Fiziksel bir miktarın tanımı

Fiziksel büyüklüklerin sınıflandırılması.

Fiziksel büyüklük birimlerinin sınıflandırılması.

BÖLÜM 1. METROLOJİ. Tema 3

Konu 3. Fiziksel özellikler bir ölçüm nesnesi olarak. SI sistemi (SI)

Çalışma soruları:

1. Fiziksel bir miktarın tanımı.

2. Uluslararası fiziksel büyüklük birimleri sistemi SI.

Fiziksel nicelik (PV), fiziksel bir nesnenin ͵ niteliksel olarak birçok nesnede ortak olan (bu bir nicelik türüdür), ancak nicel olarak bireysel (bu bir niceliğin boyutudur) bir özelliğidir.

sistemik- kabul edilen sistemlerden birine dahil edilmiştir (bunların hepsi temel, türev, çoklu ve alt çoklu birimlerdir).

sistem dışı- kabul edilen PV birimleri sistemlerinin hiçbirine dahil değildir (litre, deniz mili, karat, beygir gücü).

çoklu- ϶ᴛᴏ, değeri bir sistem veya sistem dışı birimden kat kat daha büyük olan bir PV birimidir (örneğin, 1 km = 103 m uzunluğunda bir birim, yani bir metrenin katı) .

Dolnaya- ϶ᴛᴏ, değeri bir sistem veya sistem dışı birimden birkaç kez daha küçük olan bir PV birimidir (örneğin, 1 mm = 10-3 m uzunluğunda bir birim, yani kesirli).

Temel nicelikler birbirine bağlı değildir ve türevleri olarak adlandırılan diğer fiziksel niceliklerle ilişkilerin kurulmasına temel teşkil eder. Örneğin, Einstein'ın E=mc2 formülünde kütle ϶ᴛᴏ temel birimdir ve enerji ϶ᴛᴏ türetilmiş birimdir.

Temel ve türetilmiş birimler kümesine genellikle fiziksel niceliklerin birimleri sistemi denir. 1960 yılında ᴦ. SI olarak adlandırılan Uluslararası Birimler Sistemi (Systeme International d "Unites) kabul edildi. Temel (metre, kilogram, saniye, amper, kelvin, mol, kandela), ek ve türev (radyan, steradian) fiziksel birimleri içerir. miktarları.

Bilimde, teknolojide ve günlük yaşamda insan, etrafımızdaki fiziksel nesnelerin çeşitli özellikleriyle ilgilenir. Açıklamaları fiziksel nicelikler aracılığıyla yapılır.

Fiziksel bir nicelik (PV), niteliksel olarak birçok nesnede ortak olan bir fiziksel nesnenin ͵ bir özelliğidir (bu, nicelik türüdür - R), ancak nicel olarak bireyseldir (bu, niceliğin boyutudur - 10 Ohm).

Fiziksel bir nicelik tarafından gösterilen özelliğin nicel içeriğinde her nesne için farklılıklar oluşturabilmek için, büyüklüğü ve değeri kavramları metrolojide tanıtılmaktadır.

PV'nin boyutu, PV kavramına karşılık gelen bir özelliğin belirli bir nesnesindeki nicel içeriktir - tüm cisimlerin kütlesi farklıdır, ᴛ.ᴇ. bu PV'nin boyutuna göre.

PV değeri, kendisi için kabul edilen belirli sayıda birim biçiminde boyutunun bir tahminidir. PV'nin ölçülmesi veya hesaplanması sonucu elde edilir.

Bir PV birimi, geleneksel olarak sayısal bir değere 1 atanan sabit boyutlu bir PV'dir.

Örnek: PV - kütle,

bu PV'nin birimi 1kᴦ'dir.

değer - nesnenin kütlesi = 5 kᴦ.

PV ünitelerinin sınıflandırılması

1. sistemik ve sistemik olmayan

Sistemik - kabul edilen sistemlerden birine dahil olan.

* Bunların hepsi temel, türev, çoklu ve çoklu alt birimlerdir.

Sistemik olmayan - kabul edilen PV ünite sistemlerinin hiçbirine dahil olmayanlar:

litre (hacim birimi),

litre (hacim birimi), deniz mili

karat (mücevherde kütle birimi),

karat (mücevherde kütle birimi) beygir gücü (eski

güç birimi)

Fiziksel bir niceliğin tanımı - kavram ve türleri. "Fiziksel bir miktarın belirlenmesi" kategorisinin sınıflandırılması ve özellikleri 2014, 2015.

Fiziksel miktar (PV) kalite açısından yaygın olan bir özelliktir.

nominal olarak birçok fiziksel nesneye, ancak nicel olarak

ilişki her fiziksel nesne için bireyseldir.

Ölçüm - belirlemek için gerçekleştirilen bir dizi işlem

miktarın nicel değerinin bölünmesi.

Ölçülen değerlerin kalitatif özellikleri . kalite-

fiziksel niceliklerin karakteristik bir özelliği büyüklüktür

ns. Kelimeden gelen dim sembolü ile gösterilir.

bağlama bağlı olarak çevrilebilen boyut

hem boyut hem de boyut olarak.

Ölçme terazileri. Ölçü birimi- sipariş edildi

hizmet eden fiziksel bir miktarın bir dizi değeri

ölçümü için temel oluşturur.

Ölçüm sınıflandırması

Ölçümler aşağıdaki özelliklere göre sınıflandırılabilir

1. Bilgi edinme yöntemine göre:

- dümdüz istenen fi değerinin olduğu ölçümlerdir.

zic değeri doğrudan elde edilir;

- dolaylı tanımın yapay olduğu bir ölçümdür

fiziksel bir niceliğin değerim sonuca göre bulunur

diğer fiziksel niceliklerin doğrudan ölçümlerinin tat, işlevsel

ancak istenen değerle ilgili;

- Kümülatif olmayan eş zamanlı ölçümlerdir.

istenen ve- değeri için aynı isimde kaç miktar

maskeler, elde edilen bir denklem sistemi çözülerek belirlenir

bu miktarları çeşitli kombinasyonlarda ölçerken;

- bağlantı eşzamanlı ölçümler

belirlemek için iki veya daha fazla farklı miktar

Aralarındaki bağımlılıklar.

2. Ölçüm bilgisi miktarına göre:

Tek kullanımlık;

Çoklu.

3. Ana birimlerle ilgili olarak:

Mutlak;

Akraba.

4. Ölçülen değerin zamana bağımlılığının doğası gereği

statik;

dinamik.

5. Ölçülen büyüklüklerin fiziksel doğasına bağlı olarak

ölçümler türlere ayrılır:

Geometrik büyüklüklerin ölçümü;

Mekanik büyüklüklerin ölçümü;

Akış parametrelerinin ölçümü, akış hızı, seviyesi, hacmi

Basınç ölçümü, vakum ölçümleri;

Maddelerin fiziksel ve kimyasal bileşiminin ve özelliklerinin ölçülmesi;

Termofizik ve sıcaklık ölçümleri;

Zaman ve frekans ölçümü;

Elektriksel ve manyetik büyüklüklerin ölçümü;

Radyoelektronik ölçümler;

Akustik büyüklüklerin ölçümü;

Optik-fiziksel ölçümler;

İyonlaştırıcı radyasyon ve nükleer özelliklerin ölçülmesi

sabitler.

Ölçüm yöntemleri

Ölçüm metodu bir teknik veya teknikler dizisidir

Ölçülen değerin birimi ile re- uygun olarak karşılaştırılması

Özelleştirilmiş ölçüm prensibi.

Ölçüm prensibi fiziksel bir fenomen veya etkidir

temel ölçümler. Örneğin, elektrik fenomeni

salınım devresindeki rezonans, ölçümün temelidir

rezonans yöntemiyle elektrik sinyalinin frekansı.

Belirli fiziksel nicelikleri ölçmek için yöntemler çok

çeşitli. AT Genel Plan doğrudan yöntemi ayırt

tahminler ve bir ölçü ile karşılaştırma yöntemi.

Doğrudan değerlendirme yöntemi değer bu mu

ölçülen değer doğrudan referanstan belirlenir

ölçü aleti cihazı.

