Własność wykładu. Wartość. Podstawowe równanie pomiarowe. Pomiary. Przejrzyj definicję scoringu, scoringu i pomiaru. Podkreśl ich wspólne i charakterystyczne cechy. Termin wielkość fizyczna oznacza właściwość

Pobierz z plików depozytowych

Wykład 1.Własność. Wartość. Podstawowe równanie pomiarowe

2. Pomiary

Ilości, miary i przyrządy pomiarowe są szczegółowo studiowane na kursie „Metrologia”, który będzie ci czytany na czwartym roku. Tutaj rozważymy główne punkty, których znajomość będzie nam potrzebna na kursie „Przyrządy i pomiary geodezyjne”.

1. Własność. Wartość. Podstawowe równanie pomiarowe

Wszystkie obiekty otaczającego świata charakteryzują się swoimi właściwościami.

Na przykład możesz nazwać takie właściwości obiektów, jak kolor, waga, długość, wysokość, gęstość, twardość, miękkość itp. Jednak z faktu, że przedmiot jest kolorowy lub długi, nie dowiadujemy się niczego więcej poza tym, że ma on właściwość koloru lub rozciągłości.

Dla opisu ilościowego różne właściwości, procesy i ciała fizyczne wprowadzono pojęcie wielkości.

Wszystkie ilości można podzielić na dwa typy:prawdziwy I ideał .

Ideał wielkości odnoszą się głównie do matematyki i stanowią uogólnienie (model) konkretnych pojęć rzeczywistych. Nie jesteśmy nimi zainteresowani.

Prawdziwy wartości są z kolei dzielone przezfizyczny I niefizyczne .

DO niefizyczne konieczne jest przypisanie wartości właściwych naukom społecznym (niefizycznym) - filozofii, socjologii, ekonomii itp. Te wartości nas nie interesują.

Fizyczny wielkość w ogólnym przypadku można zdefiniować jako wielkość właściwą obiektom materialnym (procesom, zjawiskom) badanym w naukach przyrodniczych (fizyka, chemia) i technicznych. To właśnie te wartości nas interesują.

Indywidualność w kategoriach ilościowych jest rozumiana w tym sensie, że właściwość może być dla jednego obiektu określoną liczbę razy większa lub mniejsza niż dla innego.

Na przykład każdy obiekt na Ziemi ma taką właściwość jak ciężar. Jeśli weźmiesz kilka jabłek, każde z nich ma wagę. Ale jednocześnie waga każdego jabłka będzie inna niż waga innych jabłek.

Wielkości fizyczne można podzielić nawymierny I oceniane.

Wielkości fizyczne, dla których z jakiegoś powodu nie można dokonać pomiaru lub nie można wprowadzić jednostki miary, można jedynie oszacować. Te wielkości fizyczne nazywane są oceniane . ocena takiego wielkości fizyczne tworzone przy użyciu skal warunkowych. Na przykład intensywność trzęsień ziemi szacuje się według Skala Richtera, twardość minerałów - w skali Mohsa.

W zależności od stopnia warunkowej niezależności od innych wielkości wielkości fizyczne dzielą się na główny (warunkowo niezależny),pochodne (warunkowo zależny) idodatkowy .

Całą współczesną fizykę można zbudować na siedmiu podstawowych wielkościach charakteryzujących podstawowe właściwości świata materialnego. Obejmują onesiedem wielkości fizyczne wybrane wukład SI Jak główny , I dwa dodatkowy wielkości fizyczne.

Za pomocą siedmiu podstawowych i dwóch dodatkowych, wprowadzonych wyłącznie dla wygody, tworzy się całą gamę pochodnych wielkości fizycznych i dokonuje opisu właściwości obiektów i zjawisk fizycznych.

W zależności od obecności wymiarów wielkości fizyczne dzielą się nawymiarowy , tj. mający wymiary ibezwymiarowy .

pojęcie wymiary wielkości fizycznej został wprowadzony Fouriera w 1822.

Wymiar jakość jego charakterystykę i jest oznaczony symbolem
pochodzi od słowa wymiar (Angielski - rozmiar, wymiar). Wymiar główny wielkości fizyczne są oznaczone odpowiednimi wielkie litery. Na przykład dla długości, masy i czasu

Wymiar pochodnej wielkości fizycznej wyraża się w postaci wymiarów podstawowych wielkości fizycznych za pomocą jednomianu potęgi:

Gdzie ,
,, … są wymiarami głównych wielkości fizycznych;

, ,, … są wskaźnikami wymiarowymi.

Ponadto każdy ze wskaźników wymiaru może być dodatni lub ujemny, liczbą całkowitą lub ułamkową, a także zerem.

Jeśli wszystkie wymiary zero , wówczas nazywa się tę wielkość bezwymiarowy .

Rozmiar zmierzona wartość jestilościowy jej charakterystyka.

Na przykład długość deski jest cechą ilościową deski. Tę samą długość można określić jedynie w wyniku pomiaru.

Zbiór liczb reprezentujących jednorodne ilości o różnych rozmiarach powinien być zbiorem liczb o identycznych nazwach. To nazewnictwo jest jednostka wielkości fizycznej lub jej udział. Ten sam przykład z długością deski. Istnieje zestaw liczb charakteryzujących długość różnych desek: 110, 115, 112, 120, 117. Wszystkie liczby nazywane są centymetrami. Centymetr nazewniczy jest jednostką wielkości fizycznej, w tym przypadku jednostką długości.

Na przykład metr, kilogram, sekunda.

Na przykład 54,3 metra, 76,8 kilograma, 516 sekund.

Na przykład 54,3, 76,8, 516.

Wszystkie trzy parametry są ze sobą powiązane zależnością

, (3.1) który jest nazywanypodstawowe równanie pomiarowe .

2. Pomiary

Z podstawowego równania pomiarowego wynika, żewymiar - jest to określenie wartości wielkości, czyli innymi słowy porównanie wielkości z jej jednostką. Wielkości fizyczne mierzy się środkami technicznymi. Możemy podać następującą definicję wymiaru.

Definicja ta zawiera cztery cechy pojęcia pomiaru.

1. Można mierzyć tylko wielkości fizyczne(tj. właściwości obiektów materialnych, zjawisk, procesów).

2. Pomiar to ocena wielkości na podstawie doświadczenia., tj. to zawsze eksperyment.

Pomiaru nie można nazwać obliczonym wyznaczeniem wielkości na podstawie wzorów i znanych danych wyjściowych.

3. Pomiaru dokonuje się za pomocą specjalnych środków technicznych – nośników wielkości jednostek lub skal, zwanych przyrządami pomiarowymi.

4. Pomiar polega na określeniu wartości wielkości, tj. to porównanie wielkości z jej jednostką lub skalą. Podejście to zostało wypracowane w wyniku wielowiekowej praktyki pomiarowej. W pełni koresponduje to z treścią pojęcia „pomiaru”, które ponad 200 lat temu podał L. Euler: „ Nie da się określić ani zmierzyć jednej wielkości inaczej, jak tylko biorąc za znaną inną wielkość tego samego rodzaju i wskazując jej stosunek do niej. » .

Pomiar wielkości fizycznej obejmuje dwa (ogólnie może być kilka) etapów:

A) porównanie zmierzonej wartości z jednostką;

B) konwersja do postaci użytkowej (różne drogi wskazanie).

