Definiția unei mărimi fizice

Clasificarea mărimilor fizice.

Clasificarea unităților de mărime fizică.

SECȚIUNEA 1. METROLOGIE. Tema 3

Subiectul 3. Mărimi fizice ca obiect de măsurare. Sistem SI (SI)

Întrebări de studiu:

1. Definirea unei marimi fizice.

2. Sistemul internațional de unități de mărimi fizice SI.

O mărime fizică (PV) este o proprietate a unui obiect fizic ͵ comună multor obiecte în termeni calitativi (acesta este un tip de mărime), dar individuală în termeni cantitativi (aceasta este dimensiunea unei cantități).

Sistemică- sunt incluse într-unul dintre sistemele acceptate (acestea sunt toate unități de bază, derivate, multiple și submultiple).

În afara sistemului- nu sunt incluse in niciunul dintre sistemele acceptate de unitati fotovoltaice (litru, mile marine, carate, cai putere).

Multiplu- ϶ᴛᴏ este o unitate PV, a cărei valoare este un număr întreg de ori mai mare decât o unitate de sistem sau non-sistem (de exemplu, o unitate de lungime 1 km = 103 m, adică un multiplu al unui metru) .

Dolnaya- ϶ᴛᴏ este o unitate de PV, a cărei valoare este de un număr întreg de ori mai mică decât o unitate de sistem sau non-sistem (de exemplu, o unitate de lungime 1 mm = 10-3 m, adică este o unul fracționar).

Mărimile de bază nu depind unele de altele și servesc drept bază pentru stabilirea relațiilor cu alte mărimi fizice, care se numesc derivate ale acestora. De exemplu, în formula lui Einstein E=mc2, masa este unitatea de bază ϶ᴛᴏ și energia este unitatea derivată ϶ᴛᴏ.

Setul de unități de bază și derivate este de obicei numit sistem de unități de mărimi fizice. În 1960 ᴦ. A fost adoptat Sistemul Internațional de Unități (Systeme International d "Unites), denumit SI. Acesta conține unitățile fizice de bază (metru, kilogram, secundă, amper, kelvin, mol, candela), suplimentare și derivate (radian, steradian) cantități.

În știință, tehnologie și viața de zi cu zi, o persoană se ocupă de diferite proprietăți ale obiectelor fizice din jurul nostru. Descrierea lor se face prin intermediul unor mărimi fizice.

O mărime fizică (PV) este o proprietate a unui obiect fizic ͵ comună multor obiecte în termeni calitativi (acesta este tipul mărimii - R), dar individuală în termeni cantitativi (aceasta este dimensiunea mărimii - 10 Ohm).

Pentru a putea stabili pentru fiecare obiect diferențe de conținut cantitativ al proprietății afișate de o mărime fizică, în metrologie se introduc conceptele de mărime și valoare a acesteia.

Mărimea PV este conținutul cantitativ dintr-un obiect dat al unei proprietăți corespunzătoare conceptului de PV - toate corpurile diferă în masă, ᴛ.ᴇ. în funcție de mărimea acestui PV.

Valoarea PV este o estimare a dimensiunii sale sub forma unui anumit număr de unități acceptate pentru aceasta. Se obține ca rezultat al măsurării sau calculării PV.

O unitate PV este un PV de dimensiune fixă ​​căruia i se atribuie în mod convențional o valoare numerică de 1.

Exemplu: PV - masa,

unitatea acestui PV este 1kᴦ.

valoare - masa obiectului = 5 kᴦ.

Clasificarea unităților fotovoltaice

1. sistemice și nesistemice

Sistemice - care sunt incluse într-unul dintre sistemele acceptate.

* acestea sunt toate unități de bază, derivate, multiple și submultiple.

Nesistemice - care nu sunt incluse în niciunul dintre sistemele acceptate de unități fotovoltaice:

litru (unitate de volum),

litru (unitate de volum), milă marine

carate (o unitate de masă în bijuterii),

carat (unitate de masă în bijuterii) cai putere (învechit

unitate de putere)

Definirea unei marimi fizice - concept si tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Determinarea unei mărimi fizice” 2014, 2015.

Cantitate fizica (PV) este o proprietate comună în calitate

nominal la multe obiecte fizice, dar cantitativ

relația este individuală pentru fiecare obiect fizic.

Măsurare - un set de operatii efectuate pentru a determina

împărțirea valorii cantitative a cantității .

Caracteristicile calitative ale valorilor măsurate . calitate-

o caracteristică caracteristică a mărimilor fizice este mărimea

ness. Este notat cu simbolul dim, care provine de la cuvânt

dimensiune, care, în funcție de context, poate fi tradusă

atât ca dimensiune, cât și ca dimensiune.

Cântare de măsurare. Scala de măsurare- este comandat

un set de valori ale unei mărimi fizice care servește

baza pentru măsurarea acestuia.

Clasificarea măsurătorilor

Măsurătorile pot fi clasificate în funcție de următoarele caracteristici

1. După metoda de obținere a informațiilor:

- Drept sunt măsurători în care valoarea dorită a fi-

valoarea zic se obține direct;

- indirect este o măsurătoare în care definiția este artificială

valoarea mea a unei marimi fizice se gaseste pe baza rezultatului

tat de măsurători directe ale altor mărimi fizice, funcționale

dar legat de valoarea dorită;

- cumulativ sunt măsurători simultane ale non-

câte cantități cu același nume pentru care valoarea dorită a

măștile se determină prin rezolvarea unui sistem de ecuații obținute

la măsurarea acestor cantități în diverse combinații;

- comun sunt măsurători simultane

două sau mai multe mărimi diferite pentru a determina

dependențe dintre ele.

2. După cantitatea de informații de măsurare:

De unică folosință;

Multiplu.

3. În raport cu unitățile principale:

Absolut;

Relativ.

4. După natura dependenței de timp a valorii măsurate

static;

dinamic.

5. În funcţie de natura fizică a mărimilor măsurate

măsurătorile sunt împărțite în tipuri:

Măsurarea mărimilor geometrice;

Măsurarea mărimilor mecanice;

Măsurarea parametrilor debitului, debitului, nivelului, volumului de

Măsurarea presiunii, măsurarea vidului;

Măsurarea compoziției fizice și chimice și a proprietăților substanțelor;

Măsurători termofizice și de temperatură;

Măsurarea timpului și a frecvenței;

Măsurarea mărimilor electrice și magnetice;

Măsurători radioelectronice;

Măsurarea cantităților acustice;

măsurători optico-fizice;

Măsurarea caracteristicilor radiațiilor ionizante și nucleare

constante.

Metode de măsurare

Metodă de măsurare este o tehnică sau un set de tehnici

compararea valorii măsurate cu unitatea sa în conformitate cu re-

principiul de măsurare alizat.

Principiul de măsurare este un fenomen sau efect fizic

măsurătorile de bază. De exemplu, fenomenul electric

rezonanța în circuitul oscilator stă la baza măsurării

frecventa semnalului electric prin metoda rezonantei.

Metodele de măsurare a unor mărimi fizice specifice sunt foarte

variat. LA plan general distinge metoda directă

estimări și o metodă de comparare cu o măsură.

Metoda de evaluare directă aceasta este valoarea

valoarea măsurată se determină direct din referință

aparat de măsură.