Ölçüm karşılaştırma yöntemi ölçülen değer bu mu

maske, ölçü tarafından üretilen değerle karşılaştırılır.

Bir ölçü ile karşılaştırma yönteminin birkaç çeşidi vardır. Bu benim-

karşıtlık yöntemi, sıfır yöntemi, ikame yöntemi, diferansiyel

rasyonel yöntem, tesadüfler.

Kontrast yöntemi ölçülen bu mu

ölçüm tarafından üretilen değer ve değer, aynı anda

ayarlayabileceğiniz karşılaştırma cihazında hareket edin

bu miktarlar arasında bir ilişki vardır. Örneğin, değiştir

ağırlıkları olan bir terazi üzerinde tartmak veya

kompansatördeki DC voltajının ölçümü

normal bir elementin bilinen bir EMF'si ile.

Sıfır yöntemi sonuçtaki etki bu mu

ölçülen nicelik ve ölçünün karşılaştırıcı üzerindeki etkisi

sıfıra yol açar. Örneğin, elektriksel direnç ölçümleri

tam dengesi ile köprü.

ikame yöntemi ölçülen değerin olması gerçeğinde yatmaktadır.

sıra, miktarın bilinen bir değerine sahip bir ölçü ile değiştirilir. Örneğin,

ölçülen kütle ve ağırlıkların alternatif yerleşimi ile tartma

aynı terazide (Borda'nın yöntemi).

Diferansiyel Yöntem ölçülen bu mu

değeri, bilinen bir homojen değer ile karşılaştırılır.

değer, ölçülen değerden biraz farklı

miktarları ve bu ikisi arasındaki farkın

miktarları. Örneğin, frekansı dijital bir frekansla ölçmek

heterodin frekans taşıyıcılı rom.

Eşleştirme yöntemi aradaki fark bu mu

ölçülebilir değer ve ölçü ile üretilen değer,

ölçek işaretlerinin veya periyodik sinyallerin çakışmasını kullanan ryayut

nakit. Örneğin, bir stroboskopla hızı ölçmek.

Ölçüm yöntemi ile teknik arasında ayrım yapmak gerekir.

ölçümler.

Ölçüm tekniği yerleşik bir ortaktır

ölçüm sırasında uygulanması gereken bir dizi işlem ve kural

garantili ölçüm sonuçları sağlar

Kabul edilen yönteme göre doğruluk.

Ölçüm aletleri

Ölçüm aleti (SI) kullanılan teknik bir araçtır

ölçümler için zable ve normalize edilmiş metrolojik

özellikler.__

Ölçüm çoğaltmak için tasarlanmış bir SI'dir

belirli bir boyutun fiziksel miktarı. Örneğin ağırlık bir ölçüdür.

kütle, bir kuvars osilatörü bir frekans ölçüsüdür, bir cetvel bir uzunluk ölçüsüdür.

Çok değerli ölçüler:

Sorunsuz ayarlanabilir;

Ölçü setleri;

Önlemleri saklar.

Tek değerli bir ölçü, tek değerli bir fiziksel niceliği yeniden üretir.

boyut.

Çok değerli bir ölçü, aynı değerin bir dizi değerini yeniden üretir.

aynı fiziksel miktar.

Ölçüm dönüştürücü amaçlanan bir SI

formda bir ölçüm bilgi sinyali oluşturmak için,

transfer, daha fazla dönüşüm için uygun, ancak

operatör tarafından doğrudan algılamaya uygun değildir.

Ölçü aleti için tasarlanmış bir SI

için uygun bir formda bir ölçüm bilgi sinyalinin üretilmesi

Operatörün algısı için. Örneğin voltmetre, frekans sayacı,

osiloskop, vb.

Ölçüm kurulumu bir dizi işlevseldir

kombine SI ve yardımcı cihazlar, tasarlanmış

bir veya daha fazla fiziksel niceliği ölçmek ve

tek bir yerde bulunur. Kural olarak, ölçüm

ölçüm cihazlarının doğrulanması için tesisatlar kullanılır.

Ölçüm sistemi - bir dizi işlevsel

birleşik ölçüler, ölçü aletleri, ölçü

dönüştürücüler, bilgisayarlar ve diğer teknik araçlar,

kontrol edilen nesnenin farklı noktalarında bulunur, vb. İle birlikte

bir veya daha fazla fiziksel niceliği ölçmenin amacı,

bu nesnenin karakteristiği ve ölçüm sinyallerinin üretilmesi

farklı zincirlerde. Bu, ölçüm kurulumundan farklıdır:

için uygun bir biçimde ölçüm bilgilerini üreten

otomatik işleme ve iletim için.

GİRİİŞ

Fiziksel nicelik, fiziksel bir nesnenin özelliklerinden birinin özelliğidir ( fiziksel sistem, fenomen veya süreç), niteliksel olarak birçok fiziksel nesnede ortak, ancak niceliksel olarak her nesne için ayrıdır.

Bireysellik, bir miktarın değerinin veya bir miktarın boyutunun bir nesne için diğerinden belirli sayıda daha fazla veya daha az olabilmesi anlamında anlaşılır.

Fiziksel bir niceliğin değeri, kendisi için kabul edilen belirli sayıda birim veya onun için kabul edilen ölçeğe göre bir sayı biçimindeki büyüklüğünün bir tahminidir. Örneğin, 120 mm doğrusal bir değerin değeridir; 75 kg vücut ağırlığının değeridir.

Fiziksel bir miktarın gerçek ve gerçek değerleri vardır. Gerçek değer, bir nesnenin bir özelliğini ideal olarak yansıtan bir değerdir. Gerçek değer - deneysel olarak bulunan, bunun yerine kullanılabilecek gerçek değere yeterince yakın olan fiziksel bir miktarın değeri.

Fiziksel bir niceliğin ölçümü, bir birimi depolayan veya fiziksel bir niceliğin bir ölçeğini yeniden üreten, ölçülen niceliğin birimi veya ölçeğiyle (açık veya örtülü olarak) karşılaştırılmasını içeren teknik bir aracın kullanımı için bir dizi işlemdir. bu miktarın değerini kullanıma en uygun biçimde elde etmek.

Ölçümü temelde farklı kurallara göre gerçekleştirilen üç tür fiziksel büyüklük vardır.

Birinci tür fiziksel nicelikler, yalnızca sıra ve eşdeğerlik ilişkilerinin tanımlandığı boyutlar kümesindeki nicelikleri içerir. Bunlar "daha yumuşak", "daha sert", "daha sıcak", "daha soğuk" vb. ilişkilerdir.

Bu tür miktarlar, örneğin, bir cismin başka bir cismin içine girmesine direnme yeteneği olarak tanımlanan sertlik; sıcaklık, vücut ısısının derecesi vb.

Bu tür ilişkilerin varlığı, özel karşılaştırma araçlarının yardımıyla ve ayrıca herhangi bir fiziksel miktarın herhangi bir nesne üzerindeki etkisinin sonuçlarının gözlemleri temelinde teorik veya deneysel olarak belirlenir.

İkinci tür fiziksel nicelikler için, sıra ve eşdeğerlik ilişkisi hem büyüklükler arasında hem de büyüklük çiftlerindeki farklılıklar arasında gerçekleşir.

Tipik bir örnek, zaman aralıklarının ölçeğidir. Bu nedenle, karşılık gelen işaretler arasındaki mesafeler eşitse, zaman aralıklarının farklılıkları eşit kabul edilir.

Üçüncü tip, toplamsal fiziksel niceliklerdir.

Toplamsal fiziksel nicelikler, büyüklükler kümesinde yalnızca sıra ve eşdeğerlik ilişkilerinin tanımlandığı değil, aynı zamanda toplama ve çıkarma işlemlerinin de tanımlandığı nicelik olarak adlandırılır.

Bu tür miktarlar, örneğin uzunluk, kütle, mevcut güç vb. Parçalar halinde ölçülebilirler ve ayrıca bireysel ölçülerin toplamına dayalı çok değerli bir ölçü kullanılarak yeniden üretilebilirler.

İki cismin kütlelerinin toplamı, ilk iki eşit kollu terazide dengelenen böyle bir cismin kütlesidir.

