамалары.

Материалдық әлемнің барлық объектілері бір объектіні екіншісінен ажыратуға мүмкіндік беретін бірқатар қасиеттерге ие.

Меншікобъект - ϶ᴛᴏ оны жасау, пайдалану және тұтыну кезінде көрінетін объективті белгі.

Объектінің қасиеті сапалы түрде – сөздік сипаттау түрінде, ал сандық – графиктер, сандар, диаграммалар, кестелер түрінде көрсетілуі керек.

Метрология ғылымы материалдық объектілердің сандық сипаттамаларын өлшеумен айналысады - физикалық шамалар.

Физикалық шама- ϶ᴛᴏ қасиеті, сапалық жағынан көптеген объектілерге тән және олардың әрқайсысы үшін сандық жеке.

Мысалыға, массасыбарлық материалдық объектілері бар, бірақ олардың әрқайсысы массалық мәнжеке.

Физикалық шамалар бөлінеді өлшенетінЖәне бағаланған.

өлшенгенфизикалық шамалар өрнектеледі сандық түрде белгіленген өлшем бірліктерінің белгілі бір саны түрінде.

Мысалыға, желідегі кернеу мәні болып табылады 220 IN.

Өлшем бірлігі жоқ физикалық шамалар тек қана бағаланады. Мысалы, иіс, дәм. Оларды бағалау дәм тату арқылы жүзеге асырылады.

Кейбір мөлшерлерді шкала бойынша бағалауға болады. Мысалы: материалдың қаттылығы – Виккерс, Бринелл, Роквелл шкаласы бойынша, жер сілкінісінің күші – Рихтер шкаласы бойынша, температурасы – Цельсий (Кельвин) шкаласы бойынша.

Физикалық шамаларды метрологиялық белгілер бойынша квалификациялауға болады.

Авторы құбылыстардың түрлеріолар бөлінеді

A) шынайызаттардың, материалдардың және олардан жасалған бұйымдардың физикалық және физика-химиялық қасиеттерін сипаттау.

Мысалы, масса, тығыздық, электр кедергісі (өткізгіштің кедергісін өлшеу үшін ол арқылы ток өтуі керек, мұндай өлшеу деп аталады). пассивті).

б) энергияэнергияны түрлендіру, тасымалдау және пайдалану процестерінің сипаттамаларын сипаттау.

Оларға мыналар жатады: ток, кернеу, қуат, энергия. Бұл физикалық шамалар деп аталады белсенді. Οʜᴎ қосымша қуат көзін қажет етпейді.

Уақыт бойынша процестердің жүруін сипаттайтын физикалық шамалардың тобы бар, мысалы, спектрлік сипаттамалар, корреляциялық функциялар.

Авторы аксессуарларфизикалық процестердің әртүрлі топтарына, шамалар болып табылады

кеңістіктік-уақыттық

механикалық,

электрлік,

магниттік,

термиялық,

акустикалық,

жарық,

физика-химиялық,

· иондаушы сәулелену, атомдық және ядролық физика.

Авторы шартты тәуелсіздік дәрежесіфизикалық шамалар бөлінеді

негізгі (тәуелсіз),

Туындылар (тәуелді),

қосымша.

Авторы өлшемфизикалық шамалар өлшемді және өлшемсіз болып бөлінеді.

Мысал өлшемдішамасы болып табылады күш, өлшемсіз- деңгей дыбыс күші.

Физикалық шаманы сандық анықтау үшін ұғым енгізіледі өлшеміфизикалық шама.

Физикалық шаманың өлшемі- бұл белгілі бір материалдық объектіге, жүйеге, процеске немесе құбылысқа тән физикалық шаманың сандық анықтығы.

Мысалыға, әрбір дененің белгілі бір массасы бар, сондықтан оларды массасы бойынша ажыратуға болады, ᴛ.ᴇ. физикалық шаманың өлшеміне сәйкес.

Физикалық шаманың өлшемін ол үшін қабылданған бірліктердің белгілі бір саны түріндегі өрнегі былай анықталады. физикалық шаманың мәні.

Физикалық шаманың мәні -бұл физикалық шаманың ол үшін қабылданған өлшем бірліктерінің белгілі саны түріндегі көрінісі.

Өлшеу процесі – ϶ᴛᴏ белгісіз шаманы белгілі физикалық шамамен (салыстыратын) салыстыру процедурасы және осыған байланысты ұғым енгізіледі. шынайы мәнфизикалық шама.

Физикалық шаманың шын мәні- ϶ᴛᴏ физикалық шаманың мәні, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ сәйкес физикалық шаманы сапалық және сандық түрде сипаттайды.

Тәуелсіз физикалық шамалардың шын мәні олардың эталондарында көрсетіледі.

Шын мәні сирек пайдаланылады, көбірек пайдаланылады нақты мәнфизикалық шама.

Физикалық шаманың нақты мәні- ϶ᴛᴏ мәні эксперименталды түрде алынған және шын мәнге біршама жақын.

Бұрын ʼʼөлшенетін параметрлерʼʼ ұғымы болса, енді RMG 29-99 нормативтік құжатына сәйкес ʼʼөлшеу шамаларыʼʼ түсінігі ұсынылады.

Көптеген физикалық шамалар бар және олар жүйеленген. Физикалық шамалар жүйесі – кейбір шамалар тәуелсіз, ал басқалары тәуелсіз шамалардың функциялары ретінде анықталған кезде қабылданған ережелерге сәйкес қалыптасқан физикалық шамалардың жиынтығы.

Физикалық шамалар жүйесінің атауында негізгі болып қабылданған шамалардың таңбалары қолданылады.

Мысалы, механикада ұзындық негізгі ретінде қабылданады - Л , салмағы - м және уақыт - т , тиісінше жүйенің атауы - Лм т .

SI бірліктерінің халықаралық жүйесіне сәйкес келетін негізгі шамалар жүйесі таңбалармен өрнектеледі LmtIKNJ , ᴛ.ᴇ. негізгі бірліктердің таңбалары қолданылады: ұзындық - Л , салмағы - М , уақыт - т , ток күші - I , температура - Қ, зат мөлшері - Н , жарық күші - Дж .