Wymiary to:

A) zasada pomiaru jest zjawiskiem fizycznym lub skutkiem leżącym u podstaw pomiarów;

B) metoda pomiaru– odbiór lub zespół metod porównywania mierzonej wielkości fizycznej z jej jednostką zgodnie z wdrożoną zasadą pomiaru. Metoda pomiaru jest zwykle określona przez konstrukcję przyrządów pomiarowych.

Wszystkie możliwe pomiary spotykane w praktyce człowieka można sklasyfikować w kilku kierunkach.

1. Klasyfikacja według rodzajów pomiarów :

A) pomiar bezpośredni - pomiar, w którym bezpośrednio uzyskuje się pożądaną wartość wielkości fizycznej.

Przykłady: pomiar długości linii za pomocą miarki, pomiar kątów poziomych lub pionowych za pomocą teodolitu;

B) pomiar pośredni – wyznaczenie pożądanej wartości wielkości fizycznej na podstawie wyników bezpośrednich pomiarów innych wielkości fizycznych funkcjonalnie powiązanych z poszukiwaną wielkością.

Przykład 1. Pomiar długości linii metodą paralaksy, w której kąt poziomy mierzy się na znakach szyny bazowej, których odległość jest znana; żądaną długość oblicza się za pomocą wzorów odnoszących tę długość do kąta poziomego i podstawy.

Przykład 2. Pomiar długości linii za pomocą dalmierza. W tym przypadku nie mierzy się bezpośrednio długości samej linii, ale czas przejścia impulsu elektromagnetycznego pomiędzy emiterem a reflektorem zainstalowanym powyżej punktów, pomiędzy którymi mierzona jest długość linii.

Przykład 3. Wyznaczanie współrzędnych przestrzennych punktu powierzchnia ziemi przy użyciu Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej (GNSS). W tym przypadku mierzone są nie współrzędne ani nawet długości, ale czas potrzebny na podróż sygnału z każdego satelity do odbiornika. Na podstawie zmierzonego czasu pośrednio określa się odległości satelitów od odbiornika, a następnie ponownie pośrednio współrzędne punktu stałego.

V) wspólne pomiary - jednoczesne pomiary dwóch lub więcej różnych wielkości w celu ustalenia zależności między nimi.

Przykład. Pomiar długości metalowego pręta i temperatura, w której mierzona jest długość pręta. Wynikiem takich pomiarów jest określenie współczynnika rozszerzalności liniowej metalu, z którego wykonany jest pręt, pod wpływem zmian temperatury.

G) pomiary zbiorcze - jednoczesne pomiary kilku wielkości o tej samej nazwie, w których pożądane wartości wielkości określa się poprzez rozwiązanie układu równań otrzymanych poprzez pomiar tych wielkości w różnych kombinacjach.

2. Klasyfikacja według metod pomiarowych :

A) bezpośrednia metoda oceny- metoda, w której wartość wielkości wyznacza się bezpośrednio za pomocą wskazującego przyrządu pomiarowego;

przykłady pomiaru ciśnienia za pomocą barometru lub temperatury za pomocą termometru;

B) metoda porównania środków– metoda pomiaru, w której wielkość mierzoną porównuje się z wielkością odtwarzalną za pomocą tego środka;

przykłady:

stosując linijkę z podziałami do dowolnej części, w rzeczywistości porównują jej rozmiar z jednostką zapisaną na linijce i po zliczeniu uzyskują wartość ilości (długość, wysokość, grubość i inne parametry);

używając urządzenie pomiarowe porównaj wielkość wartości (na przykład kąta) przeliczonej na ruch wskazówki (alidadę) z jednostką przechowywaną przez skalę tego urządzenia (okrąg poziomy, miarą jest podział koła) i weź Czytanie.

Cechą dokładności pomiaru jest jego błąd lub niepewność.

Dokonując pomiarów, rzeczywisty obiekt pomiaru zastępuje się zawsze jego modelem, który ze względu na swoją niedoskonałości różni się od obiektu rzeczywistego. W rezultacie wartości charakteryzujące obiekt rzeczywisty również będą się różnić od podobnych wartości tego samego obiektu. Prowadzi to do nieuniknionych błędów pomiarowych, które ogólnie dzieli się na przypadkowe i systematyczne.

Metoda pomiaru. O wyborze metody pomiaru decyduje przyjęty model obiektu pomiaru dostępne środki pomiary. Wybierając metodę pomiaru dbają o to, aby błąd metody pomiaru, tj. składowa systematycznego błędu pomiaru, wynikająca z niedoskonałości przyjętego modelu i metody pomiaru (w przeciwnym razie błąd teoretyczny), nie miała zauważalnego wpływu na wynikowy błąd pomiaru, tj. nie przekroczył 30% od niej.

Model obiektowy. Zmiany mierzonych parametrów modelu w trakcie cyklu obserwacyjnego z reguły nie powinna przekraczać 10% od zadanego błędu pomiaru. Jeżeli możliwe są rozwiązania alternatywne, uwzględnia się także względy ekonomiczne: niepotrzebne przeszacowanie dokładności modelu i metody pomiaru prowadzi do nieuzasadnionych kosztów. To samo dotyczy wyboru przyrządów pomiarowych.

Urządzenia pomiarowe. O wyborze przyrządów pomiarowych i urządzeń pomocniczych decyduje wielkość mierzona, przyjęta metoda pomiaru oraz wymagana dokładność wyników pomiarów (wzorce dokładności). Pomiary przyrządami pomiarowymi o niewystarczającej dokładności mają niewielką wartość (nawet bezsensowną), gdyż mogą prowadzić do błędnych wniosków. Stosowanie zbyt dokładnych przyrządów pomiarowych jest nieopłacalne ekonomicznie. Pod uwagę brany jest także zakres zmian wielkości mierzonej, warunki pomiaru, działanie przyrządów pomiarowych i ich koszt.

Główną uwagę zwraca się na błędy przyrządów pomiarowych. Konieczne jest, aby całkowity błąd wyniku pomiaru
był mniejszy od maksymalnego dopuszczalnego błędu pomiaru
, tj.

— błąd marginalny po stronie operatora.<

Wielkość fizyczna i jej charakterystyka.

Wszystkie obiekty świata materialnego mają szereg właściwości, które umożliwiają odróżnienie jednego obiektu od drugiego.

Nieruchomość obiekt - ϶ᴛᴏ cecha obiektywna, która ujawnia się podczas jego tworzenia, eksploatacji i konsumpcji.

Właściwość obiektu musi być wyrażona jakościowo – w formie opisu słownego i ilościowo – w postaci wykresów, liczb, diagramów, tabel.

Metrologia zajmuje się pomiarem ilościowych cech obiektów materialnych - wielkości fizyczne.

Wielkość fizyczna- właściwość ϶ᴛᴏ, jakościowo tkwiąca w wielu obiektach i ilościowo indywidualna dla każdego z nich.

Np, masa mieć wszystkie przedmioty materialne, ale każdy z nich wartość masy indywidualny.

Wielkości fizyczne dzielą się na wymierny I oceniane.

wymierzony wyrażane są wielkości fizyczne ilościowo w postaci określonej liczby ustalonych jednostek miary.

Np, wartość napięcia w sieci wynosi 220 W.

Wielkości fizyczne, które nie mają jednostki miary, są jedynie szacowane. Na przykład zapach, smak. Ich ocena odbywa się poprzez degustację.

