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Vorlesung 1. Eigentum. Größe. Grundlegende Messgleichung

2. Messungen

Im Studiengang „Messtechnik“, der Ihnen im vierten Jahr vermittelt wird, werden Größen, Maße und Messgeräte eingehend untersucht. Hier betrachten wir die wichtigsten Punkte, die wir im Kurs „Geodätische Instrumente und Messungen“ wissen müssen.

1. Eigentum. Größe. Grundlegende Messgleichung

Alle Objekte der umgebenden Welt zeichnen sich durch ihre Eigenschaften aus.

Beispielsweise können wir Eigenschaften von Objekten wie Farbe, Gewicht, Länge, Höhe, Dichte, Härte, Weichheit usw. benennen. Aus der Tatsache, dass ein Objekt farbig oder lang ist, lernen wir jedoch nichts, außer dass es die Eigenschaft von Farbe oder Länge hat.

Zur quantitativen Beschreibung verschiedener Eigenschaften, Prozesse und physikalischer Körper wird der Quantitätsbegriff eingeführt.

Alle Mengen können in zwei Typen unterteilt werden:real Und perfekt .

Ideal Größen beziehen sich hauptsächlich auf die Mathematik und sind eine Verallgemeinerung (Modell) spezifischer realer Konzepte. Wir sind nicht an ihnen interessiert.

Real Mengen werden wiederum durch geteiltkörperlich Und nicht-physisch .

ZU nicht-physisch Werte, die den Sozialwissenschaften (nichtphysikalischen Wissenschaften) innewohnen – Philosophie, Soziologie, Wirtschaftswissenschaften usw. – sollten einbezogen werden. Diese Mengen interessieren uns nicht.

Körperlich Eine Größe im allgemeinen Fall kann als eine für materielle Objekte (Prozesse, Phänomene) charakteristische Größe definiert werden, die in den Naturwissenschaften (Physik, Chemie) und Technikwissenschaften untersucht wird. Es sind diese Größen, die uns interessieren.

Unter Individualität wird quantitativ verstanden, dass eine Eigenschaft für einen Gegenstand um ein bestimmtes Vielfaches größer oder kleiner sein kann als für einen anderen.

Beispielsweise hat jedes Objekt auf der Erde eine Eigenschaft wie Gewicht. Wenn Sie mehrere Äpfel nehmen, hat jeder von ihnen Gewicht. Gleichzeitig unterscheidet sich das Gewicht jedes Apfels vom Gewicht anderer Äpfel.

Physikalische Größen können unterteilt werden inmessbar Und ausgewertet.

Physikalische Größen, für die aus irgendeinem Grund keine Messung durchgeführt oder keine Maßeinheit eingegeben werden kann, können nur geschätzt werden. Solche physikalischen Größen werden aufgerufen auswertbar . Solche physikalischen Größen werden mit herkömmlichen Skalen bewertet. Beispielsweise wird die Intensität von Erdbeben geschätzt Richterskala, Mineralhärte – Mohs-Skala.

Je nach Grad der bedingten Unabhängigkeit von anderen Größen werden physikalische Größen unterteilt Basic (bedingt unabhängig),Derivate (bedingt abhängig) undzusätzlich .

Die gesamte moderne Physik kann auf sieben Grundgrößen aufbauen, die die grundlegenden Eigenschaften der materiellen Welt charakterisieren. Diese beinhaltenSieben physikalische Größen ausgewählt inSI-System als hauptsächlich , Und zwei zusätzlich physikalische Quantitäten.

Mit Hilfe der sieben Hauptgrößen und zweier zusätzlicher Größen, die lediglich der Einfachheit halber eingeführt wurden, wird die gesamte Vielfalt abgeleiteter physikalischer Größen gebildet und eine Beschreibung der Eigenschaften physikalischer Objekte und Phänomene bereitgestellt.

Je nach Vorhandensein der Dimension werden physikalische Größen unterteiltdimensional , d.h. Dimension haben unddimensionslos .

Konzept Dimensionen einer physikalischen Größe wurde vorgestellt Fourier im Jahr 1822.

Abmessungen Qualität seine Eigenschaften und wird durch das Symbol gekennzeichnet
, kommt vom Wort Abmessungen (Englisch – Größe, Dimension). Abmessungen hauptsächlich physikalische Größen werden durch entsprechende Großbuchstaben gekennzeichnet. Zum Beispiel für Länge, Masse und Zeit

Die Dimension einer abgeleiteten physikalischen Größe wird durch die Dimensionen der grundlegenden physikalischen Größen unter Verwendung eines Potenzmonomins ausgedrückt:

Wo ,
,, … – Dimensionen grundlegender physikalischer Größen;

, ,, … – Dimensionsindikatoren.

Darüber hinaus kann jeder Dimensionsindikator positiv oder negativ, eine ganze Zahl oder eine Bruchzahl sowie Null sein.

Wenn alle Dimensionsindikatoren sind gleich Null , dann heißt diese Größe dimensionslos .

Größe die gemessene Größe istquantitativ seine Eigenschaften.

Beispielsweise ist die Länge eines Brettes ein quantitatives Merkmal eines Brettes. Die Länge selbst kann nur durch Messung ermittelt werden.

Eine Menge von Zahlen, die homogene Mengen unterschiedlicher Größe darstellen, muss eine Menge identisch benannter Zahlen sein. Diese Benennung ist Einheit der physikalischen Größe oder dessen Anteil. Das gleiche Beispiel mit der Länge des Bretts. Es gibt eine Reihe von Zahlen, die die Länge verschiedener Bretter charakterisieren: 110, 115, 112, 120, 117. Alle Zahlen werden Zentimeter genannt. Der benennende Zentimeter ist eine Einheit einer physikalischen Größe, in diesem Fall eine Längeneinheit.

Zum Beispiel Meter, Kilogramm, Sekunde.

Zum Beispiel 54,3 Meter, 76,8 Kilogramm, 516 Sekunden.

Beispiel: 54,3, 76,8, 516.

Alle drei aufgeführten Parameter sind durch die Beziehung miteinander verbunden

, (3.1) Was heisstgrundlegende Messgleichung .

2. Messungen

Aus der grundlegenden Messgleichung folgt diesMessung - Dies ist die Bestimmung des Wertes einer Größe oder mit anderen Worten der Vergleich einer Größe mit ihrer Einheit. Die Messung physikalischer Größen erfolgt mit technischen Mitteln. Die folgende Definition der Messung kann angegeben werden.

Diese Definition enthält vier Merkmale des Messbegriffs.

1. Es können nur physikalische Größen gemessen werden(d. h. Eigenschaften materieller Objekte, Phänomene, Prozesse).

2. Messung ist die experimentelle Schätzung einer Größe, d.h. Es ist immer ein Experiment.

Die rechnerische Ermittlung einer Größe anhand von Formeln und bekannten Ausgangsdaten kann nicht als Messung bezeichnet werden.

3. Die Messung erfolgt mit speziellen technischen Mitteln – Trägern von Einheitsgrößen oder Skalen, sogenannten Messgeräten.