Metoda de comparare a măsurătorilor este că valoarea măsurată

se compară masca cu valoarea reprodusă de măsură.

Metoda de comparare cu o măsură are o serie de varietăți. eu asta-

metoda opozitiei, metoda zero, metoda substitutiei, diferential

metoda rațională, coincidențe.

Metoda contrastanta este că măsurată

valoarea si valoarea reproduse de masura, simultan

acționați pe dispozitivul de comparație, cu care puteți seta

există o relație între aceste cantități. De exemplu, schimbarea

cântărind pe o cântar cu greutăți, sau

măsurarea tensiunii continue pe compensator

cu un EMF cunoscut al unui element normal.

Metoda Zero este că efectul rezultat

impactul cantității și măsurării măsurate asupra do-

duce la zero. De exemplu, măsurători de rezistență electrică

pod cu echilibrarea sa deplină.

metoda de substitutie rezidă în faptul că valoarea măsurată

rangul este înlocuit cu o măsură cu o valoare cunoscută a mărimii. De exemplu,

cântărirea cu plasarea alternativă a masei și greutăților măsurate

pe aceeași scară pan (metoda lui Borda).

Metoda diferențială este că măsurată

valoarea este comparată cu o valoare omogenă, care are o cunoscută

valoare, ușor diferită de valoarea măsurată

cantități, și la care diferența dintre acestea două

cantități. De exemplu, măsurarea frecvenței cu o frecvență digitală

rom cu o purtătoare de frecvență heterodină.

Metoda de potrivire este că diferența dintre

valoarea măsurabilă și valoarea reprodusă de măsură,

ryayut folosind coincidența semnelor de scară sau a semnalelor periodice

bani lichizi. De exemplu, măsurarea vitezei cu un stroboscop.

Este necesar să se facă distincția între metoda de măsurare și tehnică

măsurători.

Tehnica de măsurare este un co-

un set de operațiuni și reguli în timpul măsurării, a căror implementare

oferă rezultate de măsurare garantate

precizie în conformitate cu metoda acceptată.

Instrumente de masura

instrument de masurare (SI) este un instrument tehnic utilizat

zable pentru măsurători și având metrologic normalizat

caracteristici.__

Măsura este un SI conceput pentru a se reproduce

cantitate fizică de o dimensiune dată. De exemplu, o greutate este o măsură

masa, un oscilator cu cuarț este o măsură a frecvenței, o riglă este o măsură a lungimii.

Măsuri cu mai multe valori:

Ajustabil fără probleme;

Seturi de măsură;

Stochează măsuri.

O măsură cu o singură valoare reproduce o cantitate fizică a unei singure valori

mărimea.

O măsură multivalorică reproduce o serie de valori ale acesteia

aceeași cantitate fizică.

Traductor de măsurare este un SI destinat

pentru a genera un semnal de informare de măsurare sub formă,

convenabil pentru transfer, transformare ulterioară, dar

nu sunt susceptibile de percepție directă de către operator.

Aparat de măsură este un SI conceput pentru

generarea unui semnal de informaţie de măsurare într-o formă convenabilă pentru

pentru percepţia operatorului. De exemplu, voltmetru, contor de frecvență,

osciloscop, etc.

Configurație de măsurare este un set de funcționale

dispozitive combinate SI și auxiliare, proiectate

pentru a măsura una sau mai multe mărimi fizice şi

situat într-un singur loc. De regulă, măsurarea

instalaţiile sunt utilizate pentru verificarea instrumentelor de măsură.

Sistem de măsurare - un set de funcționale

masuri combinate, instrumente de masura, masurare

convertoare, calculatoare și alte mijloace tehnice,

situate în puncte diferite ale obiectului controlat etc. Cu

scopul de a măsura una sau mai multe mărimi fizice,

caracteristică acestui obiect și generarea de semnale de măsurare

în lanțuri diferite. Diferă de configurația de măsurare prin aceea că

care generează informaţii de măsurare într-o formă convenabilă pentru

pentru procesare și transmisie automată.

INTRODUCERE

O mărime fizică este o caracteristică a uneia dintre proprietățile unui obiect fizic ( sistem fizic, fenomen sau proces), care este comun calitativ multor obiecte fizice, dar individual cantitativ pentru fiecare obiect.

Individualitatea este înțeleasă în sensul că valoarea unei cantități sau mărimea unei cantități poate fi pentru un obiect de un anumit număr de ori mai mare sau mai mică decât pentru altul.

Valoarea unei marimi fizice este o estimare a marimii acesteia sub forma unui anumit numar de unitati acceptate pentru ea sau a unui numar in functie de scara adoptata pentru aceasta. De exemplu, 120 mm este valoarea unei valori liniare; 75 kg este valoarea greutății corporale.

Există valori adevărate și reale ale unei mărimi fizice. O valoare adevărată este o valoare care reflectă în mod ideal o proprietate a unui obiect. Valoarea reală - valoarea unei mărimi fizice, găsită experimental, suficient de apropiată de valoarea adevărată care poate fi folosită în schimb.

Măsurarea unei mărimi fizice este un ansamblu de operații de utilizare a unui mijloc tehnic care stochează o unitate sau reproduce o scară a unei mărimi fizice, care constă în compararea (explicit sau implicit) a mărimii măsurate cu unitatea sau scara acesteia în ordine. pentru a obţine valoarea acestei cantităţi în forma cea mai convenabilă pentru utilizare.

Există trei tipuri de mărimi fizice, a căror măsurare se efectuează conform unor reguli fundamental diferite.

Primul tip de mărimi fizice include mărimi pe setul de dimensiuni ale cărora sunt definite doar relațiile de ordine și echivalență. Acestea sunt relații precum „mai blând”, „mai greu”, „mai cald”, „mai rece”, etc.

Cantitățile de acest fel includ, de exemplu, duritatea, definită ca abilitatea unui corp de a rezista pătrunderii altui corp în el; temperatura, ca gradul de căldură corporală etc.

Existența unor astfel de relații este stabilită teoretic sau experimental cu ajutorul unor mijloace speciale de comparație, precum și pe baza observațiilor rezultatelor impactului unei mărimi fizice asupra oricăror obiecte.

Pentru al doilea tip de mărimi fizice, relația de ordine și echivalență are loc atât între mărimi, cât și între diferențe în perechi de mărimi ale acestora.

Un exemplu tipic este scara intervalelor de timp. Deci, diferențele de intervale de timp sunt considerate egale dacă distanțele dintre mărcile corespunzătoare sunt egale.

Al treilea tip este cantitățile fizice aditive.

Mărimile fizice aditive se numesc mărimi, pe setul de mărimi ale cărora sunt definite nu numai relațiile de ordine și echivalență, ci și operațiile de adunare și scădere.

Astfel de cantități includ, de exemplu, lungimea, masa, puterea curentului etc. Ele pot fi măsurate în părți și, de asemenea, reproduse utilizând o măsură cu mai multe valori bazată pe însumarea măsurilor individuale.

Suma maselor a două corpuri este masa unui astfel de corp, care este echilibrată pe primele două cântare cu brațe egale.