Niektóre ilości można oszacować na skali. Przykładowo: twardość materiału – w skali Vickersa, Brinella, Rockwella, siła trzęsienia ziemi – w skali Richtera, temperatura – w skali Celsjusza (Kelvina).

Wielkości fizyczne można klasyfikować na podstawie cech metrologicznych.

Przez rodzaje wydarzeń są podzielone na

A) prawdziwy opisywanie właściwości fizycznych i fizykochemicznych substancji, materiałów i produktów z nich wytwarzanych.

Na przykład masa, gęstość, opór elektryczny (aby zmierzyć rezystancję przewodnika, musi przez niego przepłynąć prąd, taki pomiar nazywa się bierny).

B) energia opisujący charakterystykę procesów przetwarzania, przesyłu i wykorzystania energii.

Obejmują one: prąd, napięcie, moc, energia. Te wielkości fizyczne nazywane są aktywny. Οʜᴎ nie wymagają dodatkowego źródła zasilania.

Istnieje grupa wielkości fizycznych charakteryzujących przebieg procesów w czasie, np. charakterystyki widmowe, funkcje korelacji.

Przez Akcesoria do różnych grup procesów fizycznych, ilości są

czasoprzestrzenny

mechaniczny,

elektryczny,

magnetyczny,

termiczny,

akustyczny,

światło,

fizykochemiczny,

· promieniowanie jonizujące, fizyka atomowa i jądrowa.

Przez stopień warunkowej niezależności wielkości fizyczne są podzielone przez

główny (niezależny),

Instrumenty pochodne (zależne),

dodatkowy.

Przez wymiar Wielkości fizyczne dzielą się na wymiarowe i bezwymiarowe.

Przykład wymiarowy wielkość jest siła, bezwymiarowy- poziom moc dźwięku.

Aby określić ilościowo wielkość fizyczną, wprowadzono tę koncepcję rozmiar wielkość fizyczna.

Rozmiar wielkości fizycznej- jest to pewność ilościowa wielkości fizycznej właściwej konkretnemu przedmiotowi materialnemu, systemowi, procesowi lub zjawisku.

Np, każde ciało ma określoną masę, dlatego można je rozróżnić na podstawie masy, ᴛ.ᴇ. w zależności od wielkości wielkości fizycznej.

Wyrażenie wielkości wielkości fizycznej w postaci określonej liczby przyjętych dla niej jednostek definiuje się jako wartość wielkości fizycznej.

Wartość wielkości fizycznej - jest to wyrażenie wielkości fizycznej w postaci określonej liczby przyjętych dla niej jednostek miary.

Proces pomiaru - ϶ᴛᴏ procedura porównywania nieznanej wielkości ze znaną wielkością fizyczną (porównywalną) i w związku z tym wprowadzone jest pojęcie prawdziwa wartość wielkość fizyczna.

Prawdziwa wartość wielkości fizycznej- ϶ᴛᴏ wartość wielkości fizycznej, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ charakteryzuje odpowiednią wielkość fizyczną w sposób jakościowy i ilościowy.

Prawdziwa wartość niezależnych wielkości fizycznych jest reprodukowana w ich standardach.

Prawdziwa wartość jest rzadko używana, częściej używana aktualna wartość wielkość fizyczna.

Rzeczywista wartość wielkości fizycznej- wartość ϶ᴛᴏ uzyskana eksperymentalnie i nieco zbliżona do wartości prawdziwej.

Wcześniej istniało pojęcie „parametrów mierzonych”, obecnie zgodnie z dokumentem regulacyjnym RMG 29-99 zaleca się pojęcie „wartości mierzonych”.

Wielkości fizycznych jest wiele i są one usystematyzowane. Układ wielkości fizycznych to zbiór wielkości fizycznych utworzony zgodnie z przyjętymi zasadami, przy czym niektóre wielkości przyjmuje się jako niezależne, a inne definiuje się jako funkcje wielkości niezależnych.

W nazwie układu wielkości fizycznych stosuje się symbole wielkości, które są akceptowane jako główne.

Na przykład w mechanice, gdzie długość przyjmuje się jako podstawową - L , waga - M i czas - T , odpowiednio nazwa systemu - Lm t .

Układ wielkości podstawowych odpowiadający międzynarodowemu układowi jednostek SI wyraża się za pomocą symboli LmtIKNJ , ᴛ.ᴇ. stosowane są symbole jednostek podstawowych: długość - L , waga - M , czas - T , aktualna siła - I , temperatura - K, ilość substancji - N , moc światła - J .

Podstawowe wielkości fizyczne nie zależą od wartości innych wielkości tego układu.

Pochodna wielkość fizyczna- ϶ᴛᴏ jest wielkością fizyczną wchodzącą w skład układu wielkości i wyznaczaną poprzez wielkości główne tego układu. Na przykład siłę definiuje się jako masę razy przyspieszenie.

3. Jednostki miar wielkości fizycznych.

Jednostka miary wielkości fizycznej nazywana jest zwykle wielkością, której z definicji przypisuje się wartość liczbową równą 1 i który służy do ilościowego wyrażania jednorodnych z nim wielkości fizycznych.

Jednostki wielkości fizycznych są łączone w system. Pierwszy system zaproponował Gauss K (milimetr, miligram, sekunda). Teraz obowiązuje system SI, wcześniej obowiązywał standard krajów CMEA.

Jednostki miary są podzielone na podstawowe, dodatkowe, pochodne i pozasystemowe.

W układzie SI siedem podstawowych jednostek:

· długość (metr),

· masa (kilogram),

· czas (sekunda),

· temperatura termodynamiczna (kelwiny),

· ilość substancji (mol),

· prąd elektryczny (amper),

· natężenie światła (kandele).

Tabela 1

Oznaczenie jednostek podstawowych układu SI

Wielkość fizyczna	Jednostka miary
Nazwa	Przeznaczenie	Nazwa	Przeznaczenie
Rosyjski	międzynarodowy
główny
Długość	L	metr	M	M
Waga	M	kilogram	kg	kg
Czas	T	drugi	Z	S
Siła prądu elektrycznego	I	amper	A	A
Temperatura termodynamiczna	T	kelwin	DO	DO
Ilość substancji	n, w	kret	kret	mol
Moc światła	J	kandela	płyta CD	płyta CD
dodatkowy
płaski narożnik	-	radian	zadowolony	rad
Kąt bryłowy	-	steradian	Poślubić	senior

Notatka. Radian to kąt pomiędzy dwoma promieniami okręgu, pomiędzy którymi łuk ma długość równą promieniowi. W stopniach jest to radian 57 0 17 ’ 48 ’’ .

Steradian - ϶ᴛᴏ kąt bryłowy, którego wierzchołek znajduje się w środku kuli i który wycina na powierzchni kuli obszar równy polu kwadratu o długości boku równej promieniowi kula. Kąt bryłowy mierzy się wyznaczając kąty płaskie i wykonując dodatkowe obliczenia ze wzoru:

Q \u003d 2p (1 - cosa / 2),

Gdzie Q- kąt bryłowy,A - kąt płaski na szczycie stożka utworzony wewnątrz kuli przez zadany kąt bryłowy.

Kącik ciała 1 Poślubić odpowiada kątowi płaskiemu równemu 65 0 32 ’ , narożnikpor - płaski narożnik 120 0 , narożnik2 paw - 180 0 .

Dodatkowe jednostki SI służą do tworzenia jednostek prędkości kątowej, przyspieszenia kątowego i niektórych innych wielkości.