Негізгі физикалық шамалар осы жүйенің басқа шамаларының мәндеріне тәуелді емес.

Туынды физикалық шама- ϶ᴛᴏ – шамалар жүйесіне кіретін және осы жүйенің негізгі шамалары арқылы анықталатын физикалық шама. Мысалы, күш массаның үдеуіне қарай анықталады.

3. Физикалық шамалардың өлшем бірліктері.

Физикалық шаманың өлшем бірлігін әдетте шама деп атайды, оның анықтамасы бойынша мынаған тең сандық мән беріледі. 1 және онымен біртекті физикалық шамаларды сандық өрнектеу үшін қолданылады.

Физикалық шамалардың бірліктері жүйеге біріктірілген. Бірінші жүйені Гаусс К ұсынған (миллиметр, миллиграмм, секунд). Қазір SI жүйесі жұмыс істейді, бұрын СЭВ елдерінің стандарты болған.

Өлшем бірліктері бөлінедінегізгі, қосымша, туынды және жүйеден тыс болып бөлінеді.

SI жүйесіндежеті негізгі бірлік:

· ұзындығы (метр),

· массасы (килограмм),

· уақыт (секунд),

· термодинамикалық температура (кельвин),

· зат мөлшері (моль),

· электр тогы (ампер),

· жарық қарқындылығы (кандела).

1-кесте

SI жүйесінің негізгі бірліктерін белгілеу

Физикалық шама	Өлшем бірлігі
Аты	Белгі	Аты	Белгі
орыс	халықаралық
негізгі
Ұзындығы	Л	метр	м	м
Салмағы	м	килограмм	кг	кг
Уақыт	т	екінші	бірге	с
Электр тогының күші	I	ампер	А	А
Термодинамикалық температура	Т	келвин	TO	TO
Заттың мөлшері	n,v	моль	моль	моль
Жарықтың күші	Дж	кандела	CD	CD
қосымша
тегіс бұрыш	-	радиан	қуанышты	рад
Қатты бұрыш	-	стерадиан	Сәр	sr

Ескерту. Радиан - шеңбердің екі радиусының арасындағы бұрыш, олардың арасындағы доға ұзындығы радиусқа тең. Радиан градуста болады 57 0 17 ’ 48 ’’ .

Стерадиан - ϶ᴛᴏ қатты бұрыш, оның төбесі шардың ортасында орналасқан және сфераның бетінде қабырғасының радиусына тең шаршының ауданына тең ауданды кесіп тастайды. шар. Тұтас бұрыш жазық бұрыштарды анықтау және формула бойынша қосымша есептеулер жүргізу арқылы өлшенеді:

Q \u003d 2p (1 - коса / 2),

Қайда Q- тұтас бұрыш,а - берілген тұтас бұрыш арқылы шардың ішінде пайда болған конустың төбесіндегі жазық бұрыш.

Дене бұрышы 1 Сәр тең жазық бұрышқа сәйкес келеді 65 0 32 ’ , бұрышб қараңыз - тегіс бұрыш 120 0 , бұрыш2 пав - 180 0 .

Қосымша SI бірліктері бұрыштық жылдамдық, бұрыштық үдеу және кейбір басқа шамалардың бірліктерін қалыптастыру үшін қолданылады.

Өздігінен радиандар мен стерадиандар негізінен теориялық конструкциялар мен есептеулер үшін қолданылады, өйткені Радиандағы ең практикалық бұрыш мәндері (толық бұрыш, тік бұрыш және т.б.) трансценденттік сандармен көрсетіледі ( 2p, p/2).

Туындыларфизикалық шамалар арасындағы байланыс теңдеулері арқылы алынған өлшем бірліктерін атайды. Мысалы, SI күш бірлігі Ньютон ( Х ):

Х = кг∙м/с 2 .

SI жүйесі әмбебап екеніне қарамастан, кейбіреулерін пайдалануға мүмкіндік береді жүйеден тыс қондырғылар, олар кең практикалық қолдануды тапты (мысалы, гектар).

Жүйеден тыс шақырылдыфизикалық шама бірліктерінің жалпы қабылданған жүйелерінің ешқайсысына кірмейтін бірліктер.

Көптеген практикалық жағдайлар үшін физикалық шамалардың таңдалған өлшемдері ыңғайсыз - тым кішкентай немесе тым үлкен. Осы себепті өлшеу тәжірибесінде олар жиі қолданылады еселікЖәне алқапбірлік.

БірнешеБірлікті жүйелік немесе жүйелік емес бірліктен бірнеше есе артық бүтін сан деп атау әдетке айналған. Мысалы, көп бірлік 1км = 1000 м.

ДолныйБірлікті, жүйелік немесе жүйелік емес бірліктен бірнеше есе аз бүтін санды шақыру әдетке айналған. Мысалы, бөлшек бірлік 1 см = 0,01 м.

Өлшемдердің метрикалық жүйесі қабылданғаннан кейін біздің сандық есептің ондық жүйесіне сәйкес келетін көбейткіштер мен қосалқы көбейткіштерді құрудың ондық жүйесі қабылданды. Мысалыға, 10 6 – мега, А 10 -6 – микро.

Физикалық шама және оның сипаттамалары. - түсінігі және түрлері. «Физикалық шама және оның сипаттамалары» категориясының жіктелуі және ерекшеліктері. 2017, 2018 ж.

Өлшеу- шаманың бірлігін сақтайтын техникалық құралдың көмегімен орындалатын, өлшенетін шаманы оның бірлігімен салыстыруға және алуға мүмкіндік беретін, негізінен эксперименттік операциялар жиынтығы.

мөлшердің қалаған мәні. Бұл мән өлшеу нәтижесі деп аталады.

Көрсетілген объектінің сандық мәніндегі айырмашылықты орнату үшін физикалық шама түсінігі енгізіледі.

Физикалық шама (PV)физикалық объектінің (құбылыстың, процестің) қасиеттерінің бірі деп аталады, ол көптеген физикалық объектілер үшін сапалық жағынан ортақ, бірақ әр объект үшін сандық жеке болып табылады (4.1-сурет).

Мысалы, тығыздық, кернеу, сыну көрсеткіші және т.б.