Dimensiunile oricăror două PV omogene sau oricăror două dimensiuni ale aceluiași PV pot fi comparate între ele, adică să găsești de câte ori unul este mai mare (sau mai mic) decât celălalt. Pentru a compara m dimensiunile Q", Q", ... , Q (m) între ele, este necesar să se ia în considerare C m 2 din relația lor. Este mai ușor să comparăm fiecare dintre ele cu o dimensiune [Q] a unui PV omogen, dacă o luăm ca unitate a mărimii PV, (abreviată ca unitate PV). În urma unei astfel de comparații, obținem expresii pentru dimensiunile Q", Q", ... , Q (m) sub forma unor numere n", n", .. . ,n (m) unități PV: Q" = n" [Q]; Q" = n"[Q]; ...; Q(m) = n(m)[Q]. Dacă comparația este efectuată experimental, atunci sunt necesare doar m experimente (în loc de C m 2), iar compararea dimensiunilor Q", Q", ... , Q (m) între ele poate fi efectuată numai de către calcule ca

unde n (i) / n (j) sunt numere abstracte.

Egalitatea de tip

se numește ecuația de măsurare de bază, unde n [Q] este valoarea mărimii PV (abreviată ca valoarea PV). Valoarea PV este un număr numit, compus din valoarea numerică a mărimii PV (prescurtat ca valoarea numerică a PV) și numele unității PV. De exemplu, cu n = 3,8 și [Q] = 1 gram, dimensiunea masei Q = n [Q] = 3,8 grame, cu n = 0,7 și [Q] = 1 amper, dimensiunea puterii curentului Q = n [Q] = 0,7 amperi. De obicei, în loc de „dimensiunea masei este de 3,8 grame”, „dimensiunea curentului este de 0,7 amperi”, etc., ei spun și scriu mai pe scurt: „masa este de 3,8 grame”, „curentul este de 0,7 amperi”. " etc.

Dimensiunile PV sunt cel mai adesea găsite ca rezultat al măsurării lor. Măsurarea mărimii PV (prescurtat ca măsurarea PV) constă în faptul că prin experiență, folosind mijloace tehnice speciale, se constată valoarea PV și apropierea acestei valori de valoarea care reflectă în mod ideal dimensiunea acestui PV este estimată. Valoarea PV găsită în acest fel va fi numită nominală.

Aceeași dimensiune Q poate fi exprimată în valori diferite cu valori numerice diferite în funcție de alegerea unității PV (Q = 2 ore = 120 minute = 7200 secunde = = 1/12 dintr-o zi). Dacă luăm două unități diferite și , atunci putem scrie Q = n 1 și Q = n 2, de unde

n 1 / n 2 \u003d /,

adică, valorile numerice ale PV sunt invers proporționale cu unitățile sale.

Din faptul că dimensiunea PV nu depinde de unitatea aleasă, urmează condiția pentru neechivocitatea măsurătorilor, care constă în faptul că raportul dintre două valori ale unui anumit PV nu ar trebui să depindă de ce unități au fost utilizate la măsurare. De exemplu, raportul dintre vitezele unei mașini și ale unui tren nu depinde dacă aceste viteze sunt exprimate în kilometri pe oră sau în metri pe secundă. Această condiție, care la prima vedere pare incontestabilă, din păcate, nu poate fi încă îndeplinită la măsurarea unor PV-uri (duritate, fotosensibilitate etc.).

1. PARTEA TEORETICĂ

1.1 Conceptul de mărime fizică

Obiectele cu greutate ale lumii înconjurătoare se caracterizează prin proprietățile lor. proprietate - categorie filozofică, exprimând o astfel de latură a unui obiect (fenomen, proces), care determină diferența sau comunitatea acestuia cu alte obiecte (fenomene, procese) și se regăsește în relația sa cu acestea. Proprietatea este o categorie de calitate. Pentru o descriere cantitativă a diferitelor proprietăți ale proceselor și corpuri fizice este introdus conceptul de mărime. O valoare este o proprietate a ceva care poate fi distinsă de alte proprietăți și evaluată într-un fel sau altul, inclusiv cantitativ. Valoarea nu există de la sine, ea are loc numai în măsura în care există un obiect cu proprietăți exprimate prin această valoare.

O analiză a valorilor ne permite să le împărțim (Fig. 1) în două tipuri: valorile formă materială(real) și valori ale modelelor ideale ale realității (ideal), care sunt legate în principal de matematică și sunt o generalizare (model) a unor concepte reale specifice.

Mărimile reale, la rândul lor, sunt împărțite în fizice și non-fizice. O mărime fizică în cazul cel mai general poate fi definită ca o mărime inerentă obiectelor materiale (procese, fenomene) studiate în natură (fizică, chimie) și stiinte tehnice. Mărimile non-fizice ar trebui să includă cantități inerente științelor sociale (nefizice) - filozofie, sociologie, economie etc.

Orez. 1. Clasificarea cantităților.

Documentul RMG 29-99 interpretează o mărime fizică ca una dintre proprietățile unui obiect fizic, care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele. Individualitatea în termeni cantitativi este înțeleasă în sensul că o proprietate poate fi pentru un obiect de un anumit număr de ori mai mult sau mai puțin decât pentru altul.

Este oportun să se împartă mărimile fizice în mărimi măsurabile și estimate. FI măsurate pot fi exprimate cantitativ ca un anumit număr de unități de măsură stabilite. Posibilitatea de a introduce și de a utiliza astfel de unități este o trăsătură distinctivă importantă a PV măsurată. Mărimile fizice pentru care, dintr-un motiv sau altul, nu se poate introduce o unitate de măsură, pot fi doar estimate. Evaluarea este înțeleasă ca operația de atribuire a unui anumit număr unei valori date, efectuată după reguli stabilite. Evaluarea valorii se realizează cu ajutorul scalelor. O scară de mărime este un set ordonat de valori ale mărimii care servește drept bază inițială pentru măsurarea unei mărimi date.

Mărimile nefizice, pentru care o unitate de măsură nu poate fi introdusă în principiu, pot fi doar estimate. De remarcat faptul că estimarea mărimilor nefizice nu este inclusă în sarcinile de metrologie teoretică.

Pentru un studiu mai detaliat al PV, este necesar să se clasifice, să se identifice caracteristicile metrologice generale ale grupurilor lor individuale. Posibilele clasificări ale FI sunt prezentate în fig. 2.

În funcție de tipurile de fenomene, PV sunt împărțite în:

Adevărat, adică cantități care descriu proprietățile fizice și fizico-chimice ale substanțelor, materialelor și produselor din acestea. Acest grup include masa, densitatea, rezistență electrică, capacitate, inductanță etc. Uneori, aceste PV sunt numite pasive. Pentru măsurarea acestora este necesară utilizarea unei surse auxiliare de energie, cu ajutorul căreia se formează un semnal de informație de măsurare. În acest caz, PV pasive sunt convertite în cele active, care sunt măsurate;

Energia, adică cantități care descriu caracteristicile energetice ale proceselor de transformare, transmitere și utilizare a energiei. Acestea includ curent, tensiune, putere, energie. Aceste cantități sunt numite active.

Ele pot fi convertite în semnale de informare de măsurare fără utilizarea surselor auxiliare de energie;

Caracterizarea cursului proceselor în timp, Acest grup include alt fel caracteristici spectrale, funcții de corelare și alți parametri.

Prin apartenența la grupuri diferite procese fizice PV sunt împărțite în spațiu-timp, mecanice, electrice și magnetice, termice, acustice, luminoase, fizico-chimice, radiații ionizante, fizică atomică și nucleară.