Same radiany i steradiany są używane głównie do konstrukcji teoretycznych i obliczeń, ponieważ najbardziej praktyczne wartości kąta (kąt pełny, kąt prosty itp.) w radianach wyrażane są w liczbach przestępnych ( 2p, s/2).

Pochodne nazywać jednostki miary uzyskane za pomocą równań komunikacji między wielkościami fizycznymi. Na przykład jednostką siły w układzie SI jest Newton ( H ):

H = kg∙m/s 2 .

Pomimo tego, że układ SI jest uniwersalny, pozwala na zastosowanie niektórych jednostki pozasystemowe, które znalazły szerokie zastosowanie praktyczne (na przykład hektar).

Wywołano poza systemem jednostki, które nie są zawarte w żadnym z ogólnie przyjętych systemów jednostek wielkości fizycznych.

W wielu praktycznych przypadkach wybrane rozmiary wielkości fizycznych są niewygodne – za małe lub za duże. Z tego powodu w praktyce pomiarów często się z nich korzysta wielokrotności I dolina jednostki.

Wiele Zwyczajowo nazywa się jednostkę liczbą całkowitą większą niż jednostka systemowa lub niesystemowa. Na przykład jednostka wielokrotna 1km = 1000 M.

Dolny Zwyczajowo nazywa się jednostkę liczbą całkowitą mniejszą niż jednostka systemowa lub niesystemowa. Na przykład jednostka ułamkowa 1 cm = 0,01 M.

Po przyjęciu metrycznego systemu miar przyjęto dziesiętny system tworzenia wielokrotności i podwielokrotności, odpowiadający systemowi dziesiętnemu naszego rachunku liczbowego. Np, 10 6 – mega, A 10 -6 – mikro.

Wielkość fizyczna i jej charakterystyka. - koncepcja i rodzaje. Klasyfikacja i cechy kategorii „Wielkość fizyczna i jej cechy”. 2017, 2018.

Pomiar- zespół operacji o charakterze głównie eksperymentalnym, wykonywanych za pomocą narzędzia technicznego przechowującego jednostkę wielkości, co pozwala porównać wartość zmierzoną z jej jednostką i uzyskać

żądaną wartość ilości. Wartość ta nazywana jest wynikiem pomiaru.

Aby ustalić różnicę w wartości ilościowej wyświetlanego obiektu, wprowadza się pojęcie wielkości fizycznej.

Wielkość fizyczna (PV) nazywa się jedną z właściwości obiektu fizycznego (zjawiska, procesu), która jest jakościowo wspólna dla wielu obiektów fizycznych, ale ilościowo indywidualna dla każdego obiektu (ryc. 4.1).

Na przykład gęstość, napięcie, współczynnik załamania światła itp.

Tak więc za pomocą urządzenia pomiarowego, na przykład woltomierza prądu stałego, mierzymy napięcie w woltach konkretnego obwodu elektrycznego, porównując położenie wskazówki (strzałki) z jednostką napięcia elektrycznego przechowywaną na skali woltomierza. Wartość napięcia wyrażona w woltach reprezentuje wynik pomiaru.

Ryż. 4.1.

Cechą charakterystyczną wielkości może być jednostka miary, procedura pomiarowa, materiał odniesienia lub kombinacja obu.

Z praktycznej konieczności można zmierzyć nie tylko wielkość fizyczną, ale także dowolny obiekt fizyczny i niefizyczny.

Jeżeli masa ciała wynosi 50 kg, to mówimy o wielkości wielkości fizycznej.

Rozmiar wielkości fizycznej- ilościowa pewność wielkości fizycznej tkwiącej w konkretnym przedmiocie materialnym (zjawisku, procesie).

prawdziwy rozmiar wielkość fizyczna jest obiektywną rzeczywistością, która nie zależy od tego, czy mierzona jest odpowiednia cecha właściwości obiektu, czy nie. Aktualna wartość wielkość fizyczną ustala się eksperymentalnie. Różni się od wartości rzeczywistej wielkością błędu.

Wielkość wielkości zależy od jednostki używanej do pomiaru wielkości.

Rozmiar można wyrazić jako liczbę abstrakcyjną, bez określania jednostki miary, która odpowiada wartość liczbowa wielkości fizycznej. Nazywa się ilościową oceną wielkości fizycznej, reprezentowanej przez liczbę wskazującą jednostkę tej wielkości wartość wielkości fizycznej.

Można mówić o rozmiarach różnych jednostek danej wielkości fizycznej. W tym przypadku wielkość np. kilograma różni się od wielkości funta (1 funt = 32 loty = 96 szpul = 409,512 g), puda (1 szt. = 40 funtów = 1280 partii = 16,3805 kg) itp. d.

W związku z tym należy wziąć pod uwagę różne interpretacje wielkości fizycznych w różnych krajach, w przeciwnym razie może to prowadzić do trudności nie do pokonania, a nawet do katastrof.

Na przykład w 1984 roku kanadyjski samolot pasażerski Boeing-647 awaryjnie wylądował na poligonie testowym samochodów po tym, jak podczas lotu na wysokości 10 000 metrów przestały działać silniki z powodu wypalonego paliwa. Wyjaśnieniem tego incydentu było to, że przyrządy w samolocie skalibrowano w litrach, natomiast przyrządy kanadyjskiej linii lotniczej, która zatankowała samolot, skalibrowano w galonach (około 3,8 litra). Tym samym zatankowano prawie czterokrotnie mniej paliwa niż było to wymagane.

Jeśli więc istnieje jakaś wartość X, przyjętą dla niej jednostką miary jest [X], wówczas wartość określonej wielkości fizycznej można obliczyć ze wzoru

X = q [X], (4.1)

Gdzie Q- wartość liczbowa wielkości fizycznej; [ X] jest jednostką wielkości fizycznej.

Na przykład długość rury l= 5m, gdzie l to wartość długości, 5 to jej wartość liczbowa, m to przyjęta w tym przypadku jednostka długości.

Równanie (4.1) nazywa się główne równanie pomiarowe, wykazujące, że wartość liczbowa wielkości zależy od wielkości przyjętej jednostki miary.

W zależności od obszaru porównania wartości mogą być jednorodny I heterogeniczny. Na przykład średnica, obwód, długość fali z reguły są uważane za wielkości jednorodne związane z wielkością zwaną długością.

W ramach jednego układu wielkości wielkości jednorodne mają ten sam wymiar. Jednakże ilości o tym samym wymiarze nie zawsze są jednorodne. Na przykład moment siły i energia nie są wielkościami jednorodnymi, ale mają ten sam wymiar.

System wartości jest zbiorem wielkości wraz ze zbiorem spójnych równań odnoszących się do tych wielkości.

Podstawowa ilość reprezentuje wartość wybraną warunkowo dla danego układu wielkości i wchodzącą w skład zbioru wielkości podstawowych. Na przykład podstawowe wielkości układu SI. Główne ilości nie są ze sobą powiązane.

Wartość pochodna układ wielkości wyznaczany jest poprzez wielkości podstawowe tego układu. Na przykład w układzie wielkości, w którym głównymi wielkościami są długość i masa, gęstość masy jest wielkością pochodną, ​​którą definiuje się jako iloraz masy podzielonej przez objętość (długość do potęgi trzeciej).

