Система одиниць фізичних величин та параметрів вимірювання у фвс.

Метрологія - наука про вимірювання, методи та засоби забезпечення їх єдності та способи досягнення необхідної точності. Будь-який об'єкт (предмет, процес, явище) можна охарактеризувати такими його властивостя-ми або якостями, які проявляються в більшій або меншій мірі і, отже, піддаються кількісній оцінці.

Фізична величина (ФВ) - властивість, загальна в якісному відношенні у багатьох фізичних об'єктів, процесів, явищ, але індивідуальне в кількісному відношенні у кожного з них. Рід фізичної величини - якісна визначеність фізичної величини. Розмір фізичної величини - кількісний вміст в даному матеріальному об'єкті властивості, відповідної поняттю «фізична величина».

Фізичні величини, однакові в якісному прояві, можуть бути об'єднані в категорії, класи. Фізичні величини однієї такої категорії називають одно-рідними. Наприклад, фізичні величини: діаметр вироба, висота, ширина, довжина, відстань між деталями однорідні і належать одній категорії - довжина. Однорідні величини мають однакову розмірність, але однакова розмірність не є ознакою однорідності. Приклад: енергія, робота, кількість теплоти - розмірність м^-2 кг с^-2 (джоуль).

Числове значення ФВ - число Nx, рівне відношенню розміру вимірю-ваної фізичної величини Х до розміру одиниці вимірювання або кратної (дольной) одиниці qx.

де E | | - ціла частина відношення розмірів.

Значення ФВ - відображення ФВ у вигляді деякого числа прийнятих для неї одиниць.

Істинне значення ФВ - значення Хіст, яке ідеальним чином відобра-жало б властивість досліджуваного об'єкта.

Дійсне значення ФВ або умовно істинне значення - значення ФВ, знайдене експериментальним шляхом і настільки наближається до істинного, що для даної мети може бути використане замість нього.

Зрозуміло, що абсолютна точність не може бути досягнута. Некоректно говорити про істинне значення - його не визначити. Натомість вживається термін «дійсне» значення величини. Це значення, яке може бути визначено дослідним шляхом найбільш точно на даному етапі розвитку вимірювальної техніки. Чим точніше прилад, тим менше різниця виміряного і дійсного значень, але тим прилад складніше і дорожче. Точність обходиться недешево. Абсолютна точність недосяжна ще й тому, що вона мала б нескінченну вартість.

Система ФВ - сукупність взаємопов'язаних величин, в якій деякі величини приймають за незалежні, а інші визначають залежно від них.

Основна ФВ - фізична величина, яка входить в систему фізичних величин і приймається як незалежна. Похідна ФВ - фізична величина, яка входить в систему фізичних величин і визначається через основні величини цієї системи. Розмірність ФВ – це вираз, який відображає зв'язок фізичної величини з основними величинами системи.

Розмірність основної ФВ - умовний символ ФВ в даній системі величин. У загальному вигляді для кожної ФВ розмірності можуть бути записані з використанням символів:

де z - вимірювана ФВ; L, M, T, I, Θ, J, N - фізичні величини, прийняті за основні (L - довжина, M - маса, T - час, I - сила струму, Θ - температура, J - сила світла, N - кількість речовини); α, β, γ, ε, n, λ, δ - показники ступеня, з якою основна ФВ входить в рівняння при визначенні похідної величини.

Розмірносна ФВ - величина, в розмірності якої хоча б одна з основних величин зведена в ступінь, не рівну нулю. Безрозмірносна ФВ - величина, в розмірність якої основні величин входять в ступені, що дорівнює нулю.

Вимірювання - відображення вимірюваних величин їх значеннями шляхом експерименту та обчислень за допомогою спеціальних технічних засобів.

Виміри можуть бути класифіковані:

● за характеристикою точності - рівноточні, нерівноточні.

Рівноточні вимірювання - ряд вимірювань якої-небудь величини, вико-наних однаковими за точністю засобами вимірювань і в одних і тих же умовах. Нерівноточні вимірювання - ряд вимірювань якої-небудь величини, виконаних кількома різними за точністю засобами вимірювань і (або) в різних умовах.

● за кількістю вимірювань в ряду вимірів - одноразові, багаторазові;

Одноразовий вимір - вимір, виконаний один раз. Багаторазове вимірю-вання - вимірювання однієї і тієї ж ФВ, результат якого отримано з кількох наступних один за одним вимірювань, тобто складається з ряду одноразових вимірювань.

● відносно зміни вимірюваної величини - статичні, динамічні;

Статичний вимір - вимір ФВ, прийнятої відповідно до конкретного вимірювального завдання за незмінну протягом часу вимірювання.

Динамічний вимір - вимір ФВ, що змінюється.

● за виразом результату вимірювань - абсолютні, відносні;

Абсолютний вимір - поняття абсолютного виміру введено з наступним визначенням: вимірювання, що засноване на прямих вимірюваннях однієї або декількох основних величин та (або) використанні фізичних констант.

Проте останнім часом поняття «абсолютний вимір» застосуються як протилежне поняттю «відносний вимір» і розглядається як вимір величини в її одиницях.

Відносне вимірювання - вимірювання відношення ФВ до однойменної величини, що відіграє роль одиниці, або зміни величини відносно одноймен-ної величини, прийнятої за вихідну.

● за загальними прийомам одержання результатів вимірювань - прямі, непрямі, спільні, сукупні.

Пряме вимірювання - вимірювання величини без перетворення її роду і використання відомих залежностей.

Непрямий вимір - вимір величини з перетворенням її роду або з обчисленнями за результатами вимірювань інших величин, з якими вимірю-вана ФВ пов'язана явною функціональною залежністю.

Сукупні вимірювання - проведені одночасно вимірювання кількох однорідних ФВ, при яких шукані значення величин визначають розв'язанням системи рівнянь, що одержані при вимірах різних поєднань цих величин.

Спільні вимірювання - проведені одночасно вимірювання декількох різнорідних величин для визначення залежності між ними.

Результат вимірювання - значення ФВ, знайдене її вимірюванням.

Процедура виміру - послідовність операцій вимірів, яка забезпечує вимірювання відповідно до обраного методу.

Вимірювальна операція - операція з фізичними величинами або їх значеннями в процесі вимірювання.

Мінімальний набір вимірювальних операцій для реалізації процедури вимірювання - це операції відтворення і порівняння. Відтворення ФВ - вимірювальна операція, яка полягає у створенні і (або) зберіганні фізичної величини заданого значення.

Порівняння (фізичних величин) - вимірювальна операція, яка полягає у відображенні співвідношення між розмірами двох однорідних ФВ відповід-ним висновком: більше, менше або дорівнює за розміром.

Якщо зразкова і вимірювана ФВ не узгоджені за розміром і родом, виникає необхідність у ще одній вимірювальної операції - вимірювальному перетворенні. Вимірювальне перетворення (фізичної величини) – вимірю-вальна операція, при якій вхідна ФВ перетворюється в вихідну, функціональ-но пов'язану з нею. Вимірювальні перетворення поділяють на вимірювальні зі зміною роду величини і без зміни роду величини, які, в свою чергу, поділяються на лінійні і нелінійні. Масштабним вимірювальним перетворен-ням називають лінійне вимірювальне перетворення вхідної величини без перетворення роду.