Herhangi iki homojen PV'nin boyutları veya aynı PV'nin herhangi iki boyutu birbiriyle karşılaştırılabilir, yani birinin diğerinden kaç kez daha büyük (veya daha küçük) olduğunu bulun. m boyutlarını Q", Q", ... , Q (m) birbiriyle karşılaştırmak için, ilişkilerinin C m 2'sini dikkate almak gerekir. PV boyutunun bir birimi (PV birimi olarak kısaltılır) olarak alırsak, her birini homojen bir PV'nin bir boyutu [Q] ile karşılaştırmak daha kolaydır. Böyle bir karşılaştırma sonucunda Q", Q", ... , Q(m) boyutları için n", n", .. . gibi bazı sayılar şeklinde ifadeler elde ederiz. ,n (m) PV birimleri: Q" = n" [Q]; Q" = n"[Q]; ...; Q(m) = n(m)[Q]. Karşılaştırma deneysel olarak yapılırsa, o zaman sadece m deney gereklidir (C m 2 yerine) ve Q", Q", ... , Q (m) boyutlarının birbirleriyle karşılaştırılması ancak şu şekilde yapılabilir: gibi hesaplamalar

burada n (i) / n (j) soyut sayılardır.

Tür eşitliği

temel ölçüm denklemi olarak adlandırılır, burada n [Q], PV'nin boyutunun değeridir (PV'nin değeri olarak kısaltılır). PV değeri, PV boyutunun sayısal değerinden (PV'nin sayısal değeri olarak kısaltılır) ve PV biriminin adından oluşan adlandırılmış bir sayıdır. Örneğin, n = 3.8 ve [Q] = 1 gram ile kütlenin boyutu Q = n [Q] = 3.8 gram, n = 0.7 ve [Q] = 1 amper ile, mevcut gücün boyutu Q = n [Q ] = 0,7 amper. Genellikle, “kütlenin boyutu 3,8 gramdır”, “akımın boyutu 0,7 amperdir” vb. Yerine, daha kısaca derler ve yazarlar: “kütle 3,8 gramdır”, “akım 0,7 amperdir. " vb.

PV'nin boyutları çoğunlukla ölçümlerinin bir sonucu olarak bulunur. PV'nin boyutunun ölçümü (PV'nin ölçümü olarak kısaltılır), deneyim yoluyla, özel teknik araçlar kullanılarak PV'nin değerinin bulunması ve bu değerin ideal olarak yansıtan değere yakınlığından oluşur. bu PV'nin boyutu tahmin edilmektedir. Bu şekilde bulunan PV değeri nominal olarak adlandırılacaktır.

Aynı boyut Q, PV ünitesi seçimine bağlı olarak farklı sayısal değerlerle farklı değerlerde ifade edilebilir (Q = 2 saat = 120 dakika = 7200 saniye = = günün 1/12'si). İki farklı birim alırsak ve , o zaman Q = n 1 ve Q = n 2 yazabiliriz, bu nedenle

n 1 / n 2 \u003d /,

yani, PV'nin sayısal değerleri, birimleriyle ters orantılıdır.

PV'nin boyutunun seçilen birime bağlı olmaması gerçeğinden, belirli bir PV'nin iki değerinin oranının hangi birimlere bağlı olmaması gerektiği gerçeğinden oluşan ölçümlerin belirsizliği koşulu aşağıdaki gibidir. ölçümde kullanılır. Örneğin, bir arabanın ve bir trenin hızlarının oranı, bu hızların saatte kilometre veya saniyede metre cinsinden ifade edilmesine bağlı değildir. İlk bakışta tartışılmaz gibi görünen bu koşul, ne yazık ki bazı PV'ler (sertlik, ışığa duyarlılık vb.) ölçülürken henüz karşılanamamaktadır.

1. TEORİK BÖLÜM

1.1 Fiziksel nicelik kavramı

Çevreleyen dünyanın ağırlık nesneleri, özellikleri ile karakterize edilir. Mülk - felsefi kategori, bir nesnenin (fenomen, süreç), diğer nesnelerle (fenomenler, süreçler) farkını veya ortaklığını belirleyen ve onlarla olan ilişkisinde bulunan böyle bir yanını ifade etmek. Mülkiyet bir kalite kategorisidir. Proseslerin çeşitli özelliklerinin nicel bir tanımı için ve fiziksel bedenler büyüklük kavramı tanıtılır. Değer, diğer özelliklerden ayırt edilebilen ve nicel olarak da dahil olmak üzere şu veya bu şekilde değerlendirilebilen bir şeyin özelliğidir. Değer kendi başına var olmaz, ancak bu değer tarafından ifade edilen özelliklere sahip bir nesne olduğu sürece gerçekleşir.

Değerlerin analizi, onları iki türe ayırmamızı sağlar (Şekil 1): değerler maddi biçim(gerçek) ve esas olarak matematikle ilgili olan ve belirli gerçek kavramların bir genellemesi (modeli) olan ideal gerçeklik modellerinin (ideal) değerleri.

Gerçek miktarlar, sırayla, fiziksel ve fiziksel olmayan olarak ayrılır. En genel durumda fiziksel nicelik, doğal (fizik, kimya) ve doğal (fizik, kimya) ve teknik bilimler. Fiziksel olmayan nicelikler, sosyal (fiziksel olmayan) bilimlere - felsefe, sosyoloji, ekonomi vb.

Pirinç. 1. Miktarların sınıflandırılması.

RMG 29-99 belgesi, fiziksel bir niceliği, birçok fiziksel nesne için niteliksel olarak ortak, ancak her biri için niceliksel olarak ayrı olan fiziksel bir nesnenin özelliklerinden biri olarak yorumlar. Nicel terimlerle bireysellik, bir özelliğin bir nesne için diğerinden belirli sayıda daha fazla veya daha az olabileceği anlamında anlaşılır.

Fiziksel nicelikleri ölçülebilir ve tahmin edilebilir olarak ikiye bölmek uygundur. Ölçülen FI'ler, belirli sayıda yerleşik ölçü birimi olarak nicel olarak ifade edilebilir. Bu tür birimleri tanıtma ve kullanma olasılığı, ölçülen PV'nin önemli bir ayırt edici özelliğidir. Bir nedenden ötürü bir ölçü biriminin tanıtılamadığı fiziksel nicelikler yalnızca tahmin edilebilir. Değerlendirme, belirlenmiş kurallara göre gerçekleştirilen belirli bir değere belirli bir sayı atama işlemi olarak anlaşılır. Değerin değerlendirilmesi ölçekler kullanılarak gerçekleştirilir. Bir büyüklük ölçeği, belirli bir büyüklüğü ölçmek için ilk temel olarak hizmet eden sıralı bir büyüklük değerleri kümesidir.

Prensipte bir ölçü biriminin tanıtılamadığı fiziksel olmayan nicelikler yalnızca tahmin edilebilir. Fiziksel olmayan niceliklerin tahmininin teorik metrolojinin görevlerine dahil edilmediğine dikkat edilmelidir.

PV'nin daha ayrıntılı bir çalışması için, kendi gruplarının genel metrolojik özelliklerini tanımlamak için sınıflandırmak gerekir. FI'nın olası sınıflandırmaları, Şek. 2.

Fenomen türlerine göre, PV'ler aşağıdakilere ayrılır:

Gerçek, yani Maddelerin, malzemelerin ve bunlardan elde edilen ürünlerin fiziksel ve fiziko-kimyasal özelliklerini tanımlayan miktarlar. Bu grup, kütle, yoğunluk, elektrik direnci, kapasitans, endüktans vb. Bazen bu PV'lere pasif denir. Bunları ölçmek için, bir ölçüm bilgisi sinyalinin oluşturulduğu yardımcı bir enerji kaynağı kullanmak gerekir. Bu durumda, pasif PV, ölçülen aktif olanlara dönüştürülür;

Enerji, yani Enerjinin dönüştürülmesi, iletilmesi ve kullanılması süreçlerinin enerji özelliklerini tanımlayan miktarlar. Bunlar akım, voltaj, güç, enerjiyi içerir. Bu miktarlara aktif denir.