Jednostka wielokrotna otrzymany poprzez pomnożenie danej jednostki miary przez liczbę całkowitą większą niż jeden. Na przykład kilometr jest dziesiętną wielokrotnością metra; a godzina jest niedziesiętną wielokrotnością sekundy.

jednostka podwielokrotna uzyskuje się poprzez podzielenie jednostki miary przez liczbę całkowitą większą niż jeden. Na przykład milimetr jest jednostką dziesiętną, ułamkiem metra.

Jednostka pozasystemowa miara nie należy do tego układu jednostek. Na przykład dzień, godzina, minuta to niesystemowe jednostki miary w odniesieniu do układu SI.

Wprowadźmy kolejną ważną koncepcję - mierzenie konwersji.

Rozumie się przez to proces ustalania zgodności jeden do jednego pomiędzy wielkościami dwóch wielkości: wartości przeliczonej (wejście) i wartości przekształconej w wyniku pomiaru (wejście).

Zbiór wielkości zmiennej wejściowej poddanej transformacji za pomocą urządzenia technicznego – przetwornika pomiarowego, nazywa się zakres konwersji.

Pomiar konwersji można przeprowadzić na różne sposoby w zależności od rodzaju wielkości fizycznych, na które zwykle się dzieli trzy grupy.

Pierwsza grupa reprezentuje wielkości w zbiorze rozmiarów, których jedynie stosunki są określone w formie porównań „słabszy – silniejszy”, „miększy – twardszy”, „zimniejszy – cieplejszy” itp.

Zależności te ustalane są na podstawie badań teoretycznych lub eksperymentalnych i nazywane są relacje porządkowe(relacje równoważności).

Do ilości pierwsza grupa obejmują na przykład siłę wiatru (słaby, silny, umiarkowany, burza itp.), twardość charakteryzującą się zdolnością badanego ciała do przeciwstawienia się wgnieceniom lub zarysowaniom.

Druga grupa reprezentuje wielkości, dla których wyznaczane są relacje porządku (równoważności) nie tylko pomiędzy wielkościami wielkości, ale także pomiędzy różnicami wielkości w parach ich wielkości.

Należą do nich na przykład czas, energia, temperatura, określone przez skalę termometru cieczowego.

Możliwość porównania różnic w wielkości tych wartości polega na określeniu wartości drugiej grupy.

Tak więc przy stosowaniu termometru rtęciowego różnice temperatur (na przykład w zakresie od +5 do +10 ° C) uważa się za równe. Zatem w tym przypadku ma miejsce zarówno stosunek rzędu wielkości (25 „cieplej” niż 10°С), jak i relacja równoważności między różnicami w parach wielkości wielkości: różnica pary (25–20°C С) odpowiada różnicy pary (10–5°C).

W obu przypadkach zależność kolejności ustala się jednoznacznie za pomocą przyrządu pomiarowego (przetwornika pomiarowego), jakim jest termometr cieczowy.

Łatwo stwierdzić, że temperatura należy do wartości zarówno pierwszej, jak i drugiej grupy.

Trzecia grupa ilości charakteryzuje się tym, że na zbiorze ich rozmiarów (z wyjątkiem wskazanego porządku i relacji równoważności właściwych wielkościom drugiej grupy) można wykonywać operacje podobne do dodawania lub odejmowania (właściwość addytywności).

Wartości trzeciej grupy obejmują znaczną liczbę wielkości fizycznych, na przykład długość, masę.

Zatem dwa ciała o masie 0,5 kg każde, umieszczone na jednej z misek wagi równoramiennej, równoważy ciężarek o masie 1 kg umieszczony na drugiej misce.

Wielkość fizyczna to jedna z właściwości obiektu fizycznego (zjawiska, procesu), która jest jakościowo wspólna dla wielu obiektów fizycznych, różniąc się natomiast wartością ilościową.

Celem pomiarów jest określenie wartości wielkości fizycznej - określonej liczby przyjętych dla niej jednostek (np. wynik pomiaru masy produktu wynosi 2 kg, wysokość budynku wynosi 12 m itp.). ).

W zależności od stopnia podejścia do obiektywizmu rozróżnia się prawdziwe, rzeczywiste i zmierzone wartości wielkości fizycznej.

Jest to wartość, która idealnie odzwierciedla odpowiednią właściwość obiektu pod względem jakościowym i ilościowym. Ze względu na niedoskonałość środków i metod pomiaru, w praktyce nie można uzyskać prawdziwych wartości wielkości. Można je sobie wyobrazić jedynie teoretycznie. A wartości wielkości uzyskane podczas pomiaru tylko w większym lub mniejszym stopniu zbliżają się do wartości prawdziwej.

Jest to wartość wielkości znaleziona eksperymentalnie i tak bliska wartości prawdziwej, że można ją zamiast tego wykorzystać w tym celu.

Jest to wartość uzyskana w wyniku pomiaru określonymi metodami i przyrządami pomiarowymi.

9. Klasyfikacja pomiarów ze względu na zależność wartości mierzonej od czasu i sumę wartości mierzonych.

Ze względu na zmianę wartości mierzonej - pomiary statyczne i dynamiczne.

Pomiar dynamiczny - pomiar wielkości, której wielkość zmienia się w czasie. Gwałtowna zmiana wielkości mierzonej wartości wymaga jej pomiaru z jak najdokładniejszym określeniem momentu w czasie. Na przykład pomiar odległości do poziomu powierzchni Ziemi od balonu lub pomiar napięcia stałego prądu elektrycznego. Zasadniczo pomiar dynamiczny jest pomiarem zależności funkcjonalnej wielkości mierzonej w czasie.

Pomiar statyczny - pomiar wielkości przyjętej w zgodnie z zadanym zadaniem pomiarowym, aby nie zmieniać się w okresie pomiarowym. Przykładowo pomiar wymiaru liniowego wytwarzanego produktu w normalnej temperaturze można uznać za statyczny, gdyż wahania temperatury w warsztacie na poziomie dziesiątych części stopnia wprowadzają błąd pomiaru nie większy niż 10 µm/m, co jest nieistotne w porównaniu z błędem produkcyjnym części. Dlatego w tym zadaniu pomiarowym zmierzoną wielkość można uznać za niezmienioną. Przy wzorcowaniu liniowej miary długości na podstawowym wzorcu państwowym termostatowanie zapewnia stabilność utrzymania temperatury na poziomie 0,005°C. Takie wahania temperatury powodują tysiąckrotnie mniejszy błąd pomiaru - nie większy niż 0,01 µm/m. Jednak w tym zadaniu pomiarowym jest to istotne, a uwzględnienie zmian temperatury w procesie pomiarowym staje się warunkiem zapewnienia wymaganej dokładności pomiaru. Dlatego też pomiary te należy wykonywać zgodnie z metodą pomiarów dynamicznych.

Według ustalonych zestawów mierzonych wartości NA elektryczny ( prąd, napięcie, moc) , mechaniczny ( masa, liczba produktów, wysiłki); , moc cieplna(temperatura, ciśnienie); , fizyczny(gęstość, lepkość, zmętnienie); chemiczny(skład, właściwości chemiczne, stężenie) , inżynieria radiowa itp.

Klasyfikacja pomiarów ze względu na sposób uzyskania wyniku (wg rodzaju).

Ze względu na sposób uzyskiwania wyników pomiarów wyróżnia się pomiary bezpośrednie, pośrednie, kumulacyjne i łączne.

Pomiary bezpośrednie to takie, w których pożądaną wartość mierzonej wielkości uzyskuje się bezpośrednio z danych doświadczalnych.

