Qu'est-ce qu'une quantité physique. Cours : grandeurs physiques et leurs mesures
Quantité physique (FV) est une propriété qui est commune en qualité
par rapport à de nombreux objets physiques, mais en termes quantitatifs
la relation est individuelle pour chaque objet physique.
La mesure - un ensemble d'opérations effectuées pour déterminer
division de la valeur quantitative de la quantité.
Caractéristiques qualitatives des valeurs mesurées . Qualité
une caractéristique caractéristique des grandeurs physiques est la taille
ness. Il est désigné par le symbole dim, qui vient du mot
dimension, qui, selon le contexte, peut être traduite
à la fois comme taille et comme dimension.
Échelles de mesure. Échelle de mesure- c'est ordonné -
un ensemble de valeurs d'une grandeur physique qui sert
base de sa mesure.
Classement des mesures
Les mesures peuvent être classées selon les caractéristiques suivantes
1. Par la méthode d'obtention d'informations :
- droit - ce sont des mesures dans lesquelles la valeur souhaitée de ph-
la valeur physique est obtenue directement ;
- indirect Est une mesure dans laquelle la définition d'un
mon sens quantité physique trouver sur la base des résultats
tat de mesures directes d'autres grandeurs physiques, fonctionnelles
mais lié à la valeur souhaitée ;
- cumulatif - ce sont des mesures effectuées simultanément
combien de quantités de même nom pour lesquelles la valeur souhaitée est
les déguisements sont déterminés en résolvant le système d'équations obtenu
lors de la mesure de ces quantités dans diverses combinaisons;
- découper Les mesures sont-elles prises simultanément
deux ou plus n'ayant pas le même nom pour déterminer le
dépendance entre eux.
2. Par la quantité d'informations de mesure :
Une fois;
Plusieurs.
3. Concernant les unités de base :
Absolu;
Relatif.
4. Par la nature de la dépendance de la valeur mesurée au temps
statique;
dynamique.
5. Selon la nature physique des grandeurs mesurées
les mesures sont divisées en types:
Mesure de valeurs géométriques ;
Mesure de grandeurs mécaniques;
Mesure des paramètres de débit, débit, niveau, volume
Mesure de pression, mesures de vide ;
Mesure de la composition physique et chimique et des propriétés des substances ;
Mesures thermophysiques et de température;
Mesure du temps et de la fréquence ;
Mesure de grandeurs électriques et magnétiques;
Mesures électroniques ;
Mesure de grandeurs acoustiques ;
Mesures optiques et physiques ;
Mesure des caractéristiques des rayonnements ionisants et des noyaux
constantes.
Méthodes de mesure
Méthode de mesure Est une technique ou un ensemble de techniques
comparaison de la valeur mesurée avec son unité conformément à la
principe de mesure nalisé.
Principe de mesure Est-ce un phénomène ou un effet physique qui
basé sur des mesures. Par exemple, le phénomène de l'électricité
la résonance dans le circuit oscillatoire est la base de la mesure
la fréquence du signal électrique par la méthode résonante.
Les méthodes de mesure de grandeurs physiques spécifiques sont très
varié. D'une manière générale, il existe une méthode de
estimations et méthode de comparaison avec la mesure.
Méthode d'évaluation directe est-ce que la valeur
la valeur mesurée est déterminée directement à partir de l'affichage
dispositif de l'appareil de mesure.
Méthode de comparaison avec mesure est que la valeur mesurée
le masque est comparé à la valeur reproduite par la mesure.
La méthode de comparaison de mesures comporte un certain nombre de variantes. C'est moi-
méthode d'opposition, méthode du zéro, méthode de substitution, différentielle
méthode renationale, coïncidence.
Méthode de contraste est-ce que la mesure
la valeur et la valeur reproduite par la mesure, à la fois
agir sur le comparateur, à l'aide duquel le
la relation entre ces valeurs est en train de changer. Par exemple, changez
rhène de la masse sur une balance à poutre avec contrepoids, ou
La mesure de la tension continue sur le compensateur est comparable à
avec une CEM connue d'un élément normal.