Yardımcı enerji kaynakları kullanılmadan ölçüm bilgi sinyallerine dönüştürülebilirler;

Süreçlerin seyrini zaman içinde karakterize eden bu grup, farklı tür spektral özellikler, korelasyon fonksiyonları ve diğer parametreler.

Farklı gruplara mensup olarak fiziksel süreçler PV'ler uzay-zaman, mekanik, elektrik ve manyetik, termal, akustik, ışık, fiziko-kimyasal, iyonlaştırıcı radyasyon, atomik ve nükleer fizik olarak ayrılır.

Pirinç. 2. Fiziksel büyüklüklerin sınıflandırılması

Bu grubun diğer değerlerinden koşullu bağımsızlık derecesine göre, tüm PV'ler temel (şartlı olarak bağımsız), türevler (şartlı olarak bağımlı) ve ek olarak ayrılır. Şu anda, SI sistemi, ana olanlar olarak seçilen yedi fiziksel niceliği kullanır: uzunluk, zaman, kütle, sıcaklık, kuvvet elektrik akımı, ışığın yoğunluğu ve madde miktarı. Ek PV'ler düz ve katı açıları içerir. Boyutların varlığına göre, PV'ler boyutsal olanlara, yani. boyutlu ve boyutsuz.

1.2 Metrik ölçü sistemi

PV birimlerinin seçimi için rasyonel gerekçelerin olmaması, yalnızca Farklı ülkeler ama aynı ülkenin farklı bölgelerinde bile. Bu, özellikle Uluslararası ilişkiler. Metrik ölçü sistemi ortaya çıktı, yani. daha önce kullanılanlar yerine önerilen bir dizi PV birimi.

Birimler kabul edildi: uzunluk - metre (m), kütle - kilogram (kg), hacim - litre (l), zaman - saniye (s).

PV birimlerinin ondalık katları ve alt katları da tanıtıldı, yani tamsayı gücüne göre 10 kat daha büyük ve daha küçük PV birimleri ve önekler kullanılarak PV'nin birden çok ve birden çok alt birimini adlandırmak için basit kurallar oluşturuldu: kilo, hekto, deca, deci , centi ve milli [ör. santimetre (cm), milimetre (mm), dekalitre (dal), vb.]

Bu birimleri verdi metrik sistemi(PV'nin metrik birimleri) o sırada var olan diğerlerine göre önemli bir avantaj. Ek olarak, PV'nin metrik birimleri, bileşik adlandırılmış sayıların kullanılmamasını mümkün kıldı (örneğin, 8 kulaç uzunluğu 3 fit 5 inç) ve hesaplamaları büyük ölçüde kolaylaştırdı.

1.3 Fiziksel büyüklük birimleri sistemleri

Birimlerin ve birimlerin sistemlerinin yapımı. Önceden, kural olarak birbirinden bağımsız olarak çeşitli PV'lerin birimleri kuruluyordu. Tek istisna uzunluk, alan ve hacim birimleriydi. Modern PV ünitelerinin temel özelliği, aralarında bağımlılıkların kurulmasıdır. Aynı zamanda, birkaç temel PV birimi keyfi olarak seçilir ve PV'nin kalan tüm türev birimleri, farklı PV'leri birbirine bağlayan bağımlılıklar (yasalar ve tanımlar) kullanılarak elde edilir, yani. denklemleri tanımlar.

Birimleri esas alınan fiziksel niceliklere ana PV, birimleri türev olan fiziksel niceliklere PV'nin türevleri denir.

Fiziğin tüm veya bazı alanlarını kapsayan temel ve türetilmiş PV birimleri kümesine PV birimleri sistemi denir.

Ana PV olarak seçilen uzunluk L, kütle M ve zaman T ile türetilmiş PV birimleri oluşturma örneklerini ele alalım, yani. PV [L], [M] ve [T] için seçilen temel birimlerle.

Örnek 1. Bir alan birimi oluşturma. Basit bir geometrik şekil seçelim, örneğin bir daire. Dairenin s alanının boyutu, çapının boyutunun ikinci kuvvetiyle orantılıdır d: s = k S d 2 , burada k S orantı katsayısıdır. Bu denklemi belirleyici olarak alacağız. Dairenin çapının boyutunu birim uzunluğa eşitleyerek, yani d = [L], [s] = k S [L] 2 elde ederiz. Orantılılık katsayısının seçimi k S keyfidir, k S = l olsun, sonra [s] = [L] 2 , yani, bir uzunluk birimine eşit bir çapa sahip bir dairenin alanı olarak seçilir. birim alan. [L] = 1 m ise, [s] = 1 m 2. Bu durumda bir dairenin alanı, s \u003d d 2 formülü ve b tarafı olan bir karenin alanı - s \u003d (4 / p) b 2 formülü kullanılarak hesaplanmalıdır.

Genellikle, böyle bir yuvarlak alan birimi yerine, bir kenar uzunluğuna eşit olan bir karenin alanı olan daha uygun bir kare birimi kullanılır.

Yuvarlak alan birimi oluşturulurken k S = p/4 kabul edilirse, normal kare birimi ile çakışacaktır.

Örnek 2. Hız biriminin oluşturulması. Belirleyici olarak, hızın ve düzgün hareketin boyutunun daha büyük olduğunu gösteren bir denklem alacağız, daha büyük boyut l kat edilen mesafe ve T bu yolda harcanan süre ne kadar küçükse:

nerede k u - orantılılık katsayısı.

l = [L], T = [T] varsayarsak, hız birimini elde ederiz [u]=k u k u [L] [T] -1 . Kolaylık nedeniyle k u = l olarak ayarlarsak, hızın birimi [u] = [L] [T] -1 olacaktır. Son formüle göre [L] = 1 mi [T] = 1s olduğunda [u] = 1 m/s.

Örnek 3. İvme biriminin oluşturulması. Tanımlayıcı bir denklem olarak, ivmenin tanımını hızın zamana göre türevi olarak alıyoruz: a = du/dT. du = [u], dT = [T] ayarlandığında, ivme birimini elde ederiz: [а] = [L] \u003d 1 m ve [T] \u003d 1s [a] \u003d 1 m / s 2 olduğunda.

Örnek 4. Kuvvet biriminin oluşturulması. Denklemi belirleyen evrensel yerçekimi yasasını seçelim

f = burada m 1 ve m 2 cisimlerin kütlelerinin boyutlarıdır;

r, bu kütlelerin merkezleri arasındaki mesafenin boyutudur;

k f - orantılılık katsayısı.

m 1 \u003d m 2 [M], r \u003d [L] varsayarsak, kuvvet birimini alırız

veya k f =1 [f] = [M] 2 [L] -2 olduğunda. [L] = 1 m ve [M] = 1 kg ile son formüle göre [f] = 1 kg 2 /m2.

Newton'un ikinci yasasının tanımlayıcı denklemi olarak f = k f ma seçerek, öncekine benzer şekilde, kuvvet birimini [f] = k f [M] * [a] = k f [M] [L] biçiminde elde ederiz. [T] -2 veya [f] \u003d [M] [L] [T] -2 biçiminde. [M] = 1 kg, [L] = 1 m ve [T] = 1s ile son formüle göre [f] = 1 kg m/s 2 .

Alınan her iki kuvvet birimi de eşittir, ancak ikincisi yaygındır ve ilki nadiren kullanılır (çoğunlukla astronomide).

Ele alınan örneklerden, seçilen temel PV - uzunluk L, kütle M ve T zamanı ile, bazı PV x'in türev biriminin [x] [L], [M] ve [T birimleri aracılığıyla bulunduğu görülebilir. ] formüle göre:

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

burada k x keyfi olarak seçilmiş bir orantılılık faktörüdür;

p L , р М ve р Т pozitif veya negatif sayılardır.

Bu sayılar, türetilmiş PV biriminin ana birimdeki bir değişiklikle nasıl değiştiğini gösterir. Örneğin, temel birim [L]'de q kez bir değişiklikle, türetilmiş birim [x] q pL kez değişecektir. k x, [x]'deki değişikliği etkilemediğinden, [L], [M] ve [T] birimlerindeki değişiklikle birlikte [x] birimindeki değişikliğin doğası genellikle k x\'in bulunduğu boyut formülleri kullanılarak ifade edilir. u003d 1. İncelenen durumda, boyut formülü şu şekildedir:

dimx = L pL M pL T pT ,

sağ tarafa PV ünitesinin boyutu denir; sol kısım bu boyutun (boyutun) tanımıdır;

p L , р М ve р Т – boyut göstergeleri.