Pomiary pośrednie to takie, w których pożądaną wartość mierzonej wielkości wyznacza się na podstawie znanej zależności pomiędzy wielkością mierzoną a wielkościami wyznaczonymi za pomocą pomiarów bezpośrednich.

Pomiary zbiorcze to takie, podczas których mierzy się jednocześnie kilka wielkości o tej samej nazwie, a wyznaczoną wartość wyznacza się poprzez rozwiązanie układu równań otrzymanego na podstawie bezpośrednich pomiarów wielkości o tej samej nazwie.

Wspólne pomiary nazywane są dwiema lub większą liczbą różnych wielkości, aby znaleźć związek między nimi.

Klasyfikacja pomiarów ze względu na warunki decydujące o dokładności wyniku oraz ze względu na liczbę pomiarów potrzebnych do uzyskania wyniku.

Zgodnie z warunkami określającymi dokładność wyniku pomiary dzieli się na trzy klasy:

1. Pomiary z najwyższą możliwą dokładnością, jaką można osiągnąć przy obecnym stanie wiedzy.

Należą do nich przede wszystkim pomiary referencyjne związane z maksymalną możliwą dokładnością odwzorowania ustalonych jednostek wielkości fizycznych, a ponadto pomiary stałych fizycznych, przede wszystkim uniwersalnych (na przykład wartość bezwzględna przyspieszenia ziemskiego , współczynnik żyromagnetyczny protonu itp.).

Do tej klasy należą również niektóre pomiary specjalne wymagające dużej dokładności.

2. Pomiary kontrolne i sprawdzające, których błąd z pewnym prawdopodobieństwem nie powinien przekraczać określonej wartości.

Należą do nich pomiary wykonywane przez laboratoria nadzoru państwowego nad wdrażaniem i przestrzeganiem norm oraz stanu aparatury pomiarowej oraz zakładowe laboratoria pomiarowe, które gwarantują błąd wyniku z określonym prawdopodobieństwem, nieprzekraczającym pewnej z góry określonej wartości.

3. Pomiary techniczne, w których o błędzie wyniku decyduje charakterystyka przyrządów pomiarowych.

Przykładami pomiarów technicznych są pomiary wykonywane podczas procesu produkcyjnego w przedsiębiorstwach zajmujących się budową maszyn, na tablicach rozdzielczych elektrowni itp.

Ze względu na liczbę pomiarów pomiary dzieli się na pojedyncze i wielokrotne.

Pojedynczy pomiar to jednorazowy pomiar jednej wielkości. Pojedyncze pomiary w praktyce obarczone są dużym błędem, w związku z tym zaleca się wykonanie pomiarów tego typu co najmniej trzykrotnie, aby zmniejszyć błąd i w rezultacie przyjąć ich średnią arytmetyczną.

Pomiary wielokrotne to pomiary jednej lub większej liczby wielkości wykonane cztery lub więcej razy. Pomiar wielokrotny to seria pojedynczych pomiarów. Minimalna liczba pomiarów, dla których pomiar można uznać za wielokrotny, wynosi cztery. Wynikiem pomiarów wielokrotnych jest średnia arytmetyczna wyników wszystkich wykonanych pomiarów. Przy powtarzanych pomiarach błąd maleje.

Klasyfikacja losowych błędów pomiarowych.

Błąd losowy – składnik błędu pomiaru, który zmienia się losowo podczas powtarzanych pomiarów tej samej wielkości.

1) Zgrubny - nie przekracza dopuszczalnego błędu

2) Miss - rażący błąd, zależy od osoby

3) Oczekiwany - uzyskany w wyniku eksperymentu podczas tworzenia. warunki

Pojęcie metrologii

Metrologia- nauka o pomiarach, metody i środki zapewnienia ich jedności oraz sposoby osiągnięcia wymaganej dokładności. Opiera się na zestawie terminów i koncepcji, z których najważniejsze podano poniżej.

Wielkość fizyczna- właściwość jakościowo wspólna dla wielu obiektów fizycznych, ale ilościowo indywidualna dla każdego obiektu. Wielkości fizyczne to długość, masa, gęstość, siła, ciśnienie itp.

Jednostka wielkości fizycznej pod uwagę bierze się tę wartość, której z definicji przypisuje się wartość równą 1. Przykładowo masa wynosi 1kg, siła wynosi 1N, ciśnienie wynosi 1Pa. W różnych układach jednostek jednostki tej samej ilości mogą różnić się wielkością. Na przykład dla siły 1kgf ≈ 10N.

Wartość wielkości fizycznej– numeryczna ocena wartości fizycznej konkretnego obiektu w przyjętych jednostkach. Na przykład wartość masy cegły wynosi 3,5 kg.

Wymiar techniczny- wyznaczanie wartości różnych wielkości fizycznych specjalnymi metodami i środkami technicznymi. W trakcie badań laboratoryjnych wyznaczane są wartości wymiarów geometrycznych, masy, temperatury, ciśnienia, siły itp. Wszystkie pomiary techniczne muszą spełniać wymagania jednorodności i dokładności.

Pomiar bezpośredni– eksperymentalne porównanie danej wartości z inną, przyjętą w jednostce, poprzez odczyt na skali urządzenia. Na przykład pomiar długości, masy, temperatury.

Pomiary pośrednie– wyniki uzyskane na podstawie wyników pomiarów bezpośrednich poprzez obliczenia z wykorzystaniem znanych wzorów. Na przykład określenie gęstości, wytrzymałości materiału.

Jedność pomiarów- stan pomiarów, w którym ich wyniki wyrażone są w jednostkach prawnych, a błędy pomiarowe są znane z zadanym prawdopodobieństwem. Jedność pomiarów jest konieczna, aby móc porównywać wyniki pomiarów dokonanych w różnych miejscach, w różnym czasie, przy użyciu różnych przyrządów.

Dokładność pomiarów– jakość pomiarów, odzwierciedlająca zgodność uzyskanych wyników z rzeczywistą wartością mierzonej wielkości. Rozróżnij prawdziwą i rzeczywistą wartość wielkości fizycznych.

prawdziwa wartość wielkość fizyczna idealnie odzwierciedla pod względem jakościowym i ilościowym odpowiednie właściwości obiektu. Wartość rzeczywista jest wolna od błędów pomiarowych. Ponieważ wszystkie wartości wielkości fizycznej są ustalane empirycznie i zawierają błędy pomiarowe, prawdziwa wartość pozostaje nieznana.

Aktualna wartość wielkości fizyczne można znaleźć eksperymentalnie. Jest na tyle zbliżona do prawdziwej wartości, że do pewnych celów można ją zamiast tego zastosować. W pomiarach technicznych za wartość rzeczywistą przyjmuje się wartość wielkości fizycznej stwierdzoną z błędem dopuszczalnym przez wymagania techniczne.

Błąd pomiaru– odchylenie wyniku pomiaru od rzeczywistej wartości mierzonej wielkości. Ponieważ prawdziwa wartość mierzonej wielkości pozostaje nieznana, w praktyce błąd pomiaru szacuje się jedynie w przybliżeniu, porównując wyniki pomiarów z wartością tej samej wielkości uzyskaną z kilkukrotnie większą dokładnością. Zatem błąd pomiaru wymiarów próbki linijką, który wynosi ± 1 mm, można oszacować, mierząc próbkę suwmiarką z błędem nie większym niż ± 0,5 mm.

Absolutny błąd wyrażona w jednostkach mierzonej wielkości.