Сонымен, өлшеу құрылғысын, мысалы, тұрақты вольтметрді пайдаланып, біз вольтметр шкаласында сақталған электр кернеуінің бірлігімен көрсеткіштің (көрсеткі) орнын салыстыра отырып, белгілі бір электр тізбегінің вольттағы кернеуін өлшейміз. Вольт саны ретінде табылған кернеу мәні өлшеу нәтижесін білдіреді.

Күріш. 4.1.

Шаманың белгісі өлшем бірлігі, өлшеу процедурасы, анықтамалық материал немесе екеуінің қосындысы болуы мүмкін.

Практикалық қажеттілік кезінде физикалық шаманы ғана емес, сонымен қатар кез келген физикалық және физикалық емес объектіні де өлшеуге болады.

Егер дененің массасы 50 кг болса, онда біз физикалық шаманың өлшемі туралы айтып отырмыз.

Физикалық шаманың өлшемі- нақты материалдық объектіге (құбылыс, процесс) тән физикалық шаманың сандық анықтығы.

шынайы өлшемфизикалық шама – объект қасиеттерінің сәйкес сипаттамасының өлшенгеніне немесе өлшенбегеніне байланысты емес объективті шындық. Нақты мәнфизикалық шама тәжірибе арқылы табылады. Ол шынайы мәннен қатенің шамасы бойынша ерекшеленеді.

Шаманың өлшемі шаманы өлшеуде қандай бірлік қолданылатынына байланысты.

Өлшем сәйкес келетін өлшем бірлігін көрсетпей, абстрактілі сан ретінде көрсетілуі мүмкін физикалық шаманың сандық мәні.Осы шаманың бірлігін көрсететін санмен берілген физикалық шаманың сандық бағасы деп аталады. физикалық шаманың мәні.

Берілген физикалық шаманың әртүрлі бірліктерінің өлшемдері туралы айтуға болады. Бұл жағдайда, мысалы, килограмм мөлшері фунт өлшемінен (1 фунт = 32 лот = 96 катушка = 409,512 г), пудтан (1 б. = 40 фунт = 1280 лот = 16,3805) ерекшеленеді. кг) және т.б. d.

Демек, әртүрлі елдердегі физикалық шамалардың әртүрлі интерпретацияларын ескеру қажет, әйтпесе бұл еңсерілмейтін қиындықтарға, тіпті апаттарға әкелуі мүмкін.

Мысалы, 1984 жылы канадалық Boeing-647 жолаушылар ұшағы пайдаланылған отын салдарынан 10 000 метр биіктікте ұшып бара жатқанда қозғалтқыштары істен шығып, автокөлік сынақ алаңына шұғыл қонды. Бұл оқиғаның түсіндірмесі ұшақтағы құралдар литрмен калибрленген, ал ұшаққа жанармай құйған канадалық авиакомпанияның құралдары галлонмен (шамамен 3,8 литр) калибрленген. Осылайша, қажетті мөлшерден төрт есеге жуық жанармай құйылды.

Сонымен, егер қандай да бір құндылық болса x,ол үшін қабылданған өлшем бірлігі [X] болса, онда нақты физикалық шаманың мәнін формула бойынша есептеуге болады.

X = q [X], (4.1)

Қайда q-физикалық шаманың сандық мәні; [ X] – физикалық шаманың бірлігі.

Мысалы, құбыр ұзындығы л= 5 м, мұнда лұзындық мәні, 5 - оның сандық мәні, m - бұл жағдайда қабылданған ұзындық бірлігі.

(4.1) теңдеу шақырылады негізгі өлшем теңдеуі,шаманың сандық мәні қабылданған өлшем бірлігінің өлшеміне байланысты екенін көрсетеді.

Салыстыру аймағына байланысты мәндер болуы мүмкін біртектіЖәне гетерогенді.Мысалы, диаметр, шеңбер, толқын ұзындығы, әдетте, ұзындық деп аталатын шамаға қатысты біртекті шамалар ретінде қарастырылады.

Бір шамалар жүйесі шеңберінде біртекті шамалар бірдей өлшемге ие болады. Дегенмен, бірдей өлшемдегі шамалар әрқашан біртекті бола бермейді. Мысалы, күш пен энергия моменті біртекті шамалар емес, өлшемдері бірдей.

Құндылық жүйесіБұл шамаларға қатысты дәйекті теңдеулер жиынтығымен бірге шамалар жиыны.

Негізгі мөлшерберілген шамалар жүйесі үшін шартты түрде таңдалған және негізгі шамалар жиынына кіретін шаманы білдіреді. Мысалы, SI жүйесінің негізгі шамалары. Негізгі шамалар бір-бірімен байланысты емес.

Туынды мәншамалар жүйесі осы жүйенің негізгі шамалары арқылы анықталады. Мысалы, негізгі шамалар ұзындық пен масса болатын шамалар жүйесінде массаның тығыздығы туынды шама болып табылады, ол массаның көлемге (ұзындық үшінші дәрежеге) бөлінген бөлігі ретінде анықталады.

Бірнеше бірлікберілген өлшем бірлігін бірден үлкен бүтін санға көбейту арқылы алынады. Мысалы, километр - метрдің ондық еселігі; ал сағат секундтың ондық емес еселігі.

қосалқы көп бірлікөлшем бірлігін бірден үлкен бүтін санға бөлу арқылы алынады. Мысалы, миллиметр ондық бірлік, метрдің бөлігі.

Жүйеден тыс құрылғыөлшем бұл бірліктер жүйесіне жатпайды. Мысалы, күн, сағат, минут SI жүйесіне қатысты жүйелік емес өлшем бірліктері.

Тағы бір маңызды тұжырымдаманы енгізейік - түрлендіруді өлшеу.

Ол екі шаманың: түрлендірілген шама (кіріс) және өлшеу (енгізу) нәтижесінде түрленетін шамалардың өлшемдері арасындағы жеке сәйкестікті орнату процесі ретінде түсініледі.

Техникалық құрылғы – өлшеу түрлендіргішінің көмегімен түрлендіруге жататын кіріс айнымалының өлшемдер жиынтығы деп аталады. түрлендіру ауқымы.