Boyut formülünden, seçilen tanımlama denklemi ile ana PV'nin boyutundaki bir değişiklikle PV türevinin boyutunun nasıl değiştiği aynı şekilde görülebilir. Bu formülün sağ tarafına PV boyutu da denir.

Birimleri [A], [B], [C], [D], ..... olan birkaç temel PV A, B, C, D, ... olduğu genel durumu düşünün. Açıkçası, PV x'in türev birimlerinin oluşturulması, x'i diğer (temel ve türev) PV'ye bağlayan bir tanımlayıcı denklemin seçimine, bu denklemi şu şekle getirmeye indirgenecektir:

x = k x A pA B pB C pC D pD …,

p A , p B , p C , p D , ... boyutsal göstergelerdir ve ana PV'nin birimleriyle değiştirilmesi:

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

Bu durumda boyut formülü şöyle görünecektir:

dim x = A pA B pB C pC D pD …

PV x'in türetilmiş biriminin, PV A'nın temel birimine göre p A boyutuna, PV B'nin temel birimine göre p B boyutuna vb. sahip olduğu bilinmektedir. (veya PV'nin türevinin ana PV A'ya göre p A boyutuna, ana PV B'ye göre p B boyutuna sahip olması vb.). Dolayısıyla, hızın boyutunu (örnek 2) LT -1 veya L 1 M 0 T -1 göz önüne alarak, hızın uzunluğa göre 1 boyutuna, kütleye göre sıfır boyutuna ve bir boyutuna sahip olduğunu söyleyebiliriz. zamana göre -1 boyutu (bir hız birimi uzunluk birimlerine göre 1 boyutuna sahiptir, vb.).

r A = r B = r C = r D = … = 0 ise, PV x'in türevi boyutsuz PV olarak adlandırılır ve birimi [x] PV'nin boyutsuz birimidir.

PV biriminin boyutsuz türevine bir örnek, φ – radyan düzlem açısının birimi [φ]'dir. Bu birim kurulduğunda, φ açısının boyutunun daha büyük olduğunu gösteren φ = = k φ (l/r) denklemi belirleyici olarak alınır, uzunluk l'nin boyutu ne kadar büyükse, gelen yayın ve bu yayın yarıçapının r uzunluğunun boyutu ne kadar küçükse. Denklem k φ = 1, l = [L], r= [L] kabul eder. Dolayısıyla [φ] = = [L] 0 ve dim φ = L 0 .

PV'nin temel birimleri aracılığıyla ifadesinde PV'nin türev birimini oluştururken, k x = 1 varsayılırsa, buna PV'nin tutarlı türetilmiş birimi denir. Tüm türetilmiş birimleri tutarlı olan PV birimleri sistemine, PV birimlerinin tutarlı sistemi denir.

PV x, y ve z'nin türetilmiş birimlerinin boyutları aşağıdaki gibi birbirine bağlıdır. z = k 1 xy ise, o zaman

dimz - dimх * dimу. (1.2)

z = k 2 ise, o zaman

dimz - dimx/dimу. (1.3)

z = k 3 x n ise, o zaman

dimz - (karartma x) n . (1.4)

İvme ve kuvvet birimlerini kurarken (1.2) ve (1.3) eşitliklerini kullandık ve eşitlik (1.4) eşitliğin (1.2) bir sonucudur.

Boyut formülleri, yalnızca, ölçümlerinde kesin ölçüm koşulunun sağlandığı bu tür PV'ler için yazılabilir. Farklı PV'nin boyutları çakışabilir (örneğin, kuvvet ve iş momenti) ve aynı PV'nin boyutları farklı sistemler PV'nin eksen birimleri farklı olabilir (farklı kurucu denklemlerin bizi farklı kuvvet birimleri boyutlarına ve dolayısıyla farklı kuvvet boyutlarına götürdüğü örnek 4'e bakın). Bu nedenle, boyutlar PV'nin tam bir resmini vermez. Ancak herhangi bir formülün veya herhangi bir denklemin sol ve sağ kısımlarının boyutları arasındaki tutarsızlık, bu formülün veya bu denklemin yanlış olduğunu gösterir. Ayrıca boyut kavramı birçok problemin çözümünü kolaylaştırmaktadır. İncelenen sürece hangi FA'ların dahil olduğu önceden biliniyorsa, bu FI'lerin boyutları arasındaki ilişkinin doğasını, boyutların analizini kullanarak belirlemek mümkündür. Bu durumda, sorunun çözümü genellikle başka şekillerde gerçekleştirildiğinden çok daha basit olduğu ortaya çıkıyor.

Matematiksel formülasyonda önemlidir. fiziksel olaylar PV sembolleri, PV'nin kendisi ve boyutları değil, PV'nin değerleri, yani adlandırılmış sayılar anlamına gelir. Örneğin, Newton'un ikinci yasasını ifade eden f = k f ma denkleminde, m ve a sembolleri, PV'lerin kendilerini (kütle ve ivme) değil, birbirleriyle çarpılamayan kütle ve ivme boyutlarını değil, ancak kütle ve ivme değerleri, yani. Kütle ve ivme boyutlarını yansıtan ve çarpma işleminin anlamlı olduğu adlandırılmış sayılar.

1.4 Birim sistemleri

PV birimlerinin ilk sistemi, esasen yukarıda bahsedilen metrik PV birimleriydi. Ancak, sadece 1832'de K. Gauss, temel ve türetilmiş birimler kümesi olarak PV birimleri sistemleri oluşturmaya devam etmeyi önerdi. Kurduğu sistemde PV'nin temel birimleri milimetre, miligram ve saniye idi.

Daha sonra, yine metrik PV birimlerine dayalı, ancak farklı temel birimlere sahip başka PV birimleri sistemleri ortaya çıktı. Bu sistemlerin en ünlüsü aşağıdaki gibidir.

CGS sistemi (1881). PV'nin temel birimleri santimetre, gram, saniyedir. Sistem fizikte yaygınlaştı. Daha sonra, elektrik ve manyetik PV'ler için bu sistemin bazı çeşitleri oluşturuldu.

MTS sistemi (1919). PV'nin ana birimleri metre, ton (1000 kg), saniyedir. Bu sistem geniş bir dağıtım almamıştır.

ICSS sistemi ( geç XIX içinde). PV'nin temel birimleri metre, kilogram-kuvvet ve saniyedir. Bu sistem teknolojide yaygınlaşmıştır.

MKSA sistemi (1901). Bazen Georgie sistemi olarak adlandırılır (yaratıcısından sonra). PV'nin temel birimleri metre, kilogram, saniye ve amperdir. Bu sistem şu anda ayrılmaz parça yeni uluslararası birimler sistemine

Herhangi bir PV birimi sisteminin tüm temel ve türetilmiş birimlerine PV sistem birimleri (bu sistemle ilgili olarak) denir. Sistemik birimlerle birlikte, sistemik olmayan birimler olarak adlandırılanlar da vardır, yani PV birimleri sistemine dahil olmayanlar. Tüm sistemik olmayan PV birimleri iki gruba ayrılabilir: 1) bilinen sistemlerin hiçbirine dahil değildir, örneğin: bir uzunluk birimi - x birimi, bir basınç birimi - bir milimetre cıva, bir enerji birimi - bir elektron voltu; 2) yalnızca bazı sistemlerle ilgili olarak sistemik değildir, örneğin: bir uzunluk birimi - bir santimetre - CGS hariç tüm sistemler için sistemik değildir; MTS hariç tüm sistemler için kütle - ton - sistem dışı; elektrik kapasitans birimi - santimetre - CGSE hariç tüm sistemler için sistem dışı.

PV birimlerinin farklı sistemlerinin yanı sıra Büyük bir sayı PV'nin sistem dışı birimleri, bir PV biriminden diğerine geçerken gereken hesaplamalarla ilgili rahatsızlık yaratır. Ülkeler arasındaki bilimsel ve teknik bağların büyümesiyle bağlantılı olarak, PV ünitelerinin birleştirilmesi gerekli hale geldi. Sonuç olarak, yeni bir Uluslararası PhV Birimleri Sistemi oluşturuldu.