Względny błąd- stosunek błędu bezwzględnego do rzeczywistej wartości mierzonej wielkości.

Przyrządy pomiarowe – środki techniczne stosowane w pomiarach, posiadające znormalizowane właściwości metrologiczne. Przyrządy pomiarowe dzielą się na miary i przyrządy pomiarowe.

Mierzyć- przyrząd pomiarowy przeznaczony do odtworzenia wielkości fizycznej o danej wielkości. Na przykład waga jest miarą masy.

Urządzenie pomiarowe- przyrząd pomiarowy służący do odtwarzania informacji pomiarowych w formie dostępnej dla percepcji obserwatora. Najprostsze przyrządy pomiarowe nazywane są przyrządami pomiarowymi. Na przykład linijka, suwmiarka.

Główne wskaźniki metrologiczne przyrządów pomiarowych to:

Wartość podziału skali to różnica wartości zmierzonej wartości odpowiadająca dwóm sąsiednim znacznikom skali;

Wartość początkowa i końcowa skali - odpowiednio najmniejsza i największa wartość mierzonej wartości wskazana na skali;

Zakres pomiarowy – zakres wartości mierzonej wielkości, dla którego normalizowane są błędy dopuszczalne.

Błąd pomiaru- wynik wzajemnego nakładania się błędów spowodowanych różnymi przyczynami: błędem samych przyrządów pomiarowych, błędami powstającymi podczas użytkowania urządzenia i odczytu wyników pomiarów oraz błędami wynikającymi z nieprzestrzegania warunków pomiaru. Przy dostatecznie dużej liczbie pomiarów średnia arytmetyczna wyników pomiarów zbliża się do wartości prawdziwej, a błąd maleje.

Błąd systematyczny- błąd, który pozostaje stały lub regularnie się zmienia podczas powtarzanych pomiarów i występuje z dobrze znanych przyczyn. Na przykład przesunięcie skali instrumentu.

Błąd losowy – błąd, którego wystąpienie nie ma regularnego związku z błędami wcześniejszymi lub kolejnymi. Jego pojawienie się jest spowodowane wieloma przyczynami losowymi, których wpływu na każdy wymiar nie można z góry uwzględnić. Do przyczyn prowadzących do pojawienia się błędu losowego zalicza się na przykład niejednorodność materiału, naruszenia podczas pobierania próbek, błąd w odczytach przyrządu.

Jeżeli tzw rażący błąd, co znacznie zwiększa błąd oczekiwany w danych warunkach, wówczas takie wyniki pomiarów wyklucza się z rozpatrywania jako niewiarygodne.

Jedność wszystkich miar zapewnia ustanowienie jednostek miar i opracowanie ich standardów. Od 1960 roku funkcjonuje Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (SI), który zastąpił złożony zbiór układów jednostek i poszczególnych jednostek niesystemowych, które rozwinęły się w oparciu o metryczny system miar. W Rosji system SI został przyjęty jako standard, a jego zastosowanie w budownictwie jest regulowane od 1980 roku.

Wykład 2. Wielkości fizyczne. JEDNOSTKI MIARY

2.1 Wielkości fizyczne i skale

2.2 Jednostki wielkości fizycznej

2.3. Międzynarodowy układ jednostek (układ SI

2.4 Wielkości fizyczne procesów technologicznych

produkcja jedzenia

2.1 Wielkości fizyczne i skale

Wielkość fizyczna to właściwość, która jest jakościowo wspólna dla wielu obiektów fizycznych (układów fizycznych, ich stanów i procesów w nich zachodzących), ale ilościowo indywidualna dla każdego z nich.

Indywidualnie pod względem ilościowym należy rozumieć, że ta sama właściwość jednego obiektu może być pewną liczbę razy większa lub mniejsza niż dla innego.

Zazwyczaj termin „wielkość fizyczna” odnosi się do właściwości lub cech, które można określić ilościowo. Wielkości fizyczne obejmują masę, długość, czas, ciśnienie, temperaturę itp. Wszystkie określają właściwości fizyczne, które są wspólne pod względem jakościowym, ich charakterystyki ilościowe mogą być różne.

Wskazane jest rozróżnienie wielkości fizycznych mierzalne i cenione. Zmierzone FI można wyrazić ilościowo jako pewną liczbę ustalonych jednostek miary. Możliwość wprowadzenia i wykorzystania tego ostatniego jest ważnym wyróżnikiem mierzonego PV.

Istnieją jednak właściwości, takie jak smak, zapach itp., dla których nie można wprowadzić jednostek. Takie ilości można oszacować. Wartości ocenia się za pomocą skal.

Przez dokładność wyniku Istnieją trzy rodzaje wartości wielkości fizycznych: prawdziwe, rzeczywiste, zmierzone.

Prawdziwa wartość wielkości fizycznej(prawdziwa wartość wielkości) - wartość wielkości fizycznej, która pod względem jakościowym i ilościowym idealnie odzwierciedlałaby odpowiadającą jej właściwość obiektu.

Do postulatów metrologii zalicza się m.in

Prawdziwa wartość pewnej wielkości istnieje i jest stała

Nie można znaleźć prawdziwej wartości mierzonej wielkości.

Prawdziwą wartość wielkości fizycznej można uzyskać jedynie w wyniku niekończącego się procesu pomiarów wraz z ciągłym udoskonalaniem metod i przyrządów pomiarowych. Dla każdego poziomu rozwoju techniki pomiarowej możemy poznać jedynie rzeczywistą wartość wielkości fizycznej, która jest stosowana zamiast prawdziwej.

Rzeczywista wartość wielkości fizycznej- wartość wielkości fizycznej znaleziona eksperymentalnie i na tyle bliska wartości prawdziwej, że może ją zastąpić w zadanym zadaniu pomiarowym. Typowym przykładem ilustrującym rozwój techniki pomiarowej jest pomiar czasu. Kiedyś jednostkę czasu – sekundę definiowano jako 1/86400 średniej doby słonecznej z błędem 10 -7 . Obecnie sekundę określa się z błędem 10 -14 , czyli o 7 rzędów wielkości bliżej prawdziwej wartości definicji czasu na poziomie odniesienia.

Rzeczywistą wartość wielkości fizycznej przyjmuje się zwykle jako średnią arytmetyczną szeregu wartości wielkości uzyskanych przy równie dokładnych pomiarach lub średnią arytmetyczną ważoną przy nierównych pomiarach.

Zmierzona wartość wielkości fizycznej- wartość wielkości fizycznej uzyskana określoną techniką.

Według rodzajów zjawisk fotowoltaicznych podzielone na następujące grupy :

- prawdziwy , te. opisywanie właściwości fizycznych i fizykochemicznych substancji. Materiały i produkty z nich. Należą do nich masa, gęstość itp. Są to pasywne PV, tk. do ich pomiaru konieczne jest wykorzystanie pomocniczych źródeł energii, za pomocą których tworzony jest sygnał informacji pomiarowej.

- energia - opisanie charakterystyk energetycznych procesów przetwarzania, przesyłu i wykorzystania energii (energia, napięcie, moc). Wielkości te są aktywne. Można je przetwarzać na pomiarowe sygnały informacyjne bez wykorzystania pomocniczych źródeł energii;

- charakteryzujących przebieg procesów czasowych . Do tej grupy zaliczają się różnego rodzaju charakterystyki widmowe, funkcje korelacji itp.