Өлшеу түрлендіруі әдетте бөлінеді физикалық шамалардың түрлеріне байланысты әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылуы мүмкін. үш топ.

Бірінші топөлшемдер жиынындағы шамаларды білдіреді, олардың тек арақатынастары «әлсізірек - күштірек», «жұмсақ - қаттырақ», «суықырақ - жылырақ» және т.б. салыстыру түрінде анықталады.

Бұл қатынастар теориялық немесе эксперименттік зерттеулер негізінде белгіленеді және аталады тәртіп қатынастары(эквиваленттік қатынастар).

Мөлшерге бірінші топмысалы, желдің күші (әлсіз, күшті, орташа, дауыл және т.б.), зерттелетін дененің ойысқа немесе сызатқа қарсы тұру қабілетімен сипатталатын қаттылық жатады.

Екінші топреттік (эквиваленттік) қатынастар шамалардың өлшемдері арасында ғана емес, сонымен қатар олардың өлшемдерінің жұптары бойынша шамалардың айырмашылықтары арасында анықталатын шамаларды білдіреді.

Оларға, мысалы, сұйық термометрдің шкаласымен анықталатын уақыт, энергия, температура жатады.

Бұл мәндердің өлшемдеріндегі айырмашылықтарды салыстыру мүмкіндігі екінші топтың мәндерін анықтауда жатыр.

Сонымен, сынапты термометрді пайдаланған кезде температура айырмашылықтары (мысалы, +5-тен +10 ° C-қа дейінгі диапазонда) тең деп саналады. Сонымен, бұл жағдайда шама ретінің қатынасы да (10°С-тан 25 «жылырақ») және шамалардың өлшемдерінің жұптарындағы айырмашылықтар арасындағы эквиваленттілік қатынасы да орын алады: жұптың айырмашылығы (25–20°). С) жұптың айырмашылығына сәйкес келеді (10– 5°С).

Екі жағдайда да реттік қатынас бір мәнді түрде сұйық термометр деп аталатын өлшеу құралының (өлшеу түрлендіргішінің) көмегімен белгіленеді.

Температура бірінші және екінші топтардың мәндеріне жатады деген қорытындыға келу оңай.

Үшінші топшамалар олардың шамаларының жиыны бойынша (екінші топтағы шамаларға тән көрсетілген реттілік пен теңдік қатынастарын қоспағанда) қосу немесе азайтуға ұқсас амалдарды орындауға болатындығымен сипатталады (қосыну қасиеті).

Үшінші топтың мәндері физикалық шамалардың айтарлықтай санын қамтиды, мысалы, ұзындық, масса.

Сонымен, бірдей қолды таразылардың шыныаяқтарының біріне қойылған әрқайсысының салмағы 0,5 кг болатын екі дене екінші ыдысқа қойылған 1 кг салмақпен теңестіріледі.

Физикалық шама – сандық мәнімен ерекшелене отырып, көптеген физикалық объектілерге сапалық жағынан ортақ болатын физикалық объектінің (құбылыстың, процестің) қасиеттерінің бірі.

Өлшемдердің мақсаты физикалық шаманың мәнін анықтау болып табылады - ол үшін қабылданған бірліктердің белгілі бір саны (мысалы, өнімнің массасын өлшеу нәтижесі 2 кг, ғимараттың биіктігі 12 м және т.б.). ).

Объективтілікке жақындау дәрежесіне қарай физикалық шаманың шын, нақты және өлшенген мәндері ажыратылады.

Бұл объектінің сәйкес қасиетін сапалық және сандық жағынан идеалды түрде көрсететін шама. Өлшеу құралдары мен әдістерінің жетілмегендігіне байланысты шамалардың шынайы мәндерін іс жүзінде алу мүмкін емес. Оларды тек теориялық түрде елестетуге болады. Ал өлшеу кезінде алынған шаманың мәндері азды-көпті дәрежеде шынайы мәнге жақындайды.

Бұл эксперименталды түрде табылған шаманың мәні және шынайы мәнге соншалықты жақын, оны осы мақсат үшін пайдалануға болады.

Бұл белгілі бір әдістер мен өлшеу құралдарының көмегімен өлшеу нәтижесінде алынған шама.

9. Өлшенетін шаманың уақытқа тәуелділігі бойынша және өлшенетін шамалардың жиынтығы бойынша өлшемдердің жіктелуі.

Өлшенетін шаманың өзгеру сипаты бойынша – статикалық және динамикалық өлшемдер.

Динамикалық өлшеу - мөлшері уақыт бойынша өзгеретін шаманы өлшеу.Өлшенетін шаманың мөлшерінің жылдам өзгеруі оны уақыт моментін дәл анықтау арқылы өлшеуді талап етеді. Мысалы, шардан Жер бетінің деңгейіне дейінгі қашықтықты өлшеу немесе электр тогының тікелей кернеуін өлшеу. Негізінде, динамикалық өлшем өлшенетін шаманың уақыт бойынша функционалдық тәуелділігін өлшеу болып табылады.

Статикалық өлшеу - қабылданған шаманы өлшеу өлшеу кезеңінде өзгермеу үшін белгіленген өлшеу тапсырмасына сәйкес.Мысалы, қалыпты температурада өндірілген өнімнің сызықтық өлшемін өлшеуді статикалық деп санауға болады, өйткені цехта градустың ондық деңгейінде температураның ауытқуы 10 мкм/м аспайтын өлшеу қателігін тудырады, бұл бөлшекті дайындау қателігімен салыстырғанда шамалы. Сондықтан бұл өлшеу тапсырмасында өлшенетін шаманы өзгеріссіз деп санауға болады. Мемлекеттік бастапқы эталон бойынша ұзындық өлшемін калибрлеу кезінде термостаттау температураны 0,005 °C деңгейінде ұстаудың тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Мұндай температура ауытқуы мың есе аз өлшеу қателігін тудырады - 0,01 мкм/м аспайды. Бірақ бұл өлшеу тапсырмасында бұл өте маңызды және өлшеу процесінде температураның өзгеруін есепке алу қажетті өлшем дәлдігін қамтамасыз ету шартына айналады. Сондықтан бұл өлшемдерді динамикалық өлшеу әдісі бойынша жүргізу керек.