4. Messung ist die Bestimmung des Wertes einer Größe, d.h. ist der Vergleich einer Größe mit ihrer Einheit oder Skala. Dieser Ansatz wurde durch jahrhundertelange Messpraxis entwickelt. Es entspricht voll und ganz dem Inhalt des Begriffs „Messung“, der vor mehr als 200 Jahren von L. Euler formuliert wurde: „ Es ist unmöglich, eine Größe zu definieren oder zu messen, außer indem man eine andere Größe der gleichen Art als bekannt ansieht und das Verhältnis angibt, in dem sie zu dieser gefunden wird » .

Die Messung einer physikalischen Größe umfasst zwei (in der Regel mehrere) Schritte:

A) Vergleich einer gemessenen Größe mit einer Einheit;

B) Umwandlung in eine benutzerfreundliche Form(verschiedene Anzeigemethoden).

Die Messungen unterscheiden:

A) Messprinzip– es sich hierbei um ein physikalisches Phänomen oder einen physikalischen Effekt handelt, der den Messungen zugrunde liegt;

B) Messmethode– eine Technik oder eine Reihe von Techniken zum Vergleich einer gemessenen physikalischen Größe mit ihrer Einheit gemäß dem implementierten Messprinzip. Die Messmethode wird in der Regel durch die Bauart der Messgeräte bestimmt.

Alle möglichen Messungen, die in der menschlichen Praxis vorkommen, können in mehrere Richtungen klassifiziert werden.

1. Klassifizierung nach Messarten :

A) direkte Messung – eine Messung, bei der der gewünschte Wert einer physikalischen Größe direkt ermittelt wird.

Beispiele: Messen der Länge einer Linie mit einem Maßband, Messen von horizontalen oder vertikalen Winkeln mit einem Theodoliten;

B) indirekte Messung – Bestimmung des gewünschten Wertes einer physikalischen Größe basierend auf den Ergebnissen direkter Messungen anderer physikalischer Größen, die mit der gewünschten Größe funktional zusammenhängen.

Beispiel 1. Messung der Länge von Linien mit der Parallaxenmethode, bei der der horizontale Winkel an den Markierungen der Basisschiene gemessen wird, deren Abstand zwischen ihnen bekannt ist; Die erforderliche Länge wird mithilfe von Formeln berechnet, die diese Länge mit dem horizontalen Winkel und der Basis in Beziehung setzen.

Beispiel 2. Messung der Länge einer Leitung mit einem Entfernungsmesser. In diesem Fall wird nicht direkt die Leitungslänge selbst gemessen, sondern die Zeit des Durchgangs des elektromagnetischen Impulses zwischen dem Sender und dem Reflektor, der über den Punkten angebracht ist, zwischen denen die Leitungslänge gemessen wird.

Beispiel 3. Bestimmung der Raumkoordinaten eines Punktes auf der Erdoberfläche mithilfe des Global Navigation Satellite System (GNSS). In diesem Fall werden nicht Koordinaten oder gar Längen gemessen, sondern wiederum die Zeit, die das Signal benötigt, um von jedem Satelliten zum Empfänger zu gelangen. Anhand der gemessenen Zeit werden indirekt die Entfernungen der Satelliten zum Empfänger und anschließend wiederum indirekt die Koordinaten des Standortes ermittelt.

V) gemeinsame Messungen – gleichzeitige Messung von zwei oder mehr verschiedenen Größen, um die Beziehung zwischen ihnen zu bestimmen.

Beispiel. Messung der Länge eines Metallstabs und der Temperatur, bei der die Länge des Stabs gemessen wird. Das Ergebnis solcher Messungen ist die Bestimmung des Längenausdehnungskoeffizienten des Metalls, aus dem der Stab besteht, aufgrund von Temperaturänderungen.

G) Gesamtmessungen – gleichzeitig durchgeführte Messungen mehrerer gleichnamiger Größen, bei denen die gewünschten Werte der Größen durch Lösen eines Gleichungssystems ermittelt werden, das durch Messung dieser Größen in verschiedenen Kombinationen erhalten wird.

2. Klassifizierung nach Messmethoden :

A) direkte Bewertungsmethode– eine Methode, bei der der Wert einer Größe direkt vom anzeigenden Messgerät bestimmt wird;

Beispiele für die Messung des Drucks mit einem Barometer oder der Temperatur mit einem Thermometer;

B) Vergleichsmethode mit Maß– ein Messverfahren, bei dem der Messwert mit dem durch die Messung reproduzierten Wert verglichen wird;

Beispiele:

Indem sie ein Lineal mit Unterteilungen auf ein beliebiges Teil anwenden, vergleichen sie im Wesentlichen dessen Größe mit der im Lineal gespeicherten Einheit und erhalten nach der Ablesung den Wert der Menge (Länge, Höhe, Dicke und andere Parameter).

Mit einem Messgerät wird die Größe einer Größe (z. B. ein Winkel), umgerechnet in die Bewegung eines Zeigers (alidade), mit der auf der Skala dieses Geräts gespeicherten Einheit (ein horizontaler Kreis, der einen Kreis teilt) verglichen ein Maß) und es wird gezählt.

Ein Merkmal der Messgenauigkeit ist ihr Fehler oder ihre Unsicherheit.

Bei Messungen wird das reale Messobjekt stets durch sein Modell ersetzt, das sich aufgrund seiner Unvollkommenheit vom realen Objekt unterscheidet. Dadurch unterscheiden sich auch die Größen, die ein reales Objekt charakterisieren, von ähnlichen Größen desselben Objekts. Dies führt unvermeidlich zu Messfehlern, die im Allgemeinen in zufällige und systematische Fehler unterteilt werden.

Messmethode. Die Wahl der Messmethode wird durch das verwendete Modell des Messobjekts und die verfügbaren Messgeräte bestimmt. Bei der Wahl einer Messmethode wird darauf geachtet, dass der Fehler der Messmethode, d.h. Die Komponente des systematischen Messfehlers aufgrund der Unvollkommenheit des verwendeten Modells und der Messmethode (ansonsten der theoretische Fehler) hatte keinen nennenswerten Einfluss auf den resultierenden Messfehler, d. h. 30 % nicht überschritten von ihr.

Objektmodell. Änderungen der gemessenen Parameter des Modells während des Beobachtungszyklus sind in der Regel sollte 10 % nicht überschreiten vom angegebenen Messfehler. Wenn Alternativen möglich sind, werden auch wirtschaftliche Überlegungen berücksichtigt: Eine unnötige Überschätzung der Genauigkeit des Modells und der Messmethode führt zu unverhältnismäßigen Kosten. Gleiches gilt für die Wahl der Messgeräte.

Messgeräte. Die Wahl der Messgeräte und Hilfsmittel richtet sich nach der Messgröße, dem verwendeten Messverfahren und der geforderten Genauigkeit der Messergebnisse (Genauigkeitsstandards). Messungen mit Messgeräten ungenügender Genauigkeit sind von geringem Wert (sogar bedeutungslos), da sie zu falschen Schlussfolgerungen führen können. Der Einsatz zu präziser Messgeräte ist wirtschaftlich nicht rentabel. Berücksichtigt werden auch die Schwankungen der Messgröße, die Messbedingungen, die Leistungsmerkmale der Messgeräte und deren Kosten.