Orez. 2. Clasificări ale mărimilor fizice

În funcție de gradul de independență condiționată față de alte valori ale acestui grup, toate PV-urile sunt împărțite în de bază (independenți condiționat), derivate (dependente condiționat) și suplimentare. În prezent, sistemul SI folosește șapte mărimi fizice alese ca principale: lungime, timp, masă, temperatură, forță curent electric, intensitatea luminii și cantitatea de materie. PV-urile suplimentare includ unghiuri plate și solide. În funcție de prezența dimensiunilor, PV-urile sunt împărțite în unele dimensionale, adică. dimensionate și adimensionale.

1.2 Sistem metric de măsuri

Lipsa justificărilor raționale pentru alegerea unităților fotovoltaice a dus la marea diversitate a acestora, nu numai în tari diferite dar chiar şi în zone diferite ale aceleiaşi ţări. Acest lucru a creat mari dificultăți, mai ales în relatii Internationale. A apărut sistemul metric de măsuri, adică. un set de unități fotovoltaice recomandate în locul celor utilizate anterior.

Au fost adoptate unități: lungime - metru (m), masă - kilogram (kg), volum - litru (l), timp - secundă (s).

Au fost introduși și multipli și submultipli zecimali ai unităților PV, adică unități PV care sunt de 10 ori mai mari și mai mici la puterea întregului, și s-au stabilit reguli simple pentru denumirea unităților multiple și submultiple de PV folosind prefixe: kilo, hecto, deca, deci , centi și milli [de exemplu, centimetru (cm), milimetru (mm), decalitru (dal) etc.]

Aceasta a dat unități sistem metric(unități metrice ale PV) un avantaj semnificativ față de altele care existau la acel moment. În plus, unitățile metrice ale PV au făcut posibilă nu folosirea numerelor denumite compozite (de exemplu, lungimea de 8 brațe 3 picioare 5 inci) și au facilitat foarte mult calculele.

1.3 Sisteme de unitati de marimi fizice

Construcția de unități și sisteme de unități. Anterior, unitățile diferitelor PV au fost stabilite, de regulă, independent unele de altele. Singurele excepții au fost unitățile de lungime, suprafață și volum. Principala caracteristică a unităților fotovoltaice moderne este că între ele se stabilesc dependențe. În același timp, mai multe unități de bază ale PV sunt alese în mod arbitrar, iar restul - unități derivate ale PV sunt obținute folosind dependențe (legi și definiții) care leagă diferite PV, de exemplu. definirea ecuaţiilor.

Mărimile fizice, ale căror unități sunt luate ca fiind principale, se numesc PV principal, iar unitățile ale căror unități sunt derivate, se numesc derivate ale PV.

Setul de unități de bază și derivate ale PV, care acoperă toate sau unele domenii ale fizicii, se numește sistemul de unități PV.

Să luăm în considerare exemple de stabilire a unităților derivate ale PV cu lungimea L, masa M și timpul T ales ca PV principal, i.e. cu unitățile de bază selectate de PV [L], [M] și [T].

Exemplul 1. Stabilirea unei unităţi de suprafaţă. Să alegem o figură geometrică simplă, de exemplu un cerc. Mărimea ariei s a cercului este proporțională cu a doua putere a mărimii diametrului său d: s = k S d 2 , unde k S este coeficientul de proporționalitate. Vom lua această ecuație ca fiind una determinantă. Punând dimensiunea diametrului cercului egală cu lungimea unității, adică d = [L], obținem [s] = k S [L] 2 . Alegerea coeficientului de proporționalitate k S este arbitrară. Fie k S = l, apoi [s] = [L] 2 , adică aria unui cerc cu un diametru egal cu o unitate de lungime este aleasă ca un suprafata unitatii. Dacă [L] = 1 m, atunci [s] = 1 m2. Aria unui cerc în acest caz trebuie calculată folosind formula s \u003d d 2, iar aria unui pătrat cu latura b - folosind formula s \u003d (4 / p) b 2.

De obicei, în loc de o astfel de unitate rotundă de suprafață, se folosește o unitate pătrată mai convenabilă, care este aria unui pătrat cu o latură egală cu o unitate de lungime.

Dacă s-ar adopta k S = p/4 la stabilirea unității rotunde de suprafață, atunci aceasta ar coincide cu unitatea pătrată obișnuită.

Exemplul 2. Stabilirea unitatii de viteza. Ca una determinantă, vom lua o ecuație care arată că dimensiunea vitezei și a mișcării uniforme este cu atât mai mare, cât marime mai mare l din distanța parcursă și cu cât timpul petrecut T pe această cale este mai mică:

unde k u - coeficient de proporţionalitate.

Presupunând l = [L], T = [T], obținem unitatea vitezei [u]=k u k u [L] [T] -1 . Dacă, din motive de comoditate, setăm k u = l, atunci unitatea de măsură a vitezei va fi [u] = [L] [T] -1 . Când [L] = 1 mi [T] = 1s conform ultimei formule [u] = 1 m/s.

Exemplul 3. Stabilirea unității de accelerație. Ca ecuație definitorie, luăm definiția accelerației ca derivată a vitezei în raport cu timpul: a = du/dT. Setând du = [u], dT = [T], obținem unitatea de accelerație: [a] = Când [L] \u003d 1 m și [T] \u003d 1s [a] \u003d 1 m / s 2.

Exemplul 4. Stabilirea unității de forță. Să alegem drept lege a gravitației universale care determină ecuația

f = unde m 1 si m 2 sunt dimensiunile maselor corpurilor;

r este mărimea distanței dintre centrele acestor mase;

k f - coeficient de proporţionalitate.

Presupunând m 1 \u003d m 2 [M], r \u003d [L], obținem unitatea de forță

sau când k f =1 [f] = [M] 2 [L] -2 . Cu [L] = 1 m și [M] = 1 kg conform ultimei formule [f] = 1 kg 2 /m 2.

Alegând f = k f ma ca ecuație definitorie a celei de-a doua legi a lui Newton, obținem, în mod similar cu cea anterioară, unitatea de forță sub forma [f] = k f [M] * [a] = k f [M] [L] [T] -2 sau sub forma [f] \u003d [M] [L] [T] -2. Cu [M] = 1 kg, [L] = 1 m și [T] = 1s conform ultimei formule [f] = 1 kg m/s 2 .

Ambele unități de forță primite sunt egale, dar a doua este larg răspândită, iar prima este rar folosită (în special în astronomie).

Din exemplele luate în considerare, se poate observa că la PV de bază aleasă - lungimea L, masa M și timpul T, unitatea derivată [x] a unor PV x se găsește prin unitățile [L], [M] și [T ] după formula:

[x] = k x [L] pL [M] pM [T] pT ,

unde k x este un factor de proporționalitate ales arbitrar;

p L , р М și р Т sunt numere pozitive sau negative.

Aceste numere arată cum se modifică unitatea derivată a PV odată cu modificarea celei principale. De exemplu, cu o modificare a unității de bază [L] de q ori, unitatea derivată [x] se va schimba de q pL ori. Deoarece k x nu afectează modificarea în [x], natura modificării unității [x] cu modificarea unităților [L], [M] și [T] este de obicei exprimată folosind formule de dimensiune în care k x \ u003d 1. În cazul în cauză formula dimensiunii este

dimx = L pL M pL T pT ,

unde partea dreaptă se numește dimensiunea unității fotovoltaice; partea din stânga este desemnarea acestei dimensiuni (dimensiune);

p L , р М și р Т – indicatori de dimensiune.

