Виды измерений ФВ и единицы измерения

По средствам измерения

Органолептические - основаны на использовании органов чувств человека (зрения, слуха и т. д.)..

Инструментальные - выполняемые с помощью специальных технических средств. Большинство измерений ФВ являются инструментальными.

По способу получения числового значения измеряемой ФВ

Прямые измерения это измерения, при которых искомое значение находят опытным путём непосредственно сравнением ФВ с мерой (например, определение длины предмета или его массы).

Косвенные измерения основываются на известной зависимости ФВ друг от друга, полученным опытным путём. Так, зная длину дистанции и время её прохождения можно определить среднюю скорость.

По временным соотношениям между измерениями

Совокупные измерения называются такие, в которых значения измеряемых величин находят по данным их повторных измерений при различных сочетаниях мер. Результаты повторных измерений подставляются в уравнения, и вычисляется искомая величина. Например, объем тела может быть сначала найден по измерению объема вытесненной жидкости, а затем – по измерению его геометрических размеров.

Совместные измерения – это одновременные измерения двух и более неоднородных физических величин для установления функциональной зависимости между ними. Например, определение зависимости электрического сопротивления от температуры.

 

Единицы измерений ФВ

Объектом измерений являются физические величины, которые принято делить на основные и производные. Основные величины не зависимы друг от друга, но они могут служить основой для установления связей с другими физическими величинами, которые называют производными от них. Вспомним уже упомянутую формулу Эйнштейна, в которую входит основная единица - масса, а энергия - это производная единица, зависимость между которой и другими единицами определяет данная формула. Основным величинам соответствуют основные единицы измерений, а производным - производные единицы измерений. Совокупность основных и производных единиц называется системой единиц физических величин. Первой системой единиц считается метрическая система, где, как уже отмечалось выше, за основную единицу длины был принят метр,

Единицы измерений ФВ представляют собой значения данных величин, которые по определению считаются равными единице. Они ставятся за числовым значением какой-либо величины в виде символа (5,56 м; 11,51 с и т. п.). Другими словами, единица измерения представляет размерность данной ФВ.

Размерностью называется выражение, связывающее производную величину с основными величинами системы при коэффициенте пропорциональности, равном единице.

ФВ могут выражаться в абсолютных и относительных величинах

Абсолютные величины –именованные числа, выраженные в определённых единицах измерения (метр, секунда и т.д.).

Относительные величины являются результатом сравнения чисел и выражаются в процентах или частях.

Системы единиц

Система единиц - совокупность единиц, относящихся к некоторой системе величин и построенных в соответствии с принятыми принципами, образует систему единиц.

Измерение физической величины можно проводить прямым или  косвенным методами. При прямом методе измерения физическая величина определяется опытным путем (например, длина дистанции, время и т.д.). При косвенном методе измерения физическая величина вычисляется на основании известной зависимости физических величин друг от друга, полученных опытным путем (например, определение величины средней скорости спортсмена от длины дистанции и времени забега и т.д.).

История насчитывает большое число разнообразных единиц измерения. Например, в дореволюционной России для измерения длины использовалась верста (равная 1,0668 км), сажень (2,1336 м), аршин (0,4112 м), вершок (4,445 см), дюйм (2,54 см) и другие меры, что приводило к затруднениям на практике Первая единица мер была разработана в период Великой французской революции в конце XVIII в. Это известная всем метрическая, или десятичная, система мер. Отражая уровень знаний того времени, она включала в себя лишь единицы длины, массы, площади, объема и вместимости. В ней не было мер теплоты, электричества, телесного угла, силы тока и пр., поэтому существовала необходимость продолжать работу над совершенствованием системы мер.

Чтобы результаты разных измерений можно было сравнивать друг с другом, они должны быть выражены в одних и тех же единицах. С этой целью в 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам была принята Международная система единиц, получившая сокращенное название СИ (Система интернациональная).

В настоящее время СИ состоит из семи основных и двух дополнительных единиц измерения, из которых в качестве производных выводят единицы остальных физических величин (таб. 1). Производные единицы определяются на основе формул, связывающих между собой физические величины. Например, единица длины (метр) и единица времени (секунда) — основные единицы, а еди-ница скорости (метр за секунду [м/с]) — производная. Совокупность выбранных основных и производных единиц для одной или нескольких областей измерения называется системой единиц.

Единица измерения физической величины представляет собой размерность данной величины. Размерность — это соотношение физических величин, показывающее, как изменяется единица какой-либо величины по отношению к основным единицам измерения.

Предметом познания, как известно, являются объекты, свойства и явления окружающего мира. Таким объектом, например, служит окружающее нас пространство, а его свойством — протяженность, которая может характеризоваться различными способами.

Общепринятой характеристикой (мерой) пространственной протяженности служит длина. Однако протяженность реального физического пространства — сложное свойство, которое не может характеризоваться только длиной. Для полного описания пространства рассматривается его протяженность по нескольким направлениям (координатам) или используются еще такие меры, как угол, площадь, объем. Таким образом, пространство многомерно.

Любые события и явления в реальном мире не происходят мгновенно, а имеют некоторую длительность. Это свойство окружающего нас мира качественно отличается от пространственной протяженности. Его также можно характеризовать по-разному, но общепринятой мерой здесь является время.

Свойство тел сохранять в отсутствие внешних воздействий со-тояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инертностью. Мерой инертности служит масса.

Свойство тел, состоящее в том, что они, нагретые до некоторого состояния, качественно отличаются от предыдущего, могло бы характеризоваться средней скоростью теплового движения молекул, но распространение получила мера нагретости тел — термодинамическая температура.

Общепринятые или установленные законодательным путем характеристики (меры) различных свойств, общих в качественном отношении для многих физических объектов (физических систем, их состояний и происходящих в них процессов), но в количественном отношении индивидуальных для каждого из них, называются физическими величинами.

Кроме длины, времени, температуры, массы к физическим величинам относятся плоский и телесный угол, сила, давление, скорость, ускорение, электрическое напряжение, сила электрического тока, индуктивность, освещенность и многие другие. Все они определяют некоторые общие в качественном отношении физические свойства, количественные характеристики которых могут быть совершенно различными. Получение сведений об этих количественных характеристиках как раз и является задачей измерений.

Переход к количественным методам исследований на основе измерительной информации в биологии, психологии, спорте, искусстве, медицине, педагогике, социологии и т.д. стал отличительной чертой нашего времени. Привычным стало измерение знаний учащихся, мастерства спортсменов и исполнителей художественных произведений, вдохновения, красоты, таланта и других свойств, общих в качественном, но индивидуальных в количественном отношении.

Система единиц включает в себя основные и производные единицы. Основные единицы не зависят друг от друга. Производные единицы выражаются через основные.

Существует несколько систем единиц.

Система «СИ» - Международная система единиц (Systeme International ďUnites – франц.) «SI», является наиболее универсальной системой единиц, охватывающей все отрасли науки и техники. Была принята в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и весам.

Включает семь основных и две дополнительные единицы (табл. 1). Кроме того, в систему СИ введены единицы количества информации бит (от binary digit – двоичный разряд) и байт (1 байт равен 8-и битам).

Таблица 1

Международная система единиц (СИ) Величина

Обозначение