Méthode zéro est que l'effet résultant
influence de la valeur mesurée et de la mesure sur le comparateur
conduire à zéro. Par exemple, mesurer la résistance électrique
chevalet parfaitement équilibré.
Méthode de substitution réside dans le fait que la valeur mesurée
le rang est remplacé par une mesure avec une valeur connue de la quantité. Par exemple,
pesée avec placement alterné de la masse mesurée et des poids
sur la même poêle (méthode Borda).
Méthode différentielle est-ce que la mesure
la quantité est comparée à une quantité homogène qui a une valeur connue
valeur qui diffère légèrement de la valeur de la mesure
valeur, et à laquelle la différence entre ces deux
quantités. Par exemple, mesurer la fréquence avec un fréquencemètre numérique
rhum avec une fréquence porteuse hétérodyne.
Méthode de correspondance réside dans le fait que la différence entre
valeur mesurée et valeur reproductible par mesure, mesurable
sont déterminés en utilisant la coïncidence des marques des échelles ou des signaux périodiques
espèces. Par exemple, mesurer la vitesse de rotation avec un stroboscope.
Il est nécessaire de faire la distinction entre la méthode de mesure et la procédure pour effectuer
des mesures.
Procédure de mesure Est-ce qu'un com-
un ensemble d'opérations et de règles de mesure dont la mise en œuvre
fournit des résultats de mesure avec une garantie
précision conformément à la méthode acceptée.
Instruments de mesure
Instrument de mesure (SI) est un moyen technique utilisé
utilisé pour les mesures et ayant des normes métrologiques
Caractéristiques.__
Mesure Le SI est-il destiné à la reproduction
quantité physique d'une taille donnée. Par exemple, un poids est une mesure
masse, l'oscillateur à cristal est une mesure de fréquence, une règle est une mesure de longueur.
Mesures à valeurs multiples :
Réglable à l'infini ;
Ensembles de mesures;
Stocke les mesures.
Une mesure non ambiguë reproduit la quantité physique d'une valeur unique
ème taille.
Une mesure ambiguë reproduit plusieurs valeurs d'une seule et même
la même taille physique.
Transducteur de mesure Le SI est-il destiné
pour générer un signal d'informations de mesure sous la forme,
facile à transférer, transformation ultérieure, mais
ne se prête pas à la perception directe par l'opérateur.
Appareil de mesure Le SI est-il destiné à
générer un signal d'informations de mesure sous une forme pratique
pour la perception par l'opérateur. Par exemple, voltmètre, fréquencemètre,
oscilloscope, etc.
Configuration de mesure est un ensemble de fonctions
dispositifs SI et auxiliaires combinés, conçus
mesurer une ou plusieurs grandeurs physiques et
situé en un seul endroit. Mesure généralement
les installations sont utilisées pour le contrôle des instruments de mesure.
Système de mesure - l'ensemble est fonctionnel
mesures combinées, instruments de mesure, mesure
convertisseurs, ordinateurs et autres moyens techniques,
situés en différents points de l'objet contrôlé, etc. avec
le but de mesurer une ou plusieurs grandeurs physiques,
caractéristique de cet objet, et la génération de signaux de mesure
dans différents circuits. Il diffère de la configuration de mesure en ce que
qui génère des informations de mesure sous une forme pratique
pour le traitement et la transmission automatiques.
Détermination de la quantité physique
Classification des grandeurs physiques.
Classification des unités de grandeurs physiques.
SECTION 1. MÉTROLOGIE. Thème 3
Thème 3. Les grandeurs physiques comme objet de mesure. Système SI (SI)
Questions d'étude :
1. Détermination d'une grandeur physique.
2. Système international d'unités de grandeurs physiques SI.
La quantité physique (PV) est une propriété d'un objet physique qui est commune à de nombreux objets au sens qualitatif (c'est une sorte de quantité), mais individuelle au sens quantitatif (c'est la taille d'une quantité).