W zależności od stopnia warunkowej zależności od innych wartości PV dzieli się na podstawowe i pochodne

Podstawowa wielkość fizyczna jest wielkością fizyczną wchodzącą w skład układu wielkości i warunkowo przyjmowaną jako niezależną od innych wielkości tego układu.

Wybór wielkości fizycznych przyjętych jako podstawowe, a ich liczba dokonywana jest arbitralnie. Przede wszystkim jako główne wybrano wielkości charakteryzujące główne właściwości świata materialnego: długość, masę, czas. Pozostałe cztery podstawowe wielkości fizyczne dobiera się tak, aby każda z nich reprezentowała jeden z działów fizyki: natężenie prądu, temperaturę termodynamiczną, ilość materii, natężenie światła.

Każdej podstawowej wielkości fizycznej układu wielkości przypisany jest symbol w postaci małej litery alfabetu łacińskiego lub greckiego: długość - L, masa - M, czas - T, prąd elektryczny - I, temperatura - O, ilość substancja - N, natężenie światła - J. Symbole te zawarte są w nazwie układu wielkości fizycznych. Zatem układ wielkości fizycznych mechaniki, którego głównymi wielkościami są długość, masa i czas, nazywany jest „układem LMT”.

Pochodna wielkość fizyczna jest wielkością fizyczną wchodzącą w skład układu wielkości i wyznaczaną poprzez wielkości podstawowe tego układu.

1.3 Wielkości fizyczne i ich pomiary

Wielkość fizyczna - jedna z właściwości obiektu fizycznego (układu fizycznego, zjawiska lub procesu), która jest jakościowo wspólna dla wielu obiektów fizycznych, ale ilościowo indywidualna dla każdego z nich. Można też powiedzieć, że wielkość fizyczna to wielkość, którą można zastosować w równaniach fizycznych, ponadto fizyka oznacza tu naukę i technologię w ogóle.

Słowo " ogrom jest często używane w dwóch znaczeniach: jako ogólna właściwość, do której można zastosować pojęcie mniej więcej, oraz jako ilość tej właściwości. W tym drugim przypadku należałoby mówić o „wielkości wielkości”, dlatego w dalszej części będziemy mówić o wielkości właśnie jako o właściwości obiektu fizycznego, w drugim znaczeniu – jako o wartości wielkość fizyczna.

Ostatnio podział ilości na fizyczne i niefizyczne , choć należy zaznaczyć, że jak dotąd nie ma ścisłego kryterium takiego podziału wielkości. Jednocześnie pod fizyczny rozumieć wielkości charakteryzujące właściwości świata fizycznego i stosowane w naukach fizycznych i technologii. Mają jednostki miary. Wielkości fizyczne, w zależności od zasad ich pomiaru, dzielą się na trzy grupy:

Wartości charakteryzujące właściwości obiektów (długość, masa);

wielkości charakteryzujące stan układu (ciśnienie,

temperatura);

Wielkości charakteryzujące procesy (prędkość, moc).

DO niefizyczne odnoszą się do wielkości, dla których nie ma jednostek miary. Potrafią scharakteryzować zarówno właściwości świata materialnego, jak i pojęcia stosowane w naukach społecznych, ekonomii i medycynie. Zgodnie z tym podziałem wielkości zwyczajowo wyróżnia się pomiary wielkości fizycznych i pomiary niefizyczne . Innym wyrazem tego podejścia są dwa odmienne rozumienia pojęcia pomiaru:

pomiar w wąskie znaczenie jako porównanie eksperymentalne

jedną mierzalną wielkość z inną znaną wielkością

ta sama jakość, traktowana jako całość;

pomiar w szerokim znaczeniu jak znaleźć dopasowania

pomiędzy liczbami a przedmiotami, ich stanami lub procesami wg

znane zasady.

Druga definicja pojawiła się w związku z powszechnym w ostatnim czasie wykorzystaniem pomiarów wielkości niefizycznych, które pojawiają się w badaniach biomedycznych, w szczególności w psychologii, ekonomii, socjologii i innych naukach społecznych. W takim przypadku bardziej słuszne byłoby mówienie nie o pomiarze, ale o oszacowanie ilości , rozumiejąc ewaluację jako ustalenie jakości, stopnia, poziomu czegoś zgodnie z ustalonymi regułami. Inaczej mówiąc, jest to operacja przypisania, poprzez obliczenie, znalezienie lub ustalenie liczby, wartości charakteryzującej jakość przedmiotu, według ustalonych zasad. Na przykład określenie siły wiatru lub trzęsienia ziemi, ocena łyżwiarzy lub ocena wiedzy uczniów w pięciostopniowej skali.

pojęcie ocena wielkości nie należy mylić z pojęciem szacowania wielkości, co wiąże się z tym, że w wyniku pomiarów tak naprawdę nie otrzymujemy prawdziwej wartości mierzonej wielkości, a jedynie jej oszacowanie, w pewnym stopniu zbliżone do tej wartości.

Koncepcja omówiona powyżej wymiar”, sugerując obecność jednostki miary (miary), odpowiada pojęciu miary w wąskim znaczeniu i jest bardziej tradycyjny i klasyczny. W tym sensie będzie to rozumiane poniżej - jako pomiar wielkości fizycznych.

Poniższe dotyczą podstawowe koncepcje odnoszący się do wielkości fizycznej (w dalszej części wszystkie podstawowe pojęcia metrologii i ich definicje podane są zgodnie z wyżej wymienionym zaleceniem dotyczącym normalizacji międzystanowej RMG 29-99):

- wielkość wielkości fizycznej - pewność ilościowa wielkości fizycznej właściwej konkretnemu przedmiotowi materialnemu, systemowi, zjawisku lub procesowi;

- wartość wielkości fizycznej - wyrażenie wielkości wielkości fizycznej w postaci określonej liczby przyjętych dla niej jednostek;

- prawdziwa wartość wielkości fizycznej - wartość wielkości fizycznej, która idealnie charakteryzuje odpowiadającą jej wielkość fizyczną pod względem jakościowym i ilościowym (można ją skorelować z pojęciem prawdy absolutnej i uzyskać jedynie w wyniku niekończącego się procesu pomiarowego z nieustannym udoskonalaniem metod i przyrządów pomiarowych) ;

rzeczywista wartość wielkości fizycznej  wartość wielkości fizycznej uzyskana eksperymentalnie i na tyle bliska wartości prawdziwej, że można ją zamiast niej zastosować w zadanym zadaniu pomiarowym;

jednostka miary wielkości fizycznej  wielkość fizyczna o ustalonej wielkości, której warunkowo przypisuje się wartość liczbową równą 1 i służącą do kwantyfikacji jednorodnych z nią wielkości fizycznych;

układ wielkości fizycznych  zbiór wielkości fizycznych utworzony zgodnie z przyjętymi zasadami, gdy niektóre wielkości przyjmuje się jako niezależne, a inne wyznacza się jako funkcje tych wielkości niezależne ilości;

główny wielkość fizyczna – wielkość fizyczna wchodząca w skład układu wielkości i warunkowo uznawana za niezależną od innych wielkości tego układu.

pochodna wielkość fizyczna – wielkość fizyczna zawarta w systemie wielkości i wyznaczana poprzez wielkości podstawowe tego układu;

układ jednostek jednostek fizycznych - zbiór podstawowych i pochodnych jednostek wielkości fizycznych, utworzony zgodnie z zasadami dla danego układu wielkości fizycznych.