Das Hauptaugenmerk liegt auf den Fehlern von Messgeräten. Es ist notwendig, dass der Gesamtfehler des Messergebnisses vorliegt
war kleiner als der maximal zulässige Messfehler
, d.h.

— maximaler Fehler aufgrund des Bedieners.<

Eine physikalische Größe ist eine der Eigenschaften eines physikalischen Objekts (Phänomen, Prozess), die vielen physikalischen Objekten qualitativ gemeinsam ist, sich jedoch im quantitativen Wert unterscheidet.

Der Zweck von Messungen besteht darin, den Wert einer physikalischen Größe zu bestimmen – einer bestimmten Anzahl dafür akzeptierter Einheiten (z. B. beträgt das Ergebnis der Messung der Masse eines Produkts 2 kg, die Höhe eines Gebäudes beträgt 12 m usw. ).

Je nach Grad der Annäherung an die Objektivität werden wahre, tatsächliche und gemessene Werte einer physikalischen Größe unterschieden.

Hierbei handelt es sich um einen Wert, der im Idealfall die entsprechende Eigenschaft eines Objekts qualitativ und quantitativ widerspiegelt. Aufgrund der Unvollkommenheit der Messinstrumente und -methoden ist es praktisch unmöglich, die wahren Werte von Mengen zu ermitteln. Sie sind nur theoretisch vorstellbar. Und die bei der Messung ermittelten Werte nähern sich dem wahren Wert nur mehr oder weniger an.

Hierbei handelt es sich um einen experimentell ermittelten Wert einer Größe, der dem wahren Wert so nahe kommt, dass er stattdessen für einen bestimmten Zweck verwendet werden kann.

Hierbei handelt es sich um den Wert, der durch Messung mit bestimmten Methoden und Messgeräten ermittelt wird.

9. Einteilung der Messungen nach der Zeitabhängigkeit des Messwertes und nach Messwertsätzen.

Je nach Art der Messwertänderung – statische und dynamische Messungen.

Dynamische Messung - ein Maß für eine Größe, deren Größe sich im Laufe der Zeit ändert. Eine schnelle Änderung der Größe der Messgröße erfordert deren Messung mit möglichst genauer Bestimmung des Zeitpunkts. Zum Beispiel die Messung der Entfernung zur Erdoberfläche von einem Ballon aus oder die Messung der konstanten Spannung eines elektrischen Stroms. Eine dynamische Messung ist im Wesentlichen eine Messung der funktionalen Abhängigkeit der Messgröße von der Zeit.

Statische Messung - Messung einer Größe, die berücksichtigt wird entsprechend der gestellten Messaufgabe und ändert sich über den gesamten Messzeitraum nicht. Beispielsweise kann die Messung der linearen Größe eines hergestellten Produkts bei normaler Temperatur als statisch angesehen werden, da Temperaturschwankungen in der Werkstatt im Zehntelgradbereich zu einem Messfehler von nicht mehr als 10 μm/m führen, was im Vergleich unbedeutend ist auf den Herstellungsfehler des Teils zurückzuführen. Daher kann bei dieser Messaufgabe die Messgröße als unverändert betrachtet werden. Bei der Kalibrierung eines Leitungslängenmaßes gegen den staatlichen Primärstandard gewährleistet die Thermostatisierung die Stabilität der Aufrechterhaltung der Temperatur auf dem Niveau von 0,005 °C. Solche Temperaturschwankungen verursachen einen tausendfach kleineren Messfehler – nicht mehr als 0,01 μm/m. Bei dieser Messaufgabe ist es jedoch unerlässlich, und die Berücksichtigung von Temperaturänderungen während des Messvorgangs wird zur Voraussetzung für die Gewährleistung der erforderlichen Messgenauigkeit. Daher sollten diese Messungen mit der dynamischen Messtechnik durchgeführt werden.

Basierend auf vorhandenen Messwertsätzen An elektrisch ( Strom, Spannung, Leistung) , mechanisch ( Masse, Anzahl der Produkte, Aufwand); , Wärmekraft(Temperatur, Druck); , körperlich(Dichte, Viskosität, Trübung); chemisch(Zusammensetzung, chemische Eigenschaften, Konzentration) , Funktechnik usw.

Klassifizierung der Messungen nach der Methode zur Erlangung des Ergebnisses (nach Typ).

Je nach Methode zur Gewinnung von Messergebnissen werden direkte, indirekte, kumulative und gemeinsame Messungen unterschieden.

Direkte Messungen sind solche, bei denen der gewünschte Wert der Messgröße direkt aus experimentellen Daten ermittelt wird.

Indirekte Messungen sind solche, bei denen der gewünschte Wert der Messgröße auf der Grundlage eines bekannten Zusammenhangs zwischen der Messgröße und durch direkte Messungen ermittelten Größen ermittelt wird.

Unter kumulativen Messungen versteht man solche Messungen, bei denen mehrere gleichnamige Größen gleichzeitig gemessen werden und der ermittelte Wert durch Lösung eines Gleichungssystems ermittelt wird, das auf der Grundlage direkter Messungen gleichnamiger Größen entsteht.

Unter gemeinsamen Messungen versteht man die Messung zweier oder mehrerer Größen mit unterschiedlichen Namen, um die Beziehung zwischen ihnen zu ermitteln.

Klassifizierung von Messungen nach den Bedingungen, die die Genauigkeit des Ergebnisses bestimmen, und der Anzahl der Messungen, um das Ergebnis zu erhalten.

Entsprechend den Bedingungen, die die Genauigkeit des Ergebnisses bestimmen, werden Messungen in drei Klassen eingeteilt:

1. Messungen mit der höchstmöglichen Genauigkeit, die mit dem vorhandenen Stand der Technik erreichbar ist.

Dazu gehören vor allem Standardmessungen im Zusammenhang mit der größtmöglichen Genauigkeit der Wiedergabe etablierter Einheiten physikalischer Größen, aber auch Messungen physikalischer Konstanten, vor allem universeller (z. B. der Absolutwert der Erdbeschleunigung, d gyromagnetisches Verhältnis eines Protons usw.).

Diese Klasse umfasst auch einige spezielle Messungen, die eine hohe Genauigkeit erfordern.

2. Kontroll- und Überprüfungsmessungen, deren Fehler mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit einen bestimmten festgelegten Wert nicht überschreiten sollte.

Dazu gehören Messungen, die von Laboratorien zur staatlichen Überwachung der Umsetzung und Einhaltung von Normen und des Zustands von Messgeräten sowie von Werksmesslaboren durchgeführt werden, die garantieren, dass die Fehlerhaftigkeit des Ergebnisses mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit einen bestimmten vorgegebenen Wert nicht überschreitet.

3. Technische Messungen, bei denen der Fehler des Ergebnisses durch die Eigenschaften der Messgeräte bestimmt wird.

Beispiele für technische Messungen sind Messungen während des Produktionsprozesses in Maschinenbaubetrieben, an Schaltanlagen von Kraftwerken usw.

Basierend auf der Anzahl der Messungen werden Messungen in Einzel- und Mehrfachmessungen unterteilt.