Din formula dimensiunii, se poate vedea în același mod cum se modifică dimensiunea derivatei PV odată cu o modificare a mărimii PV principal cu ecuația definitorie aleasă. Partea dreaptă a acestei formule se mai numește și dimensiunea PV.

Luați în considerare cazul general când există mai multe PV de bază A, B, C, D, ..., ale căror unități sunt [A], [B], [C], [D], ..... Apoi, evident, stabilirea unităților derivate ale PV x se va reduce la alegerea unei ecuații definitorii care leagă x cu alte PV (de bază și derivate), pentru a aduce această ecuație la forma:

x = k x A pA B pB C pC D pD …,

unde p A , p B , p C , p D , ... sunt indicatori dimensionali, iar la înlocuirea PV principal cu unitățile lor:

[x] = k x [A] pA [B] pB [C] pC [D] pD …

Formula dimensiunii în acest caz va arăta astfel:

dim x = A pA B pB C pC D pD …

Se știe că unitatea derivată a PV x are dimensiunea p A relativ la unitatea de bază a PV A, dimensiunea p B relativ la unitatea de bază a PV B etc. (sau că derivata PV are dimensiunea p A relativ la PV principal A, dimensiunea p B relativ la PV principal B etc.). Deci, luând în considerare dimensiunea vitezei (exemplul 2) LT -1 , sau L 1 M 0 T -1 , putem spune că viteza are o dimensiune de 1 în raport cu lungimea, o dimensiune nulă în raport cu masa și o dimensiunea -1 în raport cu timpul (o unitate de viteză are dimensiunea 1 în raport cu unitățile de lungime etc.).

Dacă r A = r B = r C = r D = … = 0, atunci derivata PV x se numește PV adimensional, iar unitatea sa [x] este unitatea adimensională a PV.

Un exemplu de derivată adimensională a unității PV este unitatea [φ] a unghiului plan φ – radian. Când se stabilește această unitate, se ia drept determinantă ecuația φ = = k φ (l/r), arătând că dimensiunea unghiului φ este cu atât mai mare, cu cât dimensiunea lungimii l este mai mare, arcul care se subtinde. acesta și cu cât dimensiunea lungimii r a razei acestui arc este mai mică. Ecuația acceptă k φ = 1, l = [L], r= [L]. Prin urmare, [φ] = = [L] 0 și dim φ = L 0 .

Dacă, la stabilirea unei unități derivate a PV în exprimarea ei prin unitățile de bază ale PV, se presupune k x = 1, atunci se numește o unitate derivată coerentă a PV. Sistemul de unități fotovoltaice, ale căror unități derivate sunt coerente, se numește sistem coerent de unități fotovoltaice.

Dimensiunile unităților derivate ale PV x, y și z sunt interconectate după cum urmează. Dacă z = k 1 xy, atunci

dimz - dimх * dimу. (1,2)

Dacă z = k 2 , atunci

dimz - dimх/dimу. (1,3)

Dacă z = k 3 x n , atunci

dimz - (dim x) n . (1,4)

Am folosit egalitățile (1.2) și (1.3) la stabilirea unităților de accelerație și forță, iar egalitatea (1.4) este o consecință a egalității (1.2).

Formulele de dimensiune pot fi scrise numai pentru astfel de PV, în măsura cărora este îndeplinită condiția măsurătorilor neechivoce. Dimensiunile diferitelor PV pot coincide (de exemplu, momentul forței și al muncii), iar dimensiunile aceluiași PV în sisteme diferite unitățile ax ale PV pot diferi (vezi exemplul 4, unde ecuații constitutive diferite ne-au condus la dimensiuni diferite ale unităților de forță și, în consecință, la dimensiuni diferite de forță). Prin urmare, dimensiunile nu oferă o imagine completă a PV. Cu toate acestea, discrepanța dintre dimensiunile părților din stânga și din dreapta oricărei formule sau ecuații indică eroarea acestei formule sau a acestei ecuații. În plus, conceptul de dimensiune facilitează rezolvarea multor probleme. Dacă se știe anterior care IF sunt implicate în procesul studiat, atunci este posibil să se stabilească natura relației dintre dimensiunile acestor IF utilizând analiza dimensiunilor. În acest caz, soluția problemei se dovedește adesea a fi mult mai simplă decât dacă ar fi efectuată în alte moduri.

Este important ca în formularea matematică fenomene fizice Simbolurile PV nu înseamnă PV în sine și nu dimensiunile lor, ci valorile PV, adică numere numite. De exemplu, în ecuația f = k f ma, care exprimă a doua lege a lui Newton, simbolurile m și a înseamnă nu PV-urile în sine (masă și accelerație) și nu dimensiunile masei și accelerației, care nu pot fi înmulțite între ele, ci valorile masei și ale accelerației, adică numere numite care reflectă dimensiunile masei și accelerației și pentru care operația de înmulțire are sens.

1.4 Sisteme de unitati

Primul sistem de unități fotovoltaice au fost în esență unitățile PV metrice menționate mai sus. Cu toate acestea, abia în 1832, K. Gauss a propus să continue să construiască sisteme de unități PV ca seturi de unități de bază și derivate. În sistemul pe care l-a construit, unitățile de bază ale PV erau milimetrul, miligramul și secunda.

Ulterior au aparut si alte sisteme de unitati fotovoltaice, bazate tot pe unitati fotovoltaice metrice, dar cu unitati de baza diferite. Cele mai faimoase dintre aceste sisteme sunt următoarele.

Sistemul CGS (1881). Unitățile de bază ale PV sunt centimetru, gram, secundă. Sistemul a devenit larg răspândit în fizică. Mai târziu, unele varietăți ale acestui sistem au fost create pentru fotovoltaice electrice și magnetice.

Sistemul MTS (1919). Unitățile principale de PV sunt metru, tonă (1000 kg), secundă. Acest sistem nu a primit o distribuție largă.

Sistemul ICSS ( sfârşitul XIX-leaîn). Unitățile de bază ale PV sunt metrul, kilogramul-forță și a doua. Acest sistem a devenit larg răspândit în tehnologie.

Sistemul MKSA (1901). Este uneori numit sistemul Georgie (după creatorul său). Unitățile de bază ale PV sunt metrul, kilogramul, secunda și amperul. Acest sistem este în prezent parte integrantăîn noul sistem internațional de unități

Toate unitățile de bază și derivate ale oricărui sistem de unități fotovoltaice sunt numite unități de sistem fotovoltaic (în raport cu acest sistem). Alături de unitățile sistemice, există și așa-numitele unități nesistemice, adică cele care nu sunt incluse în sistemul de unități de PV. Toate unitățile fotovoltaice nesistemice pot fi împărțite în două grupe: 1) nu sunt incluse în niciunul dintre sistemele cunoscute, de exemplu: o unitate de lungime - unitate x, o unitate de presiune - un milimetru de mercur, o unitate de energie - un electron volt; 2) fiind nesistemică doar în raport cu unele sisteme, de exemplu: o unitate de lungime - un centimetru - este nesistemică pentru toate sistemele, cu excepția CGS; unitate de masă - tonă - în afara sistemului pentru toate sistemele, cu excepția MTS; unitate de capacitate electrică - centimetru - off-system pentru toate sistemele, cu excepția CGSE.