Systémique- sont inclus dans l'un des systèmes acceptés (ce sont tous des systèmes de base, dérivés, multiples et sous-multiples).
Non systémique- ne sont inclus dans aucun des systèmes d'unités de PV acceptés (litre, mille marin, carat, puissance en chevaux).
Plusieurs- ϶ᴛᴏ unité de PV dont la valeur est un nombre entier de fois supérieur à l'unité système ou non système (par exemple, une unité de longueur 1 km = 103m, soit un multiple de mètre).
Dolnaya- ϶ᴛᴏ unité de PV dont la valeur est un nombre entier de fois inférieur à l'unité système ou non système (par exemple, une unité de longueur 1 mm = 10-3m, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une fraction).
Les quantités principales ne dépendent pas les unes des autres et servent de base à l'établissement de relations avec d'autres quantités physiques, appelées leurs dérivées. Par exemple, dans la formule d'Einstein E = mc2, la masse est unité de base et l'énergie est ϶ᴛᴏ unité dérivée.
L'ensemble des unités de base et dérivées est généralement appelé un système d'unités de grandeurs physiques. En 1960 ᴦ. Le système international d'unités (Système international d'unités), désigné SI, a été adopté. Il contient les unités de base (mètre, kilogramme, seconde, ampère, kelvin, mole, candela), supplémentaires et dérivées (radian, stéradian) des unités physiques quantités.
Dans la science, la technologie et la vie quotidienne, une personne traite des diverses propriétés des objets physiques qui nous entourent. Leur description se fait au moyen de grandeurs physiques.
Une quantité physique (PV) est une propriété d'un objet physique qui est commune à de nombreux objets dans un sens qualitatif (c'est une sorte de quantité - R), mais individuelle dans un sens quantitatif (c'est une taille de quantité - 10 ohms) .
Afin de pouvoir établir pour chaque objet les différences de contenu quantitatif de la propriété manifestée par une grandeur physique, les notions de taille et de valeur ont été introduites en métrologie.
La taille de PV est le contenu quantitatif dans un objet donné d'une propriété correspondant au concept de PV - tous les corps diffèrent en masse, ᴛ.ᴇ. par la taille de ce PV.
La valeur du PV est une estimation de sa taille sous la forme d'un certain nombre d'unités retenu pour celui-ci. Il est obtenu à la suite de la mesure ou du calcul de la PV.
L'unité de PV est une PV de taille fixe, à laquelle on attribue classiquement une valeur numérique égale à 1.
Exemple : PV - masse,
l'unité de ce PV est 1kᴦ.
valeur - la masse de l'objet = 5 kᴦ.
Classification des unités PV
1. systémique et non systémique
Systémiques - qui font partie de l'un des systèmes acceptés.
* ce sont tous des éléments de base, dérivés, multiples et sous-multiples.
Non systémiques - qui ne sont inclus dans aucun des systèmes d'unités de PV acceptés :
litre (unité de volume),
litre (unité de volume), mille marin
carat (unité de masse en bijouterie),
carat (unité de masse en joaillerie) chevaux (obsolètes
Unité de puissance)
Détermination d'une grandeur physique - concept et types. Classification et caractéristiques de la catégorie "Détermination de la quantité physique" 2014, 2015.
INTRODUCTION
Une grandeur physique est une caractéristique de l'une des propriétés d'un objet physique ( système physique, phénomène ou processus), qualitativement commune à de nombreux objets physiques, mais quantitativement individuelle pour chaque objet.
L'individualité est comprise dans le sens où la valeur d'une quantité ou la taille d'une quantité peut être pour un objet dans un certain nombre de fois plus ou moins que pour un autre.
La valeur d'une grandeur physique est une estimation de sa taille sous la forme d'un certain nombre d'unités ou de nombres adoptés pour elle selon l'échelle adoptée pour elle. Par exemple, 120 mm est une valeur linéaire ; 75 kg est la valeur du poids corporel.