Eine Einzelmessung ist eine einmal durchgeführte Messung einer Größe. In der Praxis weisen Einzelmessungen einen großen Fehler auf. Um den Fehler zu verringern, empfiehlt es sich, Messungen dieser Art mindestens dreimal durchzuführen und als Ergebnis den arithmetischen Durchschnitt zu ermitteln.

Bei Mehrfachmessungen handelt es sich um Messungen einer oder mehrerer Größen, die viermal oder mehrmals durchgeführt werden. Eine Mehrfachmessung ist eine Reihe von Einzelmessungen. Die Mindestanzahl an Messungen, bei denen eine Messung als mehrfach betrachtet werden kann, beträgt vier. Das Ergebnis mehrerer Messungen ist das arithmetische Mittel der Ergebnisse aller durchgeführten Messungen. Bei wiederholten Messungen verringert sich der Fehler.

Klassifizierung zufälliger Messfehler.

Der Zufallsfehler ist eine Komponente des Messfehlers, die sich bei wiederholten Messungen derselben Größe zufällig ändert.

1) Grob – überschreitet nicht den zulässigen Fehler

2) Ein Fehlschlag ist ein grober Fehler, abhängig von der Person

3) Erwartet – erhalten als Ergebnis des Experiments während der Erstellung. Bedingungen

Konzept der Metrologie

Metrologie– die Wissenschaft der Messungen, Methoden und Mittel zur Gewährleistung ihrer Einheit und Methoden zur Erzielung der erforderlichen Genauigkeit. Es basiert auf einer Reihe von Begriffen und Konzepten, von denen die wichtigsten im Folgenden aufgeführt sind.

Physikalische Größe- eine Eigenschaft, die qualitativ vielen physischen Objekten gemeinsam ist, quantitativ jedoch für jedes Objekt individuell ist. Physikalische Größen sind Länge, Masse, Dichte, Kraft, Druck usw.

Einheit der physikalischen Größe wird als die Größe angesehen, der per Definition ein Wert gleich 1 zugewiesen wird. Zum Beispiel Masse 1 kg, Kraft 1 N, Druck 1 Pa. In verschiedenen Einheitensystemen können Einheiten gleicher Menge unterschiedlich groß sein. Zum Beispiel für eine Kraft von 1 kgf ≈ 10 N.

Wert der physikalischen Größe– numerische Bewertung der physischen Größe eines bestimmten Objekts in akzeptierten Einheiten. Die Masse eines Ziegels beträgt beispielsweise 3,5 kg.

Technische Dimension– Bestimmung der Werte verschiedener physikalischer Größen mit speziellen technischen Methoden und Mitteln. Bei Labortests werden die Werte von geometrischen Abmessungen, Masse, Temperatur, Druck, Kraft usw. ermittelt. Alle technischen Messungen müssen den Anforderungen an Einheitlichkeit und Genauigkeit genügen.

Direkte Messung– experimenteller Vergleich eines bestimmten Wertes mit einem anderen, als Einheit genommenen Wert durch Ablesen auf der Instrumentenskala. Zum Beispiel Länge, Masse, Temperatur messen.

Indirekte Messungen– Ergebnisse, die aus den Ergebnissen direkter Messungen durch Berechnungen mit bekannten Formeln gewonnen wurden. Zum Beispiel die Bestimmung der Dichte und Festigkeit eines Materials.

Einheit der Messungen– ein Messzustand, bei dem die Ergebnisse in gesetzlichen Einheiten ausgedrückt werden und Messfehler mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit bekannt sind. Die Einheitlichkeit der Messungen ist notwendig, um die Ergebnisse von Messungen vergleichen zu können, die an verschiedenen Orten, zu unterschiedlichen Zeiten und mit verschiedenen Instrumenten durchgeführt wurden.

Genauigkeit der Messungen– Qualität der Messungen, die die Nähe der erzielten Ergebnisse zum wahren Wert des Messwerts widerspiegelt. Unterscheiden Sie zwischen wahren und tatsächlichen Werten physikalischer Größen.

Wahre Bedeutung Die physikalische Größe spiegelt im Idealfall die entsprechenden Eigenschaften des Objekts in qualitativer und quantitativer Hinsicht wider. Der wahre Wert ist frei von Messfehlern. Da alle Werte einer physikalischen Größe empirisch ermittelt werden und Messfehler enthalten, bleibt der wahre Wert unbekannt.

Echter Wert physikalische Größen werden experimentell gefunden. Es kommt dem wahren Wert so nahe, dass es für bestimmte Zwecke stattdessen verwendet werden kann. Bei technischen Messungen wird der Wert einer physikalischen Größe, der mit einem nach technischen Anforderungen akzeptablen Fehler ermittelt wird, als tatsächlicher Wert angenommen.

Messfehler– Abweichung des Messergebnisses vom wahren Wert des Messwertes. Da der wahre Wert der gemessenen Größe unbekannt bleibt, wird der Messfehler in der Praxis nur näherungsweise abgeschätzt, indem die Messergebnisse mit dem Wert derselben Größe verglichen werden, der mit einer um ein Vielfaches höheren Genauigkeit erhalten wurde. Somit kann der Fehler beim Messen der Abmessungen einer Probe mit einem Lineal, der ± 1 mm beträgt, abgeschätzt werden, indem die Probe mit einem Messschieber mit einem Fehler von nicht mehr als ± 0,5 mm gemessen wird.

Absoluter Fehler ausgedrückt in Einheiten der gemessenen Größe.

Relativer Fehler- das Verhältnis des absoluten Fehlers zum tatsächlichen Wert des Messwerts.

Messgeräte sind technische Messmittel mit standardisierten messtechnischen Eigenschaften. Messgeräte werden in Messgeräte und Messgeräte unterteilt.

Messen– ein Messgerät, das dazu bestimmt ist, eine physikalische Größe einer bestimmten Größe zu reproduzieren. Ein Gewicht ist beispielsweise ein Maß für die Masse.

Messgerät– ein Messgerät, das dazu dient, Messinformationen in einer für einen Beobachter wahrnehmbaren Form wiederzugeben. Als Messgeräte werden die einfachsten Messgeräte bezeichnet. Zum Beispiel ein Lineal, ein Messschieber.

Die wichtigsten messtechnischen Indikatoren von Messgeräten sind:

Der Skalenteilungswert ist die Differenz der Werte der Messgröße, die zwei benachbarten Skalenstrichen entspricht;

Der Anfangs- und Endwert der Skala sind jeweils der kleinste und größte Wert des auf der Skala angezeigten Messwerts;

Der Messbereich ist der Wertebereich des Messwerts, für den zulässige Fehler normiert werden.

Messfehler– das Ergebnis einer gegenseitigen Überlagerung von Fehlern, die aus verschiedenen Gründen verursacht werden: Fehler der Messgeräte selbst, Fehler, die bei der Verwendung des Geräts und beim Ablesen von Messergebnissen entstehen, sowie Fehler aufgrund der Nichteinhaltung der Messbedingungen. Bei ausreichend vielen Messungen nähert sich das arithmetische Mittel der Messergebnisse dem wahren Wert an und der Fehler nimmt ab.