Өлшенетін шамалардың белгіленген жиынтықтары бойыншақосулы электрлік (ток, кернеу, қуат) , механикалық (массасы, өнім саны, күш-жігер); , жылу қуаты(температура, қысым); , физикалық(тығыздығы, тұтқырлығы, лайлылығы); химиялық(құрамы, химиялық қасиеттері, концентрациясы) , радиотехникажәне т.б.

Нәтижені алу әдісі бойынша өлшемдердің жіктелуі (түрлері бойынша).

Өлшеу нәтижелерін алу әдісі бойынша: тура, жанама, жинақтаушы және бірлескен өлшемдер болады.

Тікелей өлшемдер деп өлшенетін шаманың қажетті мәнін тәжірибелік деректерден тікелей табуға болатын өлшемдерді айтады.

Жанама өлшемдер – өлшенетін шаманың қажетті мәні өлшенетін шама мен тікелей өлшемдер көмегімен анықталатын шамалар арасындағы белгілі қатынас негізінде табылған өлшемдер.

Жиынтық өлшемдер деп бір мезгілде бірнеше аттас шамаларды өлшейтін және бір аттас шамаларды тура өлшеу негізінде алынатын теңдеулер жүйесін шешу арқылы анықталған шаманы табатын өлшемдерді айтады.

Бірлескен өлшемдер олардың арасындағы байланысты табу үшін екі немесе одан да көп бір-біріне ұқсамайтын шама деп аталады.

Нәтиженің дәлдігін анықтайтын шарттар бойынша және нәтиже алу үшін өлшеулер саны бойынша өлшемдердің жіктелуі.

Нәтиженің дәлдігін анықтайтын шарттарға сәйкес өлшемдер үш сыныпқа бөлінеді:

1. Техниканың қазіргі жағдайымен қол жеткізуге болатын ең жоғары дәлдіктегі өлшемдер.

Оларға, ең алдымен, физикалық шамалардың белгіленген бірліктерін шығарудың барынша мүмкін дәлдігіне байланысты эталондық өлшемдер, сонымен қатар, физикалық тұрақтылардың, ең алдымен әмбебап өлшемдердің өлшемдері (мысалы, ауырлық күшінің үдеуінің абсолютті мәні) жатады. , протонның гиромагниттік қатынасы және т.б.).

Жоғары дәлдікті талап ететін кейбір арнайы өлшемдер де осы сыныпқа жатады.

2. Қателігі белгілі бір ықтималдықпен белгілі бір көрсетілген мәннен аспауы тиіс бақылау-тексеру өлшемдері.

Оларға эталондардың орындалуын және сақталуын мемлекеттік қадағалау зертханалары және өлшеу құралдарының жай-күйі мен зауыттық өлшеу зертханалары жүргізетін, белгілі бір ықтималдықпен, қандай да бір алдын ала белгіленген мәннен аспайтын нәтиженің қателігіне кепілдік беретін өлшеулер жатады.

3. Нәтиженің қателігі өлшеу құралдарының сипаттамаларымен анықталатын техникалық өлшемдер.

Техникалық өлшемдерге мысал ретінде өндіріс процесінде машина жасау кәсіпорындарында, электр станцияларының тарату қалқандарында және т.б.

Өлшемдер саны бойынша өлшемдер бір және көптік болып бөлінеді.

Бір өлшем бір рет жасалған бір шаманы өлшеу болып табылады. Тәжірибеде бір реттік өлшемдер үлкен қателікке ие, осыған байланысты қатені азайту үшін осы түрдегі өлшемдерді кемінде үш рет орындап, нәтижесінде олардың орташа арифметикалық мәнін алған жөн.

Бірнеше өлшемдер – төрт немесе одан да көп рет алынған бір немесе бірнеше шамалардың өлшемдері. Көп өлшем бір өлшемдер қатары. Өлшемді еселік деп санауға болатын өлшемдердің ең аз саны - төрт. Көп өлшемдердің нәтижесі барлық алынған өлшемдердің нәтижелерінің орташа арифметикалық мәні болып табылады. Қайталап өлшеу кезінде қателік азаяды.

Кездейсоқ өлшеу қателіктерінің классификациясы.

Кездейсоқ қателік – бір шаманы қайталап өлшеу кезінде кездейсоқ өзгеретін өлшеу қателігінің құрамдас бөлігі.

1) Дөрекі – рұқсат етілген қателіктен аспайды

2) Мисс - өрескел қате, адамға байланысты

3) Күтілетін – құру кезінде эксперимент нәтижесінде алынған. шарттар

Метрология туралы түсінік

Метрология- өлшемдер, олардың бірлігін қамтамасыз ету әдістері мен құралдары және қажетті дәлдікке жету жолдары туралы ғылым. Ол терминдер мен ұғымдар жиынтығына негізделген, олардың ең маңыздылары төменде келтірілген.

Физикалық шама- көптеген физикалық объектілерге сапалық жағынан ортақ, бірақ әр объекті үшін сандық жағынан жеке сипаттағы қасиет. Физикалық шамалар ұзындық, масса, тығыздық, күш, қысым т.б.

Физикалық шама бірлігібұл мән қарастырылады, оған анықтама бойынша 1-ге тең мән беріледі. Мысалы, масса 1кг, күш 1Н, қысым 1Па. Бірліктердің әртүрлі жүйелерінде бірдей шама бірліктері өлшемдері бойынша әр түрлі болуы мүмкін. Мысалы, 1кгс ≈ 10Н күш үшін.

Физикалық шаманың мәні– қабылданған бірліктерде белгілі бір объектінің физикалық мәнін сандық бағалау. Мысалы, кірпіштің массасының мәні 3,5 кг.

Техникалық өлшем- арнайы техникалық әдістер мен құралдар арқылы әртүрлі физикалық шамалардың мәндерін анықтау. Зертханалық сынақтар барысында геометриялық өлшемдердің, массаның, температураның, қысымның, күштің және т.б мәндері анықталады.Барлық техникалық өлшемдер біркелкі және дәлдік талаптарына сай болуы керек.