Uluslararası birim sistemi. 1960 yılında, XI Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı onaylandı. uluslararası sistem PV SI birimleri ·.

SSCB'de ve CMEA üyesi ülkelerde - SI, CMEA standardı STSEV 1052 - 78 “Metrology'ye dahildir. Fiziksel büyüklük birimleri” PV SI'nin temel birimlerine ilişkin bilgiler Tablo'da verilmiştir. bir.

PV SI'nin iki, esasen türev birimi: düz açı birimi - radyan (Rusça atama rad, uluslararası - rad) ve katı açı birimi - steradian (Rusça atama cf, uluslararası - sr) - resmi olarak kabul edilmez türevler ve PV SI'nin ek birimleri olarak adlandırılır. İzolasyonlarının nedeni, j = l/r ve y = S/R2 tanımlayıcı denklemlerine göre kurulmuş olmalarıdır, burada j, tepe noktası l uzunluğunda ve r yarıçaplı bir yayın merkeziyle çakışan düz bir açıdır; y, tepe noktası R yarıçaplı bir kürenin merkeziyle çakışan ve kürenin yüzeyinde S alanını kesen katı açıdır.

[j]=0 ve [y]=

boyutsuzdur ve bu nedenle PV sisteminin temel birimlerinin seçimine bağlı değildir.

PV SI'nin türetilmiş birimleri, oluşum kurallarına göre PV'nin temel ve ek tutarlı birimlerinden oluşturulur.

Fiziksel büyüklüklerin temel birimleri SI Tablo 1.

Örneğin: açısal ivme - saniye başına radyan kare (rad / s 2), gerilim manyetik alan- metre başına amper (A / m), parlaklık - metrekare başına kandela (cd / m 2).

FI SI'nın özel adları olan birimleri Tablo'da verilmiştir. 2.

Uluslararası sistem, diğer PV birimleri sistemlerine göre aşağıdaki avantajlara sahiptir: evrenseldir, yani fiziğin tüm alanlarını kapsar; tutarlı; PV üniteleri çoğu durumda pratik olarak uygundur ve daha önce yaygın olarak kullanılmıştır.

CMEA ülkelerinde kullanılmasına izin verilen birimler. Bir bütün olarak SI'nın yukarıdaki avantajları, henüz PV birimlerinin her durumda diğerlerinden daha kabul edilebilir olduğunu iddia etmemize izin vermiyor. Örneğin, uzun zaman dilimlerini ölçmek için ay ve yüzyıl, ikincisinden daha uygun birimler olabilir; büyük mesafeleri ölçmek için bir ışık yılı ve bir parsek, bir metreden vb. daha uygun birimler olabilir.

SI fiziksel büyüklüklerinin özel adlarla türetilmiş birimleri. Tablo 2.

2. HESAPLAMA BÖLÜMÜ

Bir görev. Doğruluk sınıfı 4, U n = 150V olan bir voltmetre ile X = 100V gözlem sonucu elde edildi. Gerçek değerin bulunduğu aralığı, bağıl ve mutlak hataları belirleyin.

Çözüm. k =

Göreceli hata:

Gerçek değer: X ve = (100 ± 6) V.

Tüm teknolojik insan faaliyetleri, çeşitli fiziksel niceliklerin ölçümü ile ilişkilidir.

Bir dizi fiziksel nicelik, bireysel niceliklerin bir denklem sistemi ile birbirine bağlandığı belirli bir sistemdir.

Her fiziksel niceliğin bir ölçü birimi olmalıdır. Fiziksel nicelikler arasındaki ilişkilerin bir analizi, birbirinden bağımsız olarak, yalnızca birkaç fiziksel nicelik için ölçü birimleri oluşturmanın mümkün olduğunu ve geri kalanının bunlar aracılığıyla ifade edilebileceğini gösterir. Bağımsız olarak kurulan niceliklerin sayısı, sisteme dahil edilen niceliklerin sayısı ile nicelikler arasındaki bağımsız bağıntı denklemlerinin sayısı arasındaki farka eşittir.

Örneğin, bir cismin hızı v=L/t formülüyle belirlenirse, o zaman yalnızca iki nicelik bağımsız olarak ayarlanabilir ve üçüncüsü bunlar aracılığıyla ifade edilebilir.

Birimleri diğerlerinden bağımsız olarak kurulan fiziksel niceliklere temel nicelik, birimlerine temel birimler denir.

Fiziksel bir niceliğin boyutu, çeşitli derecelerdeki ana fiziksel niceliklerin sembollerinin ürünlerinden oluşan ve bu niceliklerin bu nicelikler sisteminde kabul edilen fiziksel niceliklerle ilişkisini yansıtan bir güç monomiali biçimindeki bir ifadedir. ana olanlar ve bire eşit orantı katsayısı ile.

Tek terimliye dahil edilen temel niceliklerin sembollerinin dereceleri tamsayı, kesirli, pozitif ve negatif olabilir. Uluslararası ISO 31/0 standardına göre, miktarların boyutu dim işaretiyle belirtilmelidir. LMT sisteminde X'in boyutu şöyle olacaktır:

dimX = L l M m T t ,

nerede L.M.T - ana olanlar olarak alınan miktarların sembolleri (sırasıyla uzunluk, kütle, zaman);

l, m, t - boyut göstergesi olan tamsayı veya kesirli, pozitif veya negatif gerçek sayılar.

Fiziksel bir miktarın boyutu şundan daha fazladır: Genel özellikleri Aynı boyut, farklı niteliksel yönü olan niceliklerde doğal olabileceğinden, niceliği belirleyen denklemden farklıdır.

Örneğin, bir F kuvvetinin işi, A = Fl denklemi ile tanımlanır; kinetik enerji hareketli cisim - E k =mv 2/2 denklemi ile ve her ikisinin boyutları aynıdır.

Boyutlar üzerinde çarpma, bölme, üs alma ve kök çıkarma işlemleri yapılabilmektedir.

Fiziksel bir niceliğin boyutunun bir göstergesi, fiziksel niceliğin türevi boyutuna dahil edilen ana fiziksel niceliğin boyutunun ne dereceye kadar yükseltildiğinin bir göstergesidir.

Boyutlar, türetilmiş birimlerin oluşturulmasında ve denklemlerin homojenliğinin kontrol edilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Boyut derecesinin tüm üsleri sıfıra eşitse, böyle bir fiziksel niceliğe boyutsuz denir. Herşey göreceli değerler(benzer niceliklerin oranı) boyutsuzdur.

Fiziksel - nicelik (PV) - birçok fiziksel nesne (onlarda meydana gelen durumları ve süreçleri) için niteliksel olarak ortak olan, ancak her biri için niceliksel olarak ayrı olan bir özellik.

niteliksel olarak Genel Özellikler PV cinsini karakterize eder. Niteliksel olarak ortak, ad (karşıt) PV'lerde de farklı olabilir: uzunluk, genişlik, yükseklik, derinlik, mesafe veya elektrik hareket gücü, elektrik gerilimi, elektrik potansiyeli veya iş, enerji, ısı miktarı. Bu tür PV'lerin aynı cinsten veya homojen olduğu söylenir. Homojen olmayan fiziksel niceliklere heterojen veya homojen olmayan denir.

Nicel olarak, bireysel bir özellik, PV'nin boyutu ile karakterize edilir. Örneğin hız, sıcaklık, viskozite, çok çeşitli nesnelerin doğasında bulunan özelliklerdir, ancak bazı nesnelerde bu özellik daha fazla, bazılarında daha az bulunur. Sonuç olarak, bazı fiziksel nesneler için hız, sıcaklık, viskozite boyutları diğerlerinden daha büyüktür.

KAYNAKÇA

1. Kuznetsov V.A., Yalunina G.V. Metrolojinin temelleri. öğretici. – M.: Ed. Standartlar, 1995. - 280 s.

2. Pronenko V.I., Yakirin R.V. Endüstride metroloji. - Kiev: Teknik, 1979. - 223 s.

3. Laktionov B.I., Radkevich Ya.M. Metroloji ve değiştirilebilirlik. - M.: Moskova Devlet Madencilik Üniversitesi yayınevi, 1995. - 216 s.