Systematischer Fehler- ein Fehler, der konstant bleibt oder sich bei wiederholten Messungen auf natürliche Weise ändert und aus bekannten Gründen entsteht. Zum Beispiel die Verschiebung der Instrumentenskala.

Ein Zufallsfehler ist ein Fehler, dessen Auftreten in keinem natürlichen Zusammenhang mit früheren oder nachfolgenden Fehlern steht. Sein Auftreten wird durch viele zufällige Gründe verursacht, deren Einfluss auf jede Messung nicht im Voraus berücksichtigt werden kann. Zu den Gründen, die zum Auftreten eines Zufallsfehlers führen, gehören beispielsweise Heterogenität des Materials, Unregelmäßigkeiten bei der Probenahme und Fehler bei den Instrumentenablesungen.

Wenn die sog grober Fehler, was den unter gegebenen Bedingungen zu erwartenden Fehler erheblich erhöht, werden solche Messergebnisse von der Berücksichtigung als unzuverlässig ausgeschlossen.

Die Einheit aller Messungen wird durch die Festlegung von Maßeinheiten und die Entwicklung ihrer Standards sichergestellt. Seit 1960 gilt das Internationale Einheitensystem (SI), das den komplexen Satz von Einheitensystemen und einzelnen Nichtsystemeinheiten ersetzte, die auf der Grundlage des metrischen Maßsystems entwickelt wurden. In Russland ist das SI-System als Standard übernommen und seine Verwendung im Baubereich seit 1980 geregelt.

Vorlesung 2. PHYSIKALISCHE GRÖSSEN. MASSEINHEITEN

2.1 Physikalische Größen und Skalen

2.2 Einheiten physikalischer Größen

2.3. Internationales Einheitensystem (SI-System)

2.4 Physikalische Größen technologischer Prozesse

Lebensmittelproduktion

2.1 Physikalische Größen und Skalen

Eine physikalische Größe ist eine Eigenschaft, die vielen physikalischen Objekten (physikalischen Systemen, ihren Zuständen und in ihnen ablaufenden Prozessen) qualitativ gemeinsam ist, für jedes von ihnen jedoch quantitativ individuell ist.

Individuell in quantitativer Hinsicht ist so zu verstehen, dass die gleiche Eigenschaft für ein Objekt um ein bestimmtes Vielfaches größer oder kleiner sein kann als für ein anderes.

Typischerweise wird der Begriff „physikalische Größe“ verwendet, um Eigenschaften oder Merkmale zu bezeichnen, die quantifiziert werden können. Zu den physikalischen Größen gehören Masse, Länge, Zeit, Druck, Temperatur usw. Alle von ihnen bestimmen qualitativ gemeinsame physikalische Eigenschaften, ihre quantitativen Eigenschaften können unterschiedlich sein.

Es empfiehlt sich, physikalische Größen zu unterscheiden gemessen und beurteilt. Der gemessene EF kann quantitativ in Form einer bestimmten Anzahl etablierter Maßeinheiten ausgedrückt werden. Die Möglichkeit, Letzteres einzuführen und zu nutzen, ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal der gemessenen EF.

Es gibt jedoch Eigenschaften wie Geschmack, Geruch usw., für die keine Einheiten eingegeben werden können. Solche Mengen können geschätzt werden. Die Werte werden anhand von Skalen bewertet.

Von Genauigkeit des Ergebnisses Es gibt drei Arten von Werten physikalischer Größen: wahr, tatsächlich, gemessen.

Der wahre Wert einer physikalischen Größe(wahrer Wert einer Größe) – der Wert einer physikalischen Größe, der qualitativ und quantitativ idealerweise die entsprechende Eigenschaft des Objekts widerspiegelt.

Zu den Postulaten der Metrologie gehören:

Der wahre Wert einer bestimmten Größe existiert und ist konstant

Der wahre Wert der gemessenen Größe kann nicht ermittelt werden.

Der wahre Wert einer physikalischen Größe kann nur als Ergebnis eines endlosen Messprozesses mit endloser Verbesserung der Methoden und Messgeräte ermittelt werden. Für jede Entwicklungsstufe der Messtechnik können wir nur den tatsächlichen Wert einer physikalischen Größe kennen, der anstelle des wahren Werts verwendet wird.

Realer Wert einer physikalischen Größe– der experimentell ermittelte Wert einer physikalischen Größe, der dem wahren Wert so nahe kommt, dass er ihn für die gegebene Messaufgabe ersetzen kann. Ein typisches Beispiel für die Entwicklung der Messtechnik ist die Zeitmessung. Früher wurde die Zeiteinheit Sekunde als 1/86400 des durchschnittlichen Sonnentages mit einem Fehler von 10 definiert -7 . Derzeit wird die Sekunde mit einem Fehler von 10 ermittelt -14 , d. h. wir sind 7 Größenordnungen näher am wahren Wert der Zeitbestimmung auf dem Referenzniveau.

Als tatsächlicher Wert einer physikalischen Größe wird üblicherweise das arithmetische Mittel einer Reihe von Größenwerten angesehen, die bei Messungen gleicher Genauigkeit erhalten wurden, oder das gewichtete arithmetische Mittel bei Messungen ungleicher Genauigkeit.

Messwert einer physikalischen Größe– der Wert einer physikalischen Größe, der mit einer bestimmten Technik ermittelt wird.

Nach Art der PV-Phänomene in folgende Gruppen eingeteilt :

- real , diese. Beschreibung der physikalischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften von Stoffen. Materialien und daraus hergestellte Produkte. Dazu gehören Masse, Dichte usw. Dies sind passive PVs, weil Um sie zu messen, ist der Einsatz von Hilfsenergiequellen erforderlich, mit deren Hilfe ein Signal mit Messinformationen erzeugt wird.

- Energie – Beschreibung der energetischen Eigenschaften der Prozesse der Umwandlung, Übertragung und Nutzung von Energie (Energie, Spannung, Leistung). Diese Größen sind aktiv. Sie können ohne den Einsatz von Hilfsenergiequellen in Messinformationssignale umgewandelt werden;

- Charakterisierung des Flusses von Zeitprozessen . Zu dieser Gruppe gehören verschiedene Arten von Spektraleigenschaften, Korrelationsfunktionen usw.

Je nach Grad der bedingten Abhängigkeit von anderen PV-Werten unterteilt in Basis und Ableitung

Grundlegende physikalische Größe– eine physikalische Größe, die in einem Mengensystem enthalten ist und üblicherweise als unabhängig von anderen Größen dieses Systems angesehen wird.

Die Auswahl der als Grundgrößen akzeptierten physikalischen Größen und ihrer Anzahl erfolgt willkürlich. Als Hauptgrößen wurden zunächst die Größen gewählt, die die Grundeigenschaften der materiellen Welt charakterisieren: Länge, Masse, Zeit. Die übrigen vier physikalischen Grundgrößen sind so gewählt, dass jede von ihnen einen der Zweige der Physik repräsentiert: Stromstärke, thermodynamische Temperatur, Materiemenge, Lichtintensität.