Тікелей өлшеу– құрылғының шкаласы бойынша оқу арқылы берілген шаманы бірлік ретінде алынған басқа мәнмен эксперименттік салыстыру. Мысалы, ұзындықты, массаны, температураны өлшеу.

Жанама өлшемдер– белгілі формулалар арқылы есептеулер арқылы тікелей өлшеу нәтижелерін қолдану арқылы алынған нәтижелер. Мысалы, материалдың тығыздығын, беріктігін анықтау.

Өлшем бірлігі- олардың нәтижелері заңды бірліктермен көрсетілген және өлшеу қателері берілген ықтималдықпен белгілі өлшемдердің күйі. Өлшем бірлігі әртүрлі жерде, әр уақытта, әртүрлі аспаптарды пайдалана отырып жүргізілген өлшеу нәтижелерін салыстыра білу үшін қажет.

Өлшемдердің дәлдігі– алынған нәтижелердің өлшенетін шаманың шынайы мәніне жақындығын көрсететін өлшемдердің сапасы. Физикалық шамалардың шын және нақты мәнін ажырату.

шынайы мәнфизикалық шама объектінің сәйкес қасиеттерін сапалық және сандық тұрғыдан тамаша көрсетеді. Шынайы мән өлшеу қателері жоқ. Физикалық шаманың барлық мәндері эмпирикалық жолмен табылғандықтан және оларда өлшеу қателері бар болғандықтан, шынайы мән белгісіз болып қалады.

Нақты мәнфизикалық шамалар тәжірибе арқылы табылады. Оның нақты мәнге жақындығы сонша, оны белгілі бір мақсаттарда оның орнына пайдалануға болады. Техникалық өлшемдерде нақты шама ретінде техникалық талаптармен рұқсат етілген қателікпен табылған физикалық шаманың мәні алынады.

Өлшеу қатесі– өлшеу нәтижесінің өлшенетін шаманың шын мәнінен ауытқуы. Өлшенетін шаманың шын мәні белгісіз болып қалатындықтан, іс жүзінде өлшеу қателігі өлшеу нәтижелерін бірнеше есе жоғары дәлдікпен алынған сол шаманың мәнімен салыстыру арқылы шамамен ғана бағаланады. Сонымен ± 1 мм болатын сызғышпен үлгінің өлшемдерін өлшеу қателігін ± 0,5 мм-ден аспайтын қателікпен калибрмен үлгіні өлшеу арқылы бағалауға болады.

Абсолютті қатеөлшенген шама бірліктерімен көрсетіледі.

Салыстырмалы қате- абсолютті қатенің өлшенетін шаманың нақты мәніне қатынасы.

Өлшеу құралдары – өлшемдерде қолданылатын және нормаланған метрологиялық қасиеттері бар техникалық құралдар. Өлшеу құралдары өлшемдер және өлшеу құралдары болып бөлінеді.

Өлшеу- берілген өлшемдегі физикалық шаманы қайта шығаруға арналған өлшеу құралы. Мысалы, салмақ - бұл массаның өлшемі.

Өлшеу құрылғысы- бақылаушының қабылдауына қолжетімді нысанда өлшеу ақпаратын жаңғыртуға қызмет ететін өлшеу құралы. Ең қарапайым өлшеу құралдарын өлшеу құралдары деп атайды. Мысалы, сызғыш, штангенциркуль.

Өлшеу құралдарының негізгі метрологиялық көрсеткіштері:

Шкаланың бөліну мәні - екі көршілес шкала белгілеріне сәйкес өлшенетін шама мәндерінің айырмашылығы;

Шкаланың бастапқы және соңғы мәні – тиісінше шкалада көрсетілген өлшенетін шаманың ең кіші және ең үлкен мәні;

Өлшеу диапазоны - рұқсат етілген қателер нормаланатын өлшенетін шама мәндерінің диапазоны.

Өлшеу қатесі- әртүрлі себептерден туындаған қателердің өзара суперпозициясының нәтижесі: өлшеу құралдарының өздерінің қателігі, құрылғыны пайдалану және өлшеу нәтижелерін оқу кезінде туындайтын қателер және өлшеу шарттарын сақтамау қателері. Өлшеулердің жеткілікті үлкен саны кезінде өлшеу нәтижелерінің орташа арифметикалық мәні шынайы мәнге жақындайды, ал қателік азаяды.

Жүйелі қате- қайталанатын өлшеулер кезінде тұрақты болып қалатын немесе жүйелі түрде өзгеретін және белгілі себептермен пайда болатын қате. Мысалы, аспап шкаласының ығысуы.

Кездейсоқ қате – пайда болуында алдыңғы немесе кейінгі қателермен тұрақты байланысы жоқ қате. Оның пайда болуы көптеген кездейсоқ себептерден туындайды, олардың әрбір өлшемге әсерін алдын ала ескеру мүмкін емес. Кездейсоқ қатенің пайда болуына әкелетін себептерге, мысалы, материалдың біркелкі еместігі, сынамаларды алу кезіндегі бұзушылықтар және аспап көрсеткіштерінің қателігі жатады.

Егер деп аталатын болса өрескел қате, бұл берілген шарттарда күтілетін қатені айтарлықтай арттырады, онда мұндай өлшеу нәтижелері сенімсіз деп қараудан шығарылады.

Барлық өлшемдердің бірлігі өлшем бірліктерін белгілеу және олардың эталондарын әзірлеу арқылы қамтамасыз етіледі. 1960 жылдан бастап өлшемдердің метрикалық жүйесі негізінде дамыған бірліктер жүйелерінің күрделі жиынтығын және жеке жүйелік емес бірліктерді алмастырған Халықаралық бірлік жүйесі (СИ) жұмыс істейді. Ресейде SI жүйесі стандарт ретінде қабылданды, оны пайдалану 1980 жылдан бастап құрылыс саласында реттеледі.