Boyut, boyuta değil sıfıra eşit olduğu için “PV'nin boyutsuz birimi” demek daha doğru olur. Ancak, "boyutsuz PV birimi" terimi yaygın olarak kullanılmaktadır. Aynısı "boyutsuz PV" terimi için de geçerlidir.

GSSE, GSES sisteminin çeşitlerinden biridir.

SI, Systeme International'ın kısaltmasıdır. SI yerine SI (Uluslararası Sistem) yazabilirsiniz.

2.2 Fiziksel büyüklüklerin birimleri

2.3. Uluslararası PV sistemi (SI)

2.4. Gıda üretiminin teknolojik süreçlerinin fiziksel miktarları

2.1 Fiziksel nicelikler ve ölçekler

Fiziksel miktar(PV), birçok fiziksel nesne (fiziksel sistemler, durumları ve içlerinde meydana gelen süreçler) için niteliksel olarak ortak olan, ancak her biri için nicel olarak ayrı olan fiziksel bir nesnenin (fiziksel sistem, fenomen veya süreç) özelliklerinden biridir. Nicel terimlerle birey, bir nesne için aynı özelliğin diğerinden belirli sayıda daha fazla veya daha az olabileceği şekilde anlaşılmalıdır.

Tipik olarak, "fiziksel miktar" terimi, nicelleştirilebilen özelliklere veya özelliklere uygulanır. Fiziksel nicelikler kütle, uzunluk, zaman, basınç, sıcaklık vb.

Fiziksel miktarları ikiye bölmek tavsiye edilir. ölçülebilir ve değerlidir.Ölçülen FI'ler, belirli sayıda yerleşik ölçü birimi olarak nicel olarak ifade edilebilir. İkincisini tanıtma ve kullanma olasılığı, ölçülen PV'nin önemli bir ayırt edici özelliğidir. Ancak tat, koku vb. birimlerin girilemeyeceği özellikler vardır. Bu tür miktarlar, örneğin aşağıdakiler kullanılarak tahmin edilebilir: büyüklük ölçekleri- kesin ölçümlerin sonuçları temelinde anlaşma ile kabul edilen, değerlerinin sıralı bir dizisi.

Etkinlik türüne göre FV ayrılır:

- gerçek, yani maddelerin, malzemelerin ve bunlardan elde edilen ürünlerin fiziksel ve fiziko-kimyasal özelliklerini tanımlar. Bu grup kütle, yoğunluk, özgül yüzey vb. içerir.

enerji, yani Enerjinin dönüştürülmesi, iletilmesi ve kullanılması süreçlerinin enerji özelliklerini tanımlayan miktarlar. Bunlara örneğin akım, voltaj, güç dahildir. Bunlar, yardımcı enerji kaynakları kullanılmadan ölçüm bilgi sinyallerine dönüştürülebilen aktif miktarlardır;

- zaman süreçlerinin seyrini karakterize etmek. Bu grup, çeşitli spektral karakteristikleri, korelasyon fonksiyonlarını vb. içerir.

İle farklı fiziksel süreç gruplarına ait PV'ler uzay-zaman, mekanik, termal, elektrik ve manyetik, akustik, ışık, fiziko-kimyasal, iyonlaştırıcı radyasyon, atomik ve nükleer fizik olarak ayrılır.

İle bu grubun diğer değerlerinden koşullu bağımsızlık derecesi PV, temel (şartlı olarak bağımsız), türevler (şartlı olarak bağımlı) ve ek olarak ayrılır. Temel fiziksel miktar nicelikler sistemine dahil olan ve bu sistemin diğer niceliklerinden bağımsız olarak koşullu olarak kabul edilen fiziksel bir niceliktir. Her şeyden önce, maddi dünyanın ana özelliklerini karakterize eden miktarlar ana olanlar olarak seçildi: uzunluk, kütle, zaman. Kalan dört temel fiziksel nicelik, her biri fiziğin bölümlerinden birini temsil edecek şekilde seçilir: akım gücü, termodinamik sıcaklık, madde miktarı, ışık yoğunluğu. Miktarlar sisteminin her bir temel fiziksel miktarına Latin veya Yunan alfabesinin küçük harfi şeklinde bir sembol atanır: uzunluk - L, kütle - M, zaman - T, elektrik akımı - I, sıcaklık - O, miktar madde - N, ışık yoğunluğu - J. Bu semboller fiziksel nicelikler sistemi adına dahil edilmiştir.

türetilmiş fiziksel miktar nicelikler sistemine dahil olan ve bu sistemin temel nicelikleri aracılığıyla belirlenen fiziksel bir niceliktir. Örneğin, türetilmiş bir fiziksel nicelik, bir cismin kütlesi ve hacmi aracılığıyla belirlenen yoğunluktur.

Ek fiziksel nicelikler, düz ve katı açıları içerir.

Kabul edilen ilkelere göre oluşturulan temel ve türev PV kümesine denir. fiziksel büyüklükler sistemi.

İle boyut PV boyutlara ayrılmıştır, yani. boyutlu ve boyutsuz.

Belirli bir nesnedeki fiziksel bir niceliğin nicel içeriğinin kastedildiğinin vurgulanmasının gerekli olduğu durumlarda, p kavramı kullanılmalıdır. PV boyutu(miktar boyutu) - belirli bir maddi nesne, sistem, fenomen, süreç içinde bulunan PV'nin nicel kesinliği.

PV değeri(Q), fiziksel bir niceliğin boyutunun, kendisi için kabul edilen belirli sayıda birim biçimindeki ifadesidir. Fiziksel bir miktarın değeri, ölçüm veya hesaplama sonucunda elde edilir, örneğin 12 kg vücut ağırlığının değeridir.

FV'nin sayısal değeri (q) - miktarın değerine dahil edilen soyut bir sayı

denklem

temel ölçüm denklemi denir.

Boyut ve değer arasında temel bir fark vardır. Bir miktarın büyüklüğü, onu bilip bilmememize bağlı değildir. Boyutu, belirli bir miktar ve sayısal bir değerin birimlerinden herhangi birini kullanarak ifade edebiliriz (kütle birimi - kg hariç, örneğin g kullanabilirsiniz). Aynı değerdeki farklı birimlerin boyutları farklıdır.

Sistemin temel ve türetilmiş büyüklükleri arasındaki ilişki, boyutsal denklemler kullanılarak ifade edilir.

Fiziksel bir miktarın boyutu(dimQ), bir niceliğin sistemin temel birimleriyle ilişkisini yansıtan ve orantı katsayısının bire eşit alındığı bir güç monomiali biçimindeki bir ifadedir. Bir miktarın boyutu, uygun güçlere yükseltilmiş temel fiziksel niceliklerin ürünüdür.

dimQ = L α M β N γ I η , (2.2)

burada L, M, N, I ana PV'lerin sembolleridir ve α, β, γ, η gerçek sayılardır.

Fiziksel bir miktarın boyut göstergesi- türev fiziksel nicelik boyutuna dahil edilen temel fiziksel nicelik boyutunun ne dereceye kadar yükseltildiğinin bir göstergesi. Boyut göstergeleri farklı değerler alabilir: tamsayı veya kesirli, pozitif veya negatif.

"Boyut" kavramı hem temel hem de türetilmiş fiziksel nicelikleri kapsar. Ana miktarın kendisine göre boyutu bire eşittir ve diğer niceliklere bağlı değildir, yani. ana miktarın boyut formülü sembolüyle çakışır, örneğin: uzunluk boyutu L, boyutudur. kütle M'dir, vb.

Belirli bir nicelik sistemindeki fiziksel bir niceliğin türevinin boyutunu bulmak için, bu niceliğin tanımlayıcı denkleminin sağ tarafında niceliklerin gösterimi yerine boyutlarının yerine geçilmelidir. Böylece, örneğin, düzgün hareket hızı V = l/t ve dt yerine T zaman boyutunun ana denklemine dl yerine L uzunluk boyutunu koyarsak - dim Q = L/T = LT - elde ederiz. 1.