Jeder physikalischen Grundgröße eines Mengensystems ist ein Symbol in Form eines Kleinbuchstabens des lateinischen oder griechischen Alphabets zugeordnet: Länge – L, Masse – M, Zeit – T, elektrischer Strom – I, Temperatur – O, Menge von Substanz - N, Lichtintensität - J. Diese Symbole sind im Namen des Systems physikalischer Größen enthalten. Daher wird das System der physikalischen Größen der Mechanik, dessen Hauptgrößen Länge, Masse und Zeit sind, als „LMT-System“ bezeichnet.

Abgeleitete physikalische Größe– eine physikalische Größe, die in einem Mengensystem enthalten ist und durch die Grundgrößen dieses Systems bestimmt wird.

1.3 Physikalische Größen und ihre Messungen

Physikalische Größe – eine der Eigenschaften eines physikalischen Objekts (physikalisches System, Phänomen oder Prozess), die in qualitativer Hinsicht vielen physikalischen Objekten gemeinsam, aber quantitativ für jedes von ihnen individuell ist. Wir können auch sagen, dass eine physikalische Größe eine Größe ist, die in den Gleichungen der Physik verwendet werden kann, und mit Physik meinen wir hier Wissenschaft und Technologie im Allgemeinen.

Wort " Größe„ wird oft in zwei Bedeutungen verwendet: als allgemeine Eigenschaft, auf die das Konzept von mehr oder weniger anwendbar ist, und als Menge dieser Eigenschaft. Im letzteren Fall müssten wir von der „Größe einer Größe“ sprechen, daher werden wir im Folgenden von der Quantität gerade als Eigenschaft eines physikalischen Objekts und im zweiten Sinne von der Bedeutung einer physikalischen Größe sprechen .

Kürzlich wurde die Aufteilung der Mengen in physisch und nicht-physisch , wobei zu beachten ist, dass es kein strenges Kriterium für eine solche Werteaufteilung gibt. Gleichzeitig unter körperlich verstehen Sie Größen, die die Eigenschaften der physikalischen Welt charakterisieren und in den Naturwissenschaften und der Technik verwendet werden. Für sie gibt es Maßeinheiten. Physikalische Größen werden je nach den Regeln ihrer Messung in drei Gruppen eingeteilt:

Größen, die die Eigenschaften von Objekten charakterisieren (Länge, Masse);

Größen, die den Zustand des Systems charakterisieren (Druck,

Temperatur);

Größen, die Prozesse charakterisieren (Geschwindigkeit, Leistung).

ZU nicht-physisch beziehen sich auf Größen, für die es keine Maßeinheiten gibt. Sie können sowohl die Eigenschaften der materiellen Welt als auch Konzepte charakterisieren, die in den Sozialwissenschaften, der Wirtschaft und der Medizin verwendet werden. Entsprechend dieser Größenaufteilung ist es üblich, zwischen Messungen physikalischer Größen und zu unterscheiden nichtphysikalische Messungen . Ein weiterer Ausdruck dieses Ansatzes sind zwei unterschiedliche Verständnisse des Messbegriffs:

Messung in im engeren Sinne als experimenteller Vergleich

eine messbare Größe mit einer anderen bekannten Größe

die gleiche Qualität als Einheit angenommen;

Messung in Im weitem Sinne wie man Übereinstimmungen findet

zwischen Zahlen und Objekten, ihren Zuständen oder Prozessen entsprechend

bekannte Regeln.

Die zweite Definition entstand im Zusammenhang mit der jüngsten weit verbreiteten Verwendung von Messungen nichtphysikalischer Größen, die in der biomedizinischen Forschung, insbesondere in der Psychologie, Ökonomie, Soziologie und anderen Sozialwissenschaften, vorkommen. In diesem Fall wäre es richtiger, nicht von Messung, sondern von zu sprechen Mengen schätzen Unter Bewertung versteht man die Feststellung der Qualität, des Grades und des Niveaus von etwas gemäß festgelegten Regeln. Mit anderen Worten handelt es sich um einen Vorgang, bei dem durch Berechnen, Finden oder Bestimmen einer Zahl eine die Qualität eines Objekts charakterisierende Größe nach festgelegten Regeln zugeschrieben wird. Zum Beispiel die Stärke von Wind oder Erdbeben bestimmen, Eiskunstläufer benoten oder das Wissen der Schüler anhand einer Fünf-Punkte-Skala beurteilen.

Konzept Bewertung Größen sollten nicht mit dem Konzept der Größenschätzung verwechselt werden, das damit verbunden ist, dass wir als Ergebnis von Messungen tatsächlich nicht den wahren Wert der gemessenen Größe erhalten, sondern nur deren Bewertung, die in gewissem Maße diesem Wert nahe kommt.

Das oben diskutierte Konzept Messung„, das das Vorhandensein einer Maßeinheit (Maßeinheit) voraussetzt, entspricht dem Maßbegriff im engeren Sinne und ist traditioneller und klassischer. In diesem Sinne wird es im Folgenden verstanden – als Messung physikalischer Größen.

Unten sind ungefähr grundlegendes Konzept , bezogen auf eine physikalische Größe (im Folgenden werden alle Grundbegriffe der Metrologie und ihre Definitionen gemäß der oben genannten Empfehlung zur zwischenstaatlichen Normung RMG 29-99 angegeben):

- Größe einer physikalischen Größe - quantitative Gewissheit einer physikalischen Größe, die einem bestimmten materiellen Objekt, System, Phänomen oder Prozess innewohnt;

- physikalischer Größenwert - Ausdruck der Größe einer physikalischen Größe in Form einer bestimmten Anzahl dafür akzeptierter Einheiten;

- wahrer Wert einer physikalischen Größe - der Wert einer physikalischen Größe, der die entsprechende physikalische Größe qualitativ und quantitativ ideal charakterisiert (kann mit dem Konzept der absoluten Wahrheit korreliert werden und wird nur als Ergebnis eines endlosen Messprozesses mit endloser Verbesserung von Methoden und Messgeräten gewonnen );

tatsächlicher Wert einer physikalischen Größe  der Wert einer physikalischen Größe, der experimentell ermittelt wurde und so nahe am wahren Wert liegt, dass er stattdessen in der gegebenen Messaufgabe verwendet werden kann;

Maßeinheit der physikalischen Größe  eine physikalische Größe einer festen Größe, der herkömmlicherweise ein numerischer Wert gleich 1 zugeordnet wird und die zur quantitativen Darstellung ähnlicher physikalischer Größen verwendet wird;

System physikalischer Größen  eine Menge physikalischer Größen, die nach anerkannten Prinzipien gebildet werden, wobei einige Größen als unabhängig angesehen werden, während andere als Funktionen davon definiert werden unabhängige Größen;

hauptsächlich physikalische Größe – eine physikalische Größe, die in einem Mengensystem enthalten ist und üblicherweise als unabhängig von anderen Größen dieses Systems angesehen wird.

abgeleitete physikalische Größe – eine physikalische Größe, die in einem Mengensystem enthalten ist und durch die Grundgrößen dieses Systems bestimmt wird;

Einheitensystem physikalischer Einheiten  eine Reihe grundlegender und abgeleiteter Einheiten physikalischer Größen, die gemäß den Prinzipien für ein bestimmtes System physikalischer Größen gebildet werden.

Metrologie, Standardisierung und Zertifizierung Demidova N.V.