Prezența diferitelor sisteme de unități fotovoltaice, precum și un numar mare unitățile PV din afara sistemului creează inconveniente asociate cu calculele necesare la trecerea de la o unitate de PV la alta. În legătură cu creșterea legăturilor științifice și tehnice între țări, a devenit necesară unificarea unităților fotovoltaice. Ca urmare, a fost creat un nou Sistem Internațional de Unități de PhV.

Sistemul internațional de unități. În 1960, a XI-a Conferință Generală pentru Greutăți și Măsuri sistem international unități de PV SI ·.

În URSS și în țările membre CMEA - SI este inclusă în standardul CMEA STSEV 1052 - 78 „Metrologie. Unități de mărimi fizice” Informațiile despre unitățile de bază ale PV SI sunt date în Tabel. unu.

Două unități, în esență derivate, ale PV SI: unitatea unui unghi plat - radian (desemnarea rusă rad, internațional - rad) și unitatea unghiului solid - steradian (desemnarea rusă cf, internațional - sr) - nu sunt considerate oficial derivate și se numesc unități suplimentare ale PV SI . Motivul izolării lor este că ele sunt stabilite conform ecuațiilor definitorii j = l/r și y = S/R 2 , unde j este un unghi plat al cărui vârf coincide cu centrul unui arc de lungime l și raza r; y - unghi solid, al cărui vârf coincide cu centrul sferei cu raza R și care decupează zona S de pe suprafața sferei.

[j]=0 și [y]=

sunt adimensionale și, prin urmare, nu depind de alegerea unităților de bază ale sistemului fotovoltaic.

Unitățile derivate ale PV SI sunt formate din unități coerente de bază și suplimentare ale PV conform regulilor de formare.

Unități de bază ale mărimilor fizice SI Tabel 1.

De exemplu: accelerație unghiulară - radian pe secundă pătrat (rad / s 2), tensiune camp magnetic- amperi pe metru (A/m), luminozitate - candela pe metru pătrat (cd/m 2).

Unitățile FI SI, care au denumiri speciale, sunt date în tabel. 2.

Sistemul internațional are următoarele avantaje față de alte sisteme de unități fotovoltaice: este universal, adică acoperă toate domeniile fizicii; coerent; unitățile sale fotovoltaice sunt practic convenabile în majoritatea cazurilor și au fost utilizate pe scară largă anterior.

Unități permise pentru utilizare în țările CMEA. Avantajele de mai sus ale SI în ansamblu nu ne permit încă să afirmăm că unitățile sale de PV sunt în toate cazurile mai acceptabile decât oricare altele. De exemplu, pentru măsurarea unor perioade lungi de timp, luna și secolul pot fi unități mai convenabile decât al doilea; pentru măsurarea distanțelor mari, un an lumină și un parsec pot fi unități mai convenabile decât un metru etc.

Unităţi derivate ale mărimilor fizice SI cu denumiri speciale. Masa 2.

2. PARTEA DE CALCUL

O sarcină. Cu un voltmetru de clasa de precizie 4, U n = 150V s-a obtinut rezultatul observatiei X = 100V. Determinați intervalul în care se află valoarea adevărată, erorile relative și absolute.

Soluţie. k =

Eroare relativă:

Valoarea adevărată: X și = (100 ± 6) V.

Toată activitatea umană tehnologică este asociată cu măsurarea diferitelor cantități fizice.

Un set de mărimi fizice este un anumit sistem în care mărimile individuale sunt interconectate printr-un sistem de ecuații.

Fiecare mărime fizică trebuie să aibă o unitate de măsură. O analiză a relației dintre mărimile fizice arată că independent unele de altele se pot stabili unități de măsură doar pentru câteva mărimi fizice, iar restul să fie exprimat prin ele. Numărul de cantități stabilite independent este egal cu diferența dintre numărul de cantități incluse în sistem și numărul de ecuații independente de legătură dintre cantități.

De exemplu, dacă viteza unui corp este determinată de formula v=L/t, atunci doar două mărimi pot fi stabilite independent, iar a treia poate fi exprimată prin ele.

Mărimile fizice, ale căror unități sunt stabilite independent de altele, se numesc mărimi de bază, iar unitățile lor sunt numite unități de bază.

Dimensiunea unei marimi fizice este o expresie sub forma unui monom de putere, compusa din produsele simbolurilor principalelor marimi fizice in diverse grade si reflectand relatia acestei marimi cu marimile fizice acceptate in acest sistem de marimi ca cele principale si cu un coeficient de proportionalitate egal cu unu.

Gradele de simboluri ale mărimilor de bază incluse în monom pot fi întregi, fracționale, pozitive și negative. În conformitate cu standardul internațional ISO 31/0, dimensiunea cantităților trebuie indicată prin semnul dim. În sistemul LMT, dimensiunea lui X va fi:

dimX = L l M m T t ,

unde L.M.T - simboluri ale cantităților luate ca fiind principale (respectiv, lungime, masă, timp);

l, m, t - numere reale întregi sau fracționale, pozitive sau negative, care sunt indicatori de dimensiune.

Dimensiunea unei marimi fizice este mai mult de caracteristici generale decât ecuația care determină cantitatea, deoarece aceeași dimensiune poate fi inerentă cantităților care au o latură calitativă diferită.

De exemplu, munca unei forțe F este definită de ecuația A = Fl; energie kinetică corp în mișcare - prin ecuația E k =mv 2 /2, iar dimensiunile ambelor sunt aceleași.

Înmulțirea, împărțirea, exponențiarea și extragerea rădăcinii pot fi efectuate pe dimensiuni.

Un indicator al dimensiunii unei mărimi fizice este un indicator al gradului în care este ridicată dimensiunea mărimii fizice principale, care este inclusă în dimensiunea derivatei mărimii fizice.

Dimensiunile sunt utilizate pe scară largă în formarea unităților derivate și verificarea omogenității ecuațiilor. Dacă toți exponenții gradului de dimensiune sunt egali cu zero, atunci o astfel de mărime fizică se numește adimensională. Toate valori relative(raportul cantităților similare) sunt adimensionale.

Fizic - cantitate (PV) - o proprietate care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice (stările și procesele lor care au loc în ele), dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele.

Calitativ proprietăți generale caracterizează genul PV. Calitativ comune pot fi, de asemenea, diferite ca nume (opuse) PV: fie lungime, lățime, înălțime, adâncime, distanță sau forta electromotoare, tensiune electrică, potential electric, sau muncă, energie, cantitate de căldură. Se spune că astfel de PV sunt de același gen sau omogene. Mărimile fizice care nu sunt omogene sunt numite eterogene sau neomogene.

Cantitativ, o proprietate individuală este caracterizată de mărimea PV. De exemplu, viteza, temperatura, vâscozitatea sunt proprietăți inerente unei varietăți mari de obiecte, dar unele obiecte au mai mult din această proprietate, altele au mai puțin. În consecință, dimensiunile vitezei, temperaturii, vâscozității pentru unele obiecte fizice sunt mai mari decât pentru altele.

