Материал: Метрология, стандартизация, сертификация. учебное пособие. Орловцева О.А., Надеев А.А

Окончание табл. 2

Единица измерения физической величины - физиче-

ская величина фиксированного размера, которой присвоено числовое значение, равное 1, определяемая и применяемая по соглашению для количественного выражения однородных с ней физических величин.

На практике широко применяется понятие узаконенные единицы, которое раскрывается как «система единиц и (или) отдельные единицы, установленные для применения в стране в соответствии с законодательными актами».

Виды физических величин:

1) по способу выражения физической величины:

-абсолютная величина – физическая величина, выраженная в соответствующих единицах измерения (масса, напряжение, количество вещества и т.д.);

-относительная величина представляет собой безразмерное отношение физической величины к одноименной физической величине, принимаемой за исходную (относительная влажность воздуха, коэффициент полезного действия);

-логарифмической величиной называют величину, рав-

ную логарифму безразмерного отношения физической величины к однородной величине, принятой за исходную (например, уровень звукового давления, уровень громкости, усиление и ослабление электрической величины);

11

2) в зависимости от возможности проведения алгебраических операций:

-аддитивная величина – величина, разные значения которой могут быть суммированы, умножены на числовой коэффициент, разделены друг на друга (например, длина, масса

идр.);

-неаддитивная величина – величина, для которой суммирование её значений не имеет смысла (например, термодинамическая температура);

-порядковая величина – величина, определённая в соответствии с принятыми по соглашению методом измерений или методикой измерений, для которой может быть установлено, в соответствии с её размером, общее порядковое соотношение с другими величинами того же рода, но для которой не применимы алгебраические операции над этими величинами (например, октановое число для лёгкого топлива, сила землетрясения по шкале Рихтера, субъективный уровень боли в брюшной полости по шкале от нуля до пяти и т.д.). Порядковые величины могут входить только в эмпирические соотношения и не имеют ни единиц измерения, ни размерностей величин. Разности и отношения порядковых величин не имеют смысла.

1.2.2.Системы единиц физических величин. Международная система единиц физических величин

Система величин – согласованная совокупность величин и уравнений связи между ними, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины условно принимают за независимые (основные), а другие определяют как функции независимых величин (производные).

Система единиц величин - совокупность основных и производных единиц, вместе с их кратными и дольными единицами, определёнными в соответствии с установленными правилами для данной системы единиц.

Уравнение связи (между величинами) – математиче-

ское соотношение между величинами в данной системе вели-

12

чин, основанное на законах природы и не зависящее от единиц измерения.

Уравнение связи между единицами – математическое соотношение, связывающее основные единицы, когерентные производные единицы или другие единицы измерения.

Как видно из определения, все величины в системе величин делятся на основные и производные.

Основная величина – одна из величин подмножества, условно выбранного для данной системы величин так, что никакая из величин этого подмножества не может выражаться через другие величины. Данное подмножество – это набор основных величин рассматриваемой системы. Основные величины относят к взаимно независимым, так как основная величина не может быть выражена как произведение степеней других основных величин.

Основная единица системы единиц величин – едини-

ца измерения, принятая по соглашению для основной величины. В любой когерентной системе единиц существует только одна основная единица для каждой основной величины.

Производная величина – величина, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы.

Производная единица системы единиц величин – еди-

ница измерения для производной величины.

Когерентная производная единица величины –

производная единица величины, которая для данной системы величин и для выбранного набора основных единиц, представляет собой произведение основных единиц, возведённых в степень, с коэффициентом пропорциональности, равным единице.

Дополнительная единица физической величины. В

Международную систему единиц при её принятии в 1960 г. на XI ГКМВ входило три класса единиц: основные, производные и дополнительные (радиан и стерадиан). ГКМВ классифицировала единицы радиан и стерадиан как «дополнительные, оставив открытым вопрос о том, являются они основными едини-

13

цами или производными». В целях устранения двусмысленного положения этих единиц Международный комитет мер и весов в 1980 г. решил интерпретировать класс дополнительных единиц SI как класс безразмерных производных единиц, для которых ГКМВ оставляет открытой возможность применения или неприменения их в выражениях для производных единиц SI. В 1995 г. XX ГКМВ постановила исключить класс дополнительных единиц в SI, а радиан и стерадиан считать безразмерными производными единицами SI (имеющими специальные наименования и обозначения), которые могут быть использованы или не использованы в выражениях для других производных единиц SI (по необходимости).

По отношению к системе величин единицы бывают системными и внесистемными.

Системная единица величины – единица величины,

входящая в принятую систему единиц. Основные, производные, кратные и дольные единицы СИ являются системными. Например, 1 м; 1 м/с; 1 км; 1 нм.

Внесистемная единица величины – единица величины,

не входящая в принятую систему единиц. Внесистемные единицы по отношению к единицам SI разделяются на четыре группы:

-допускаемые к применению наравне с единицами СИ (например, единица массы – тонна; единица вместимости – литр; единицы времени – минута, сутки, неделя, месяц, год, век и др.);

-допускаемые к применению в специальных областях (например, в астрономии – световой год (св. год), парсек (пс)

–единица длины; в оптике диоптрия (дптр) – единица оптической силы; в сельском хозяйстве – гектар (га) – единица площади; в геодезии – град или гон – единица плоского угла);

-временно допускаемые к применению (например, миля

–единица длины (1 миля); оборот в секунду – единица скорости (1 об/с); карат – единица массы (1 кар); бар – единица давления (1 бар) и др.);

14

- устаревшие, или не допускаемые к применению (например, лошадиная сила – единица мощности (1 л.с.); единица давления – килограмм-сила на квадратный сантиметр (1 кгс/см2); эрг – единица работы, энергии (1 эрг) и др.).

По отношению к размеру единицы физической величины бывают кратные и дольные.

Кратная единица величины - единица величины, в целое число раз большая системной или внесистемной единицы.

Пример: единица длины 1 км =1·103 м, кратная метру; единица частоты 1 МГц (мегагерц) = 1·106 Гц, кратная герцу.

Дольная единица величины - единица величины, в целое число раз меньшая системной или внесистемной единицы.

Пример: единица длины 1 нм (нанометр) = 1·10-9 м и единица времени 1 мкс = 1·10-6 с являются дольными соответственно от метра и секунды.

Десятичные кратные (табл. 3) и дольные (табл. 4) единицы образуют с помощью стандартных множителей и приставок СИ, присоединяемых к названию или обозначению единицы.

15