Boyutlar üzerinde aşağıdaki işlemler gerçekleştirilebilir: çarpma, bölme, üs alma ve kök çıkarma.

Boyutsal fiziksel miktar- boyutunda, temel fiziksel niceliklerden en az birinin sıfıra eşit olmayan bir güce yükseltildiği bir fiziksel nicelik. Miktarların boyut derecesinin tüm üsleri sıfıra eşitse, böyle bir fiziksel niceliğe denir. boyutsuz. Tüm göreli nicelikler boyutsuzdur, yani aynı niceliklerin oranıdır. Örneğin, bağıl yoğunluk r boyutsuz bir niceliktir. Gerçekten, r = L -3 M/L -3 M=L 0 M 0 = 1.

Fiziksel bir miktarın değeri şu şekilde olabilir: gerçek, gerçek ve ölçülü. Gerçek PV değeri(bir miktarın gerçek değeri) - niteliksel ve niceliksel olarak nesnenin karşılık gelen özelliğini ideal olarak yansıtacak olan fiziksel bir miktarın değeri. Belirli bir niceliğin gerçek değeri vardır, sabittir ve mutlak doğruluk kavramıyla ilişkilendirilebilir. Bu, ancak sonsuz bir ölçüm sürecinin, yöntemlerin ve ölçü aletlerinin sonsuz gelişimi ile elde edilebilir. Ölçüm teknolojisinin her bir gelişme düzeyi için, yalnızca şunu bilebiliriz: fiziksel bir miktarın gerçek değeri- deneysel olarak bulunan ve gerçek değere çok yakın olan fiziksel bir niceliğin değeri, ayarlanmış ölçüm görevi için onun yerini alabilir. Fiziksel bir miktarın ölçülen değeri- belirli bir teknik kullanılarak elde edilen fiziksel bir miktarın değeri.

Uygulamada, çeşitli fiziksel nicelikleri ölçmek gerekir. Herhangi bir özellik form kümesinin çeşitli tezahürleri (niceliksel veya niteliksel), öğelerinin sıralı bir sayı kümesine eşlenmesi veya daha genel bir durumda, geleneksel işaretler bu özellikleri ölçmek için bir ölçek oluşturur.

Fiziksel bir miktarın ölçeği belirli bir miktarı ölçmek için başlangıç ​​temeli olarak hizmet eden sıralı bir PV değerleri kümesidir. Özelliklerin tezahürünün mantıksal yapısına göre, beş ana ölçüm ölçeği türü ayırt edilir: isimler, sıra, koşullu aralıklar, ilişkiler.

İsim ölçeği (sınıflandırma ölçeği). Bu tür ölçekler, özellikleri yalnızca eşdeğerlikle ilgili olarak ortaya çıkan ampirik nesneleri sınıflandırmak için kullanılır, bu özellikler fiziksel nicelikler olarak kabul edilemez, bu nedenle bu tür ölçekler PV ölçekleri değildir. Bu, nesnelerin nitel özelliklerine sayılar atfetmeye dayanan, ad rolünü oynayan en basit ölçek türüdür. Yansıtılan özelliğin şu veya bu denklik sınıfına atanmasının insan duyuları yardımıyla gerçekleştirildiği adlandırma ölçeklerinde, uzmanların çoğunluğu tarafından seçilen en uygun sonuç budur. Bu durumda, eşdeğer ölçeğin sınıflarının doğru seçimi çok önemlidir - bunlar, bu özelliği değerlendiren uzmanlar, gözlemciler tarafından ayırt edilmelidir. Nesnelerin isim ölçeğine göre numaralandırılması, "aynı numarayı farklı nesnelere atfetme" ilkesine göre yapılır. Nesnelere atanan sayılar, yalnızca belirli bir nesnenin oluşma olasılığını veya sıklığını belirlemek için kullanılabilir, ancak toplama veya diğer matematiksel işlemler için kullanılamazlar. Bu ölçekler yalnızca denklik ilişkileri ile karakterize edildiğinden, sıfır, "az ya da çok" ve ölçü birimi kavramlarını içermezler.Skalaları adlandırmak için bir örnek, renkleri tanımlamak için tasarlanmış yaygın renk atlaslarıdır.

Belirli bir ampirik nesnenin özelliği, özelliğin artan veya azalan nicel tezahüründe denklik ve düzen açısından kendini gösterirse, o zaman bir sipariş ölçeği (rütbe). Monoton olarak artar veya azalır ve belirtilen özelliği karakterize eden miktarlar arasındaki oranı az/çok ayarlamanıza olanak tanır. Sıralı ölçeklerde sıfır var veya yok, ancak prensipte ölçü birimlerini tanıtmak imkansızdır, çünkü onlar için bir orantılılık ilişkisi kurulmamıştır ve buna göre, kaç kez daha fazla veya daha az spesifik olduğunu yargılamak mümkün değildir. bir özelliğin tezahürleridir.

Fenomenin bilgi seviyesinin, bu özelliğin değerleri arasında var olan ilişkiyi doğru bir şekilde kurmaya izin vermediği veya ölçeğin kullanımının pratik için uygun ve yeterli olduğu durumlarda, kullanın. koşullu (ampirik) ölçeksıra. Bu, başlangıç ​​değerleri keyfi birimlerde ifade edilen PV ölçeğidir, örneğin, Engler viskozite ölçeği, deniz rüzgarının gücünü ölçmek için 12 noktalı Beaufort ölçeği.

Aralık ölçekleri (fark ölçeği düzen ölçeklerinin daha ileri bir gelişimidir ve özellikleri eşdeğerlik, düzen ve toplamsallık ilişkilerini karşılayan nesnelere uygulanır. Aralık ölçeği aynı aralıklardan oluşur, bir ölçüm birimine ve isteğe bağlı olarak seçilen bir başlangıca sahiptir - bir sıfır noktası. Bu ölçekler, dünyanın yaratılışının veya İsa'nın Doğuşunun vb. başlangıç ​​noktası olarak alındığı çeşitli takvimlere göre kronoloji içerir. Celsius, Fahrenheit ve Réaumur sıcaklık ölçekleri de aralıklı ölçeklerdir.

ilişki ölçeği eşdeğerlik, düzen ve toplamsallık (ikinci tür ölçekler toplamsaldır) ve bazı durumlarda orantılılık (birinci tür ölçekler orantılıdır) ilişkilerini karşılayan ampirik nesnelerin özelliklerini tanımlar. Örnekleri, kütle ölçeği (ikinci türden), termodinamik sıcaklık (birinci türden).

İlişki ölçeklerinde, bir özelliğin ve bir ölçü biriminin sıfır nicel tezahürü için açık bir doğal kriter vardır. Biçimsel bir bakış açısından, oranlar ölçeği, doğal bir referans noktası olan bir aralıklar ölçeğidir. EF ölçülürken önemli olan bu ölçekte elde edilen değerlere tüm aritmetik işlemler uygulanabilir. Örneğin, terazinin terazisi, sıfır işaretinden başlayarak, gerekli tartım doğruluğuna bağlı olarak farklı şekillerde derecelendirilebilir.

Mutlak ölçekler. Mutlak ölçekler, oran ölçeklerinin tüm özelliklerine sahip olan, ancak ek olarak doğal bir ölçüm birimi tanımına sahip olan ve kabul edilen ölçüm birimleri sistemine bağlı olmayan ölçekler olarak anlaşılır. Bu tür ölçekler bağıl değerlere karşılık gelir: kazanç, zayıflama, vb. SI sisteminde birçok türetilmiş birimin oluşumu için boyutsuz ve mutlak ölçeklerin sayma birimleri kullanılır.

İsimlerin ve sıranın ölçeklerinin çağrıldığını unutmayın. olumsuzlukmetrik (kavramsal), ve aralıkların ve oranların ölçekleri - metrik (malzeme). Mutlak ve metrik ölçekler doğrusal olarak sınıflandırılır. Ölçüm ölçeklerinin pratik uygulaması, hem ölçeklerin hem de ölçüm birimlerinin kendilerinin ve gerekirse kesin olarak çoğaltılması için yöntem ve koşulların standartlaştırılmasıyla gerçekleştirilir.