BIBLIOGRAFIE

1. Kuznetsov V.A., Yalunina G.V. Bazele metrologiei. Tutorial. – M.: Ed. Standarde, 1995. - 280 p.

2. Pronenko V.I., Yakirin R.V. Metrologia în industrie. - Kiev: Tehnica, 1979. - 223 p.

3. Laktionov B.I., Radkevici Ya.M. Metrologie și interschimbabilitate. - M.: Editura Universității de Stat de Mine din Moscova, 1995. - 216 p.

Ar fi mai corect să spunem „unitate adimensională a PV”, deoarece dimensiunea este egală cu zero și nu dimensiunea. Cu toate acestea, termenul „unitate fotovoltaică fără dimensiuni” este utilizat pe scară largă. Același lucru este valabil și pentru termenul „PV fără dimensiuni”.

GSSE este una dintre varietățile sistemului GSES.

SI înseamnă Systeme International. În loc de SI, puteți scrie SI (Sistem Internațional).

2.2 Unităţi de mărimi fizice

2.3. Sistem fotovoltaic internațional (SI)

2.4. Cantitățile fizice ale proceselor tehnologice de producție a alimentelor

2.1 Mărimi și scale fizice

Cantitate fizica(PV) este una dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice (sisteme fizice, stările și procesele lor care au loc în ele), dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele. Individul în termeni cantitativi trebuie înțeles în așa fel încât aceeași proprietate pentru un obiect poate fi de un anumit număr de ori mai mare sau mai mică decât pentru altul.

De obicei, termenul „cantitate fizică” se aplică proprietăților sau caracteristicilor care pot fi cuantificate. Mărimile fizice includ masa, lungimea, timpul, presiunea, temperatura etc.

Este recomandabil să împărțiți mărimile fizice în măsurabile și apreciate. FI măsurate pot fi exprimate cantitativ ca un anumit număr de unități de măsură stabilite. Posibilitatea introducerii și utilizării acestuia din urmă este o trăsătură distinctivă importantă a PV măsurată. Cu toate acestea, există proprietăți precum gustul, mirosul etc., pentru care nu se pot introduce unități. Astfel de cantități pot fi estimate, de exemplu, folosind scale de magnitudine– o succesiune ordonată a valorilor sale, adoptată de comun acord pe baza rezultatelor măsurătorilor precise.

După tipul de eveniment FV se împarte în:

- real, adică descrierea proprietăților fizice și fizico-chimice ale substanțelor, materialelor și produselor din acestea. Acest grup include masa, densitatea, suprafața specifică etc.

energie, adică cantități care descriu caracteristicile energetice ale proceselor de transformare, transmitere și utilizare a energiei. Acestea includ, de exemplu, curent, tensiune, putere. Acestea sunt marimi active care pot fi convertite in semnale informative de masurare fara utilizarea surselor auxiliare de energie;

- caracterizarea cursului proceselor temporale. Acest grup include diferite tipuri de caracteristici spectrale, funcții de corelare etc.

De aparţinând unor grupe diferite de procese fizice PV sunt împărțite în spațiu-timp, mecanice, termice, electrice și magnetice, acustice, luminoase, fizico-chimice, radiații ionizante, fizică atomică și nucleară.

De gradul de independență condiționată față de alte valori ale acestui grup PV sunt împărțite în de bază (condițional independente), derivate (condițional dependente) și suplimentare. Mărimea fizică de bază este o mărime fizică inclusă în sistemul de mărimi și acceptată condiționat ca independentă de alte mărimi ale acestui sistem. În primul rând, s-au ales ca principale cantități care caracterizează principalele proprietăți ale lumii materiale: lungimea, masa, timpul. Cele patru mărimi fizice de bază rămase sunt alese astfel încât fiecare dintre ele să reprezinte una dintre secțiunile fizicii: puterea curentului, temperatura termodinamică, cantitatea de materie, intensitatea luminii. Fiecărei mărimi fizice de bază a sistemului de mărimi i se atribuie un simbol sub forma unei litere mici din alfabetul latin sau grecesc: lungime - L, masă - M, timp - T, curent electric - I, temperatură - O, cantitate de substanță - N, intensitatea luminii - J. Aceste simboluri sunt incluse în denumirea sistemului de mărimi fizice.

Mărimea fizică derivată este o mărime fizică inclusă în sistemul de mărimi și determinată prin mărimile de bază ale acestui sistem. De exemplu, o mărime fizică derivată este densitatea, care este determinată prin masa și volumul unui corp.

Mărimile fizice suplimentare includ unghiuri plate și solide.

Se numește setul de PV de bază și derivate, format în conformitate cu principiile acceptate sistem de mărimi fizice.

De dimensiune PV sunt împărțite în dimensionale, adică dimensionate și adimensionale.

În cazurile în care este necesar să se sublinieze că se înțelege conținutul cantitativ al unei mărimi fizice dintr-un obiect dat, ar trebui utilizat conceptul de p. Dimensiunea PV(dimensiunea cantității) - certitudinea cantitativă a PV inerentă unui anumit obiect material, sistem, fenomen, proces.

Valoarea PV(Q) este o expresie a mărimii unei mărimi fizice sub forma unui anumit număr de unități acceptate pentru aceasta. Valoarea unei marimi fizice se obtine ca rezultat al masurarii sau calculului, de exemplu, 12 kg este valoarea greutatii corporale.

Valoarea numerică a FV (q) - un număr abstract inclus în valoarea cantității

Ecuația

se numește ecuația de măsură de bază.

Există o diferență fundamentală între dimensiune și valoare. Mărimea unei cantități nu depinde dacă o știm sau nu. Putem exprima dimensiunea folosind oricare dintre unitățile unei cantități date și o valoare numerică (cu excepția unității de masă - kg, puteți folosi, de exemplu, g). Dimensiunile diferitelor unități de aceeași valoare sunt diferite.

Relația dintre mărimile de bază și derivate ale sistemului este exprimată folosind ecuații dimensionale.

Dimensiunea unei marimi fizice(dimQ) este o expresie sub forma unui monom de putere, care reflectă relația unei mărimi cu unitățile de bază ale sistemului și în care coeficientul de proporționalitate se ia egal cu unu. Dimensiunea unei mărimi este produsul mărimilor fizice de bază ridicate la puterile corespunzătoare

dimQ = L α M β N γ I η , (2.2)

unde L, M, N, I sunt simbolurile principalelor PV, iar α, β, γ, η sunt numere reale.

Indicator de dimensiune al unei marimi fizice este un indicator al gradului în care se ridică dimensiunea mărimii fizice de bază, care este inclusă în dimensiunea mărimii fizice derivate. Indicatorii de dimensiune pot lua diferite valori: întregi sau fracționale, pozitive sau negative.

Conceptul de „dimensiune” se extinde atât la mărimile fizice de bază, cât și la cele derivate. Dimensiunea mărimii principale în raport cu ea însăși este egală cu una și nu depinde de alte mărimi, adică formula pentru dimensiunea mărimii principale coincide cu simbolul său, de exemplu: dimensiunea lungimii este L, dimensiunea masa este M etc.

Pentru a găsi dimensiunea derivatei unei mărimi fizice într-un anumit sistem de mărimi, ar trebui să înlocuiți dimensiunea acestora în loc de denumirea de mărimi în partea dreaptă a ecuației definitorii a acestei mărimi. Deci, de exemplu, înlocuind dimensiunea lungimii L în loc de dl în ecuația guvernantă a vitezei uniforme de mișcare V = l/t și dimensiunea timpului T în loc de dt, obținem - dim Q = L/T = LT - 1 .