4 Das Konzept der physikalischen Größe Die Bedeutung von Systemen physikalischer Einheiten

Eine physikalische Größe ist ein Konzept aus mindestens zwei Wissenschaften: Physik und Metrologie. Per Definition ist eine physikalische Größe eine bestimmte Eigenschaft eines Objekts oder Prozesses, die hinsichtlich qualitativer Parameter mehreren Objekten gemeinsam ist, sich jedoch quantitativ unterscheidet (individuell für jedes Objekt). Es gibt eine Reihe von Klassifizierungen, die nach verschiedenen Kriterien erstellt werden. Die wichtigsten sind unterteilt in:

1) aktive und passive physikalische Größen – aufgeteilt in Bezug auf Messinformationssignale. Darüber hinaus sind die ersten (aktiven) Größen in diesem Fall, die ohne den Einsatz von Hilfsenergiequellen die Wahrscheinlichkeit haben, in ein Messinformationssignal umgewandelt zu werden. Und die zweiten (passiven) sind Größen, für die es notwendig ist, Hilfsenergiequellen zu verwenden, die ein Signal mit Messinformationen erzeugen;

2) additive (oder umfangreiche) und nichtadditive (oder intensive) physikalische Größen – bei der Division auf der Grundlage der Additivität. Es wird angenommen, dass die ersten (additiven) Größen in Teilen gemessen werden, außerdem können sie mithilfe eines mehrwertigen Maßes basierend auf der Summation der Größen einzelner Maße genau reproduziert werden. Die zweiten (nichtadditiven) Größen werden jedoch nicht direkt gemessen, da sie durch indirekte Messungen in eine direkte Messung einer Größe oder eine Messung umgewandelt werden. Im Jahr 1791 wurde von der französischen Nationalversammlung das erste Einheitensystem für physikalische Größen verabschiedet. Es war ein metrisches Maßsystem. Es umfasste: Längen-, Flächen-, Volumen-, Kapazitäts- und Gewichtseinheiten. Und sie basierten auf zwei mittlerweile bekannten Einheiten: dem Meter und dem Kilogramm.

Der Wissenschaftler stützte seine Methodik auf drei unabhängige Hauptgrößen: Masse, Länge, Zeit. Und als Hauptmaßeinheiten für diese Größen nahm der Mathematiker Milligramm, Millimeter und Sekunde, da sich alle anderen Maßeinheiten mit den Minimaleinheiten leicht berechnen lassen. So werden im gegenwärtigen Entwicklungsstadium folgende Haupteinheitensysteme physikalischer Größen unterschieden:

1) GHS-System(1881);

2) MKGSS-System(Ende 19. Jahrhundert);

3) MKSA-System(1901)

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Physikalische Größe und ihre Eigenschaften.

Alle Objekte der materiellen Welt haben eine Reihe von Eigenschaften, die es uns ermöglichen, ein Objekt von einem anderen zu unterscheiden.

Eigentum Ein Objekt ist ein objektives Merkmal, das sich während seiner Erstellung, seines Betriebs und seines Konsums manifestiert.

Die Eigenschaft eines Objekts muss qualitativ – in Form einer verbalen Beschreibung und quantitativ – in Form von Grafiken, Abbildungen, Diagrammen, Tabellen ausgedrückt werden.

Die metrologische Wissenschaft beschäftigt sich mit der Messung der quantitativen Eigenschaften materieller Objekte – physikalische Quantitäten.

Physikalische Größe- ϶ᴛᴏ eine Eigenschaft, die qualitativ vielen Objekten innewohnt und quantitativ für jedes von ihnen individuell ist.

Z.B, Masse haben alle materiellen Objekte, aber jedes von ihnen Massenwert Individuell.

Physikalische Größen werden unterteilt in messbar Und beurteilt.

Messbar physikalische Größen können ausgedrückt werden quantitativ in Form einer bestimmten Anzahl etablierter Maßeinheiten.

Z.B, der Wert der Netzspannung ist 220 IN.

Physikalische Größen, die keine Maßeinheit haben, können nur geschätzt werden. Zum Beispiel Geruch, Geschmack. Ihre Beurteilung erfolgt durch Verkostung.

Einige Mengen können auf einer Skala geschätzt werden. Zum Beispiel: Materialhärte – auf der Vickers-, Brinel-, Rockwell-Skala, Erdbebenstärke – auf der Richterskala, Temperatur – auf der Celsius-Skala (Kelvin).

Physikalische Größen können durch messtechnische Kriterien qualifiziert werden.

Von Arten von Phänomenen sie sind unterteilt in

A) real, Beschreibung der physikalischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften von Stoffen, Materialien und daraus hergestellten Produkten.

Zum Beispiel Masse, Dichte, elektrischer Widerstand (um den Widerstand eines Leiters zu messen, muss Strom durch ihn fließen, diese Messung nennt man passiv).

B) Energie, Beschreibung der Merkmale der Prozesse der Umwandlung, Übertragung und Nutzung von Energie.

Diese beinhalten: Strom, Spannung, Leistung, Energie. Diese physikalischen Größen werden aufgerufen aktiv. Sie benötigen keine Hilfsenergiequelle.

Es gibt eine Gruppe physikalischer Größen, die den zeitlichen Ablauf von Prozessen charakterisieren, zum Beispiel spektrale Eigenschaften, Korrelationsfunktionen.

Von Zubehör Zu verschiedenen Gruppen physikalischer Prozesse gehören die Größen

· räumlich-zeitlich,

· mechanisch,

· elektrisch,

· magnetisch,

· thermisch,

· akustisch,

· Licht,

· physikalische und chemische,

· Ionisierende Strahlung, Atom- und Kernphysik.

Von Grade der bedingten Unabhängigkeit physikalische Größen werden unterteilt in

· main (unabhängig),

· Derivate (abhängig),

· zusätzlich.

Von Präsenz der Dimension physikalische Größen werden in dimensionale und dimensionslose unterteilt.

Beispiel dimensional Größe ist Gewalt, dimensionslos- Ebene Schallleistung.

Um eine physikalische Größe zu quantifizieren, wird das Konzept eingeführt Größe physikalische Größe.

Größe der physikalischen Größe- Dies ist die quantitative Gewissheit einer physikalischen Größe, die einem bestimmten materiellen Objekt, System, Prozess oder Phänomen innewohnt.

Z.B, jeder Körper hat eine bestimmte Masse, daher können sie durch die Masse ᴛ.ᴇ unterschieden werden. nach physischer Größe.

Der Ausdruck der Größe einer physikalischen Größe in Form einer bestimmten dafür akzeptierten Anzahl von Einheiten wird definiert als der Wert einer physikalischen Größe.

Der Wert einer physikalischen Größe ist Dies ist ein Ausdruck einer physikalischen Größe in Form einer bestimmten Anzahl dafür akzeptierter Maßeinheiten.

Der Messprozess ist ein Verfahren zum Vergleichen einer unbekannten Größe mit einer bekannten physikalischen Größe (verglichen) und in diesem Zusammenhang wird das Konzept eingeführt wahre Bedeutung physikalische Größe.