Дәріс 2. ФИЗИКАЛЫҚ ШАМДАР. ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕРІ

2.1 Физикалық шамалар және масштабтар

2.2 Физикалық шаманың өлшем бірліктері

2.3. Халықаралық бірліктер жүйесі (SI жүйесі

2.4 Технологиялық процестердің физикалық шамалары

азық-түлік өндірісі

2.1 Физикалық шамалар және масштабтар

Физикалық шама - бұл көптеген физикалық объектілерге (физикалық жүйелер, олардың күйлері және оларда болып жатқан процестер) сапалы ортақ, бірақ олардың әрқайсысы үшін сандық жеке қасиет.

Сандық жағынан жеке тұлғабір объект үшін бірдей қасиет басқасына қарағанда белгілі бір есе көп немесе аз болуы мүмкін екенін түсіну керек.

Әдетте, «физикалық шама» термині сандық түрде анықтауға болатын қасиеттерге немесе сипаттамаларға қолданылады. Физикалық шамаларға масса, ұзындық, уақыт, қысым, температура т.б. жатады.Олардың барлығы сапалық жағынан ортақ физикалық қасиеттерді анықтайды, олардың сандық сипаттамалары әртүрлі болуы мүмкін.

бойынша физикалық шамаларды ажыратқан жөн өлшенетін және бағаланған.Өлшенген ҚБ белгіленген өлшем бірліктерінің белгілі бір саны ретінде сандық түрде көрсетілуі мүмкін. Соңғысын енгізу және пайдалану мүмкіндігі өлшенген PV-ның маңызды ерекшелік белгісі болып табылады.

Дегенмен, бірліктерді енгізуге болмайтын дәм, иіс және т.б. қасиеттері бар. Мұндай мөлшерлерді бағалауға болады. Мәндер шкала арқылы бағаланады.

Авторы нәтиже дәлдігіФизикалық шама мәндерінің үш түрі бар: ақиқат, нақты, өлшенген.

Физикалық шаманың шын мәні(мөлшердің шын мәні) - сапалық және сандық тұрғыдан объектінің сәйкес қасиетін идеалды түрде көрсететін физикалық шаманың мәні.

Метрологияның постулаттары жатады

Белгілі бір шаманың шын мәні бар және ол тұрақты

Өлшенген шаманың шын мәнін табу мүмкін емес.

Физикалық шаманың шын мәнін өлшеу әдістері мен өлшеу құралдарын шексіз жетілдіре отырып, шексіз өлшеу процесінің нәтижесінде ғана алуға болады. Өлшеу технологиясының дамуының әрбір деңгейі үшін біз нақты шаманың орнына қолданылатын физикалық шаманың нақты мәнін ғана біле аламыз.

Физикалық шаманың нақты мәні- тәжірибелік жолмен табылған және берілген өлшеу тапсырмасы үшін оны алмастыра алатындай шынайы мәнге жақын физикалық шаманың мәні. Өлшеу технологиясының дамуын көрсететін типтік мысал уақытты өлшеу болып табылады. Бір уақытта уақыт бірлігі – екіншісі 10 қателікпен орташа күн күнінің 1/86400 бөлігі ретінде анықталды. -7 . Қазіргі уақытта секунд 10 қателігімен анықталады -14 , яғни анықтамалық деңгейде уақытты анықтаудың шынайы мәніне жақын 7 реттік шама.

Физикалық шаманың нақты мәні әдетте бірдей дәл өлшемдермен алынған шама мәндерінің қатарының арифметикалық ортасы немесе өлшемдері бірдей емес орташа арифметикалық өлшенген мән ретінде қабылданады.

Физикалық шаманың өлшенген мәні- белгілі бір техниканың көмегімен алынған физикалық шаманың мәні.

PV құбылыстарының түрлері бойыншакелесі топтарға бөлінеді :

- шынайы , анау. заттардың физикалық және физика-химиялық қасиеттерін сипаттау. Олардан жасалған материалдар мен бұйымдар. Оларға масса, тығыздық және т.б. Бұл пассивті PVs, tk. оларды өлшеу үшін көмекші энергия көздерін пайдалану қажет, олардың көмегімен өлшеу ақпаратының сигналы қалыптасады.

- энергия - энергияны түрлендіру, беру және пайдалану процестерінің энергетикалық сипаттамаларын сипаттау (энергия, кернеу, қуат. Бұл шамалар белсенді. Оларды қосалқы энергия көздерін қолданбай-ақ өлшеу ақпараттық сигналдарына айналдыруға болады;

- уақыт процестерінің жүруін сипаттайды . Бұл топқа спектрлік сипаттамалардың әртүрлі түрлері, корреляциялық функциялар және т.б.

Басқа PV мәндеріне шартты тәуелділік дәрежесі бойыншанегізгі және туынды болып бөлінеді

Негізгі физикалық шамашамалар жүйесіне кіретін және осы жүйенің басқа шамаларына тәуелсіз деп шартты түрде қабылданған физикалық шама.

Физикалық шамаларды таңдау негізгі болып алынады, ал олардың саны ерікті түрде жүзеге асырылады. Ең алдымен материалдық дүниенің негізгі қасиеттерін сипаттайтын шамалар негізгі болып таңдалды: ұзындық, масса, уақыт. Қалған төрт негізгі физикалық шама олардың әрқайсысы физика бөлімдерінің бірін көрсететіндей етіп таңдалады: ток күші, термодинамикалық температура, зат мөлшері, жарық қарқындылығы.

Шамалар жүйесінің әрбір негізгі физикалық шамасына латын немесе грек алфавитінің кіші әріпі түріндегі таңба беріледі: ұзындық – L, масса – М, уақыт – Т, электр тогы – I, температура – ​​О, шамасы. зат - N, жарық интенсивтілігі - J. Бұл белгілер физикалық шамалар жүйесінің атауына кіреді. Сонымен, негізгі шамалар ұзындық, масса және уақыт болып табылатын механиканың физикалық шамалар жүйесі «LMT жүйесі» деп аталады.

Туынды физикалық шамашамалар жүйесіне кіретін және осы жүйенің негізгі шамалары арқылы анықталатын физикалық шама.