Următoarele operații pot fi efectuate pe dimensiuni: înmulțire, împărțire, exponențiere și extragerea rădăcinilor.

Mărimea fizică dimensională- o mărime fizică în dimensiunea căreia cel puțin una dintre mărimile fizice de bază este ridicată la o putere care nu este egală cu zero. Dacă toți exponenții gradului de dimensiune a cantităților sunt egali cu zero, atunci o astfel de mărime fizică se numește fără dimensiuni. Toate mărimile relative sunt adimensionale, adică raportul dintre aceleași mărimi. De exemplu, densitatea relativă r este o mărime adimensională. Într-adevăr, r = L -3 M/L -3 M=L 0 M 0 = 1.

Valoarea unei marimi fizice poate fi adevărat, real și măsurat. Valoarea PV adevărată(valoarea adevărată a unei cantități) - valoarea unei mărimi fizice, care în termeni calitativi și cantitativi ar reflecta în mod ideal proprietatea corespunzătoare a obiectului. Valoarea adevărată a unei anumite cantități există, este constantă și poate fi corelată cu conceptul de adevăr absolut. Poate fi obținut doar ca urmare a unui proces nesfârșit de măsurători cu îmbunătățiri nesfârșite a metodelor și instrumentelor de măsurare. Pentru fiecare nivel de dezvoltare a tehnologiei de măsurare, nu putem decât să știm valoarea reală a unei mărimi fizice- valoarea unei mărimi fizice găsită experimental și atât de apropiată de valoarea adevărată încât o poate înlocui pentru sarcina de măsurare stabilită. Valoarea măsurată a unei mărimi fizice- valoarea unei marimi fizice obtinuta folosind o tehnica specifica.

În practică, este necesar să se măsoare diferite mărimi fizice. Diverse manifestări (cantitative sau calitative) ale oricărei proprietăți formează mulțimi, a căror mapare a elementelor pe un set ordonat de numere sau, într-un caz mai general, semnele convenționale formează o scară pentru măsurarea acestor proprietăți.

Scara unei marimi fizice este un set ordonat de valori PV, care servește ca bază inițială pentru măsurarea unei cantități date. În conformitate cu structura logică a manifestării proprietăților, se disting cinci tipuri principale de scale de măsurare: nume, ordine, intervale condiționate, relații.

Scala de nume (scala de clasificare). Astfel de scale sunt folosite pentru clasificarea obiectelor empirice, ale căror proprietăți se manifestă numai în raport cu echivalența, aceste proprietăți nu pot fi considerate mărimi fizice, prin urmare scalele de acest tip nu sunt scale PV. Acesta este cel mai simplu tip de scară, bazat pe atribuirea numerelor proprietăților calitative ale obiectelor, jucând rolul numelor. În scalele de numire, în care atribuirea proprietății reflectate la una sau la alta clasă de echivalență se realizează cu ajutorul simțurilor umane, acesta este rezultatul cel mai adecvat ales de majoritatea experților. În acest caz, alegerea corectă a claselor de scară echivalentă este de mare importanță - acestea trebuie să fie distinse de observatori, experți care evaluează această proprietate. Numerotarea obiectelor în funcție de scara numelor se realizează după principiul: „nu atribuiți același număr unor obiecte diferite”. Numerele atribuite obiectelor pot fi folosite doar pentru a determina probabilitatea sau frecvența de apariție a unui obiect dat, dar nu pot fi folosite pentru însumare sau alte operații matematice. Deoarece aceste scale sunt caracterizate doar prin relații de echivalență, ele nu conțin conceptele de zero, „mai mult sau mai puțin” și unități de măsură.Un exemplu de scale de denumire sunt atlasele de culori larg răspândite, concepute pentru a identifica culorile.

Dacă proprietatea unui obiect empiric dat se manifestă în termeni de echivalență și ordine în manifestarea cantitativă ascendentă sau descendentă a proprietății, atunci un scara de ordine (rangurile). Este monoton în creștere sau scădere și vă permite să setați raportul mai mult/mai puțin între cantitățile care caracterizează proprietatea specificată. În scalele de ordine, zero există sau nu există, dar în principiu este imposibil să se introducă unități de măsură, deoarece pentru acestea nu s-a stabilit o relație de proporționalitate și, în consecință, nu se poate judeca de câte ori mai mult sau mai puțin specific manifestări ale unei proprietăţi sunt.

În cazurile în care nivelul de cunoaștere a fenomenului nu permite stabilirea cu acuratețe a relației care există între valorile acestei caracteristici sau utilizarea scalei este convenabilă și suficientă pentru practică, utilizați scară condiționată (empiric) conformrând. Aceasta este scara PV, ale cărei valori inițiale sunt exprimate în unități arbitrare, de exemplu, scara de vâscozitate Engler, scara Beaufort în 12 puncte pentru măsurarea puterii vântului mării.

Scale de intervale (scara de diferență reprezintă o dezvoltare ulterioară a scalelor de ordine și sunt aplicate obiectelor ale căror proprietăți satisfac relațiile de echivalență, ordine și aditivitate. Scala de interval constă din intervale identice, are o unitate de măsură și un început ales arbitrar - un punct zero. Aceste scale includ cronologia după diverse calendare, în care este luată ca punct de plecare fie crearea lumii, fie Nașterea lui Hristos etc. Scalele de temperatură Celsius, Fahrenheit și Réaumur sunt, de asemenea, scale de intervale.

Scala de relații descrieți proprietățile obiectelor empirice care satisfac relațiile de echivalență, ordine și aditivitate (scalele de al doilea fel sunt aditive), iar în unele cazuri proporționalitatea (scalele de primul fel sunt proporționale). Exemplele lor sunt scara de masă (de al doilea fel), temperatura termodinamică (de primul fel).

În scalele de relație, există un criteriu natural neambiguu pentru manifestarea cantitativă zero a unei proprietăți și a unei unități de măsură. Din punct de vedere formal, scara rapoartelor este o scară a intervalelor cu un punct de referință natural. Toate operațiile aritmetice sunt aplicabile valorilor obținute pe această scară, ceea ce este important atunci când se măsoară EF. De exemplu, scara cântarului, începând de la marcajul zero, poate fi gradată în diferite moduri, în funcție de precizia de cântărire necesară.

Scale absolute. Scalele absolute sunt înțelese ca scale care au toate caracteristicile scalelor de raport, dar în plus au o definiție naturală fără ambiguitate a unității de măsură și nu depind de sistemul acceptat de unități de măsură. Astfel de scale corespund unor valori relative: câștig, atenuare etc. Pentru formarea multor unități derivate în sistemul SI se folosesc unități adimensionale și de numărare ale scalelor absolute.

Rețineți că sunt numite scalele de nume și ordine numetric (conceptual),și scalele de intervale și rapoarte - metric (material). Scalele absolute și metrice sunt clasificate ca liniare. Implementarea practică a scalelor de măsurare se realizează prin standardizarea atât a scalelor, cât și a unităților de măsură în sine, cât și, dacă este necesar, a metodelor și condițiilor pentru reproducerea lor fără ambiguități.