Der wahre Wert einer physikalischen Größe- ϶ᴛᴏ der Wert einer physikalischen Größe, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ charakterisiert idealerweise die entsprechende physikalische Größe im qualitativen und quantitativen Verhältnis.

Der wahre Wert unabhängiger physikalischer Größen wird in ihren Standards wiedergegeben.

Die wahre Bedeutung wird selten, eher verwendet echter Wert physikalische Größe.

Realer Wert einer physikalischen Größe- ϶ᴛᴏ-Wert experimentell ermittelt und dem wahren Wert einigermaßen nahe.

Früher gab es das Konzept der „messbaren Parameter“, jetzt wird gemäß dem Regulierungsdokument RMG 29-99 das Konzept der „messbaren Größen“ empfohlen.

Es gibt viele physikalische Größen und sie sind systematisiert. Ein System physikalischer Größen ist eine Menge physikalischer Größen, die nach anerkannten Regeln gebildet werden, wobei einige Größen als unabhängig angesehen werden, während andere als Funktionen unabhängiger Größen definiert werden.

Im Namen eines Systems physikalischer Größen werden Symbole für als Grundgrößen akzeptierte Größen verwendet.

Zum Beispiel in der Mechanik, wo Längen als Basis angenommen werden – L , Gewicht - M und Zeit - T , der Name des Systems lautet dementsprechend Lm t .

Das System der Basisgrößen, das dem internationalen System der SI-Einheiten entspricht, wird durch Symbole ausgedrückt LmtIKNJ , ᴛ.ᴇ. Es werden Symbole für Grundgrößen verwendet: Länge - L , Gewicht - M , Zeit - T , aktuelle Stärke - ICH , Temperatur - K, die Stoffmenge - N , die Kraft des Lichts - J .

Grundlegende physikalische Größen hängen nicht von den Werten anderer Größen dieses Systems ab.

Abgeleitete physikalische Größe- ϶ᴛᴏ physikalische Größe, die in einem Größensystem enthalten ist und durch die Grundgrößen dieses Systems bestimmt wird. Kraft ist beispielsweise definiert als Masse mal Beschleunigung.

3. Maßeinheiten physikalischer Größen.

Als Maßeinheit einer physikalischen Größe wird üblicherweise eine Größe bezeichnet, der per Definition ein numerischer Wert gleich zugeordnet ist 1 und das zum quantitativen Ausdruck damit homogener physikalischer Größen verwendet wird.

Einheiten physikalischer Größen werden zu einem System zusammengefasst. Das erste System wurde von Gauss K vorgeschlagen (Millimeter, Milligramm, Sekunde). Mittlerweile gilt das SI-System; zuvor gab es einen Standard der RGW-Länder.

Maßeinheiten werden geteilt in grundlegend, zusätzlich, abgeleitet und nicht systemisch.

Im SI-System sieben Grundeinheiten:

· Länge (Meter),

· Gewicht (Kilogramm),

· Zeit (Sekunde),

· thermodynamische Temperatur (Kelvin),

· Stoffmenge (Mol),

· elektrische Stromstärke (Ampere).),

· Lichtstärke (Candela).

Tabelle 1

Bezeichnung der SI-Basiseinheiten

Physikalische Größe	Maßeinheit
Name	Bezeichnung	Name	Bezeichnung
Russisch	International
Basic
Länge	L	Meter	M	M
Gewicht	M	Kilogramm	kg	kg
Zeit	T	zweite	Mit	S
Elektrische Stromstärke	ICH	Ampere	A	A
Thermodynamische Temperatur	T	Kelvin	ZU	ZU
Stoffmenge	n, v	Mol	Mol	Mol
Kraft des Lichts	J	Candela	CD	CD
zusätzlich
Flacher Winkel	-	Bogenmaß	froh	rad
Raumwinkel	-	Steradiant	Heiraten	sr

Notiz. Ein Bogenmaß ist der Winkel zwischen zwei Radien eines Kreises, dessen Bogen die gleiche Länge wie der Radius hat. In Grad ist ein Bogenmaß gleich 57 0 17 ’ 48 ’’ .

Steradiant ist ein Raumwinkel, dessen Scheitelpunkt in der Mitte der Kugel liegt und der auf der Kugeloberfläche eine Fläche gleich der Fläche eines Quadrats mit einer Seitenlänge gleich dem Radius der Kugel ausschneidet . Der Raumwinkel wird gemessen, indem man Ebenenwinkel bestimmt und zusätzliche Berechnungen nach der Formel durchführt:

Q = 2p (1 - cosa/2),

Wo Q- Raumwinkel,A - ein ebener Winkel an der Spitze eines Kegels, der innerhalb einer Kugel durch einen gegebenen Raumwinkel gebildet wird.

Raumwinkel 1 Heiraten entspricht einem Ebenenwinkel gleich 65 0 32 ’ , Eckep durchschn - flacher Winkel 120 0 , Ecke2Stk - 180 0 .

Zusätzliche SI-Einheiten werden verwendet, um die Einheiten der Winkelgeschwindigkeit, der Winkelbeschleunigung und einiger anderer Größen zu bilden.

Das Bogenmaß und das Steradiant selbst werden hauptsächlich für theoretische Konstruktionen und Berechnungen verwendet, weil Die meisten praktischen Winkelwerte (Vollwinkel, rechter Winkel usw.) im Bogenmaß werden durch transzendente Zahlen ausgedrückt ( 2p, p/2).

Derivate werden als Maßeinheiten bezeichnet, die mithilfe von Verbindungsgleichungen zwischen physikalischen Größen ermittelt werden. Die SI-Einheit der Kraft ist beispielsweise Newton ( N ):

N = kg∙m/s 2 .

Obwohl das SI-System universell ist, ermöglicht es die Verwendung einiger davon nichtsystemische Einheiten, die breite praktische Anwendung gefunden haben (zum Beispiel ein Hektar).

Sie werden als nicht systemisch bezeichnet Einheiten, die in keinem der allgemein anerkannten Einheitensysteme physikalischer Größen enthalten sind.

Für viele praktische Fälle sind die gewählten Größen physikalischer Größen unpraktisch – zu klein oder zu groß. Aus diesem Grund werden sie in der Messpraxis häufig verwendet Vielfache Und Untervielfaches Einheiten.

Mehrere Es ist üblich, eine Einheit zu bezeichnen, die um ein Vielfaches größer ist als eine systemische oder nicht-systemische Einheit. Zum Beispiel ein Vielfaches von eins 1km = 1000 M.

Dolnoy Es ist üblich, eine Einheit um ein ganzzahliges Vielfaches kleiner als eine systemische oder nicht-systemische Einheit zu bezeichnen. Zum Beispiel eine Untermultiplikatoreinheit 1 cm = 0,01 M.

Nach der Einführung des metrischen Maßsystems wurde ein Dezimalsystem zur Bildung von Vielfachen und Untervielfachen eingeführt, das dem Dezimalsystem unserer Zahlenzählung entspricht. Z.B, 10 6 – Mega, A 10 -6 – Mikro.

Physikalische Größe und ihre Eigenschaften. - Konzept und Typen. Klassifizierung und Merkmale der Kategorie „Physikalische Größe und ihre Eigenschaften“. 2017, 2018.