1.3 Физикалық шамалар және олардың өлшемдері

Физикалық шама - физикалық объектінің (физикалық жүйенің, құбылыстың немесе процестің) қасиеттерінің бірі, ол көптеген физикалық объектілер үшін сапалық жағынан ортақ, бірақ олардың әрқайсысы үшін сандық жағынан жеке. Физикалық шаманы физика теңдеуінде қолдануға болатын шама деп те айтуға болады, оның үстіне физика бұл жерде жалпы ғылым мен техниканы білдіреді.

сөз» шамасы» көбінесе екі мағынада қолданылады: көп немесе аз ұғымы қолданылатын жалпы қасиет ретінде және осы қасиеттің саны ретінде. Соңғы жағдайда «шаманың шамасы» туралы айту керек еді, сондықтан бұдан әрі біз нақты физикалық объектінің қасиеті ретінде шама туралы, екінші мағынада - шаманың мәні ретінде айтатын боламыз. физикалық шама.

Соңғы уақытта шамаларды бөлу физикалық және физикалық емес , дегенмен, әзірге мұндай шамаларды бөлудің қатаң критерийі жоқ екенін атап өткен жөн. Сонымен қатар, астында физикалық физикалық дүниенің қасиеттерін сипаттайтын және физикалық ғылымдар мен техникада қолданылатын шамаларды түсіну. Олардың өлшем бірліктері бар. Физикалық шамалар өлшеу ережелеріне байланысты үш топқа бөлінеді:

объектілердің қасиеттерін сипаттайтын мәндер (ұзындығы, массасы);

жүйенің күйін сипаттайтын шамалар (қысым,

температура);

Процестерді сипаттайтын шамалар (жылдамдық, қуат).

TO физикалық емес өлшем бірліктері жоқ шамаларды көрсетіңіз. Олар материалдық дүниенің қасиеттерін де, әлеуметтік ғылымдарда, экономикада, медицинада қолданылатын ұғымдарды да сипаттай алады. Шамалардың бұл бөлінуіне сәйкес физикалық шамалардың өлшемдерін бөліп алу әдетке айналған және физикалық емес өлшемдер . Бұл тәсілдің тағы бір көрінісі өлшем ұғымының екі түрлі түсінігі болып табылады:

ішінде өлшеу тар мағына эксперименттік салыстыру ретінде

бір өлшенетін шама екінші белгілі шама

бірлік ретінде қабылданған бірдей сапа;

ішінде өлшеу кең мағына сәйкестіктерді қалай табуға болады

сандар мен объектілер арасындағы, сәйкес олардың күйлері немесе процестер

белгілі ережелер.

Екінші анықтама биомедициналық зерттеулерде, атап айтқанда психологияда, экономикада, әлеуметтануда және басқа да әлеуметтік ғылымдарда пайда болатын физикалық емес шамаларды өлшеудің соңғы кезде кеңінен таралуына байланысты пайда болды. Бұл жағдайда өлшеу туралы емес, туралы айту дұрысырақ болар еді шамаларды бағалау , бағалауды белгіленген ережелерге сәйкес бір нәрсенің сапасын, дәрежесін, деңгейін белгілеу деп түсіну. Басқаша айтқанда, бұл белгіленген ережелер бойынша объектінің сапасын сипаттайтын мәнге санды есептеу, табу немесе анықтау арқылы жатқызу операциясы. Мысалы, желдің немесе жер сілкінісінің күшін анықтау, коньки тебушілерді бағалау немесе оқушылардың білімін бес балдық жүйемен бағалау.

тұжырымдамасы бағалаушамаларды шамаларды бағалау түсінігімен шатастырмау керек, ол өлшеу нәтижесінде нақты өлшенетін шаманың шын мәнін емес, тек оның бағасын белгілі бір дәрежеде осы шамаға жақын алатынымызға байланысты.

Жоғарыда талқыланған тұжырымдама өлшеу”, өлшем бірлігінің (өлшем) болуын болжайтын, тар мағынада өлшем ұғымына сәйкес келеді және дәстүрлі және классикалық болып табылады. Бұл мағынада ол төменде түсінілетін болады - физикалық шамалардың өлшемі ретінде.

Төмендегілер туралы негізгі ұғымдар физикалық шамаға қатысты (бұдан әрі метрологияның барлық негізгі ұғымдары және олардың анықтамалары RMG 29-99 мемлекетаралық стандарттау бойынша жоғарыда аталған ұсынымға сәйкес берілген):

- физикалық шаманың өлшемі - белгілі бір материалдық объектіге, жүйеге, құбылысқа немесе процеске тән физикалық шаманың сандық анықтығы;

- физикалық шаманың мәні - физикалық шаманың өлшемін ол үшін қабылданған бірліктердің белгілі саны түрінде өрнектеу;

- физикалық шаманың шын мәні - сәйкес физикалық шаманы сапалық және сандық тұрғыдан идеалды түрде сипаттайтын физикалық шаманың мәні (абсолюттік ақиқат ұғымымен корреляциялануы мүмкін және өлшеу құралдары мен әдістерін шексіз жетілдіре отырып, шексіз өлшеу процесінің нәтижесінде ғана алынуы мүмкін) ;

физикалық шаманың нақты мәні  тәжірибелік жолмен алынған физикалық шаманың мәні және берілген өлшеу тапсырмасында оның орнына қолдануға болатындай шынайы мәнге жақын;

физикалық шаманың өлшем бірлігі  шартты түрде 1-ге тең сандық мән берілген және онымен біртекті физикалық шамаларды сандық анықтау үшін қолданылатын белгіленген өлшемді физикалық шама;

физикалық шамалар жүйесі  Кейбір шамалар тәуелсіз, ал басқалары осылардың функциясы ретінде анықталған кезде қабылданған қағидаларға сәйкес қалыптасқан физикалық шамалардың жиынтығы тәуелсіз шамалар;

негізгі физикалық шама – шамалар жүйесіне кіретін және осы жүйенің басқа шамаларына тәуелсіз деп шартты түрде қабылданған физикалық шама.

туынды физикалық шама – шамалар жүйесіне кіретін және осы жүйенің негізгі шамалары арқылы анықталатын физикалық шама;

физикалық бірліктердің бірлік жүйесі - физикалық шамалардың берілген жүйесі үшін принциптерге сәйкес құрылған физикалық шамалардың негізгі және туынды бірліктерінің жиынтығы.