Distinguer les valeurs vraies et réelles d'une grandeur physique. Une vraie valeur est une valeur qui reflète parfaitement une propriété d'un objet. Valeur réelle - la valeur d'une quantité physique trouvée expérimentalement, assez proche de la vraie valeur, qui peut être utilisée à la place.
La mesure d'une grandeur physique est un ensemble d'opérations pour l'utilisation d'un moyen technique stockant une unité, ou reproduisant une échelle d'une grandeur physique, qui consiste à comparer (sous une forme explicite ou implicite) une grandeur mesurée avec son unité ou son échelle afin d'obtenir la valeur de cette quantité sous la forme la plus commode à utiliser.
Il existe trois types de grandeurs physiques dont la mesure s'effectue selon des règles fondamentalement différentes.
Le premier type de grandeurs physiques comprend des grandeurs, sur l'ensemble des dimensions dont seules les relations d'ordre et d'équivalence sont déterminées. Ce sont des relations du type "plus doux", "plus dur", "plus chaud", "plus froid", etc.
Les valeurs de ce type incluent, par exemple, la dureté, définie comme la capacité d'un corps à résister à la pénétration d'un autre corps dans celui-ci ; température, comme le degré de chaleur corporelle, etc.
L'existence de telles relations est établie théoriquement ou expérimentalement à l'aide de moyens de comparaison spéciaux, ainsi que sur la base d'observations des résultats de l'effet d'une quantité physique sur des objets quelconques.
Pour le deuxième type de grandeurs physiques, la relation d'ordre et d'équivalence a lieu à la fois entre les tailles et entre les différences de paires de leurs tailles.
Un exemple typique est l'échelle des intervalles de temps. Ainsi, les différences d'intervalles de temps sont considérées comme égales si les distances entre les marques correspondantes sont égales.
Le troisième type est constitué de grandeurs physiques additives.
Les grandeurs physiques additives sont des grandeurs sur l'ensemble des grandeurs dont non seulement des relations d'ordre et d'équivalence sont définies, mais des opérations d'addition et de soustraction
Ces grandeurs comprennent, par exemple, la longueur, la masse, le courant, etc. Ils peuvent être mesurés par parties, ainsi que reproduits à l'aide d'une mesure à plusieurs valeurs basée sur la sommation de mesures individuelles.
La somme des masses de deux corps est la masse d'un tel corps, qui est équilibrée sur les poids égaux des deux premiers.
Les tailles de deux PV homogènes ou de deux tailles du même PV peuvent être comparées, c'est-à-dire trouver combien de fois l'une est plus grande (ou plus petite) que l'autre. Pour comparer entre elles les m grandeurs Q ", Q", ..., Q (m), il faut considérer C m 2 de leurs rapports. Il est plus facile de comparer chacun d'eux avec une taille [Q] d'un PV homogène, si nous le prenons comme unité de taille PV, (abrégé en unité de PV). À la suite d'une telle comparaison, nous obtenons des expressions des tailles Q ", Q", ..., Q (m) sous la forme de quelques nombres n ", n", ... , n (m) unités de PV : Q "= n" [Q] ; Q "= n" [Q] ; ... ; Q (m) = n (m) [Q]. Si la comparaison est effectuée expérimentalement, alors seulement m expériences seront nécessaires (au lieu de C m 2), et la comparaison des tailles Q ", Q", ..., Q (m) entre elles ne peut être effectuée qu'en calculs du type
où n (i) / n (j) sont des nombres abstraits.
Égalité de type
est appelée l'équation de mesure de base, où n [Q] est la valeur de la taille PV (abrégée en valeur PV). La valeur PV est un nombre nommé composé de la valeur numérique de la taille PV (abrégée en valeur numérique du PV) et du nom de l'unité PV. Par exemple, pour n = 3,8 et [Q] = 1 gramme la taille de la masse est Q = n [Q] = 3,8 grammes, pour n = 0,7 et [Q] = 1 ampère la taille du courant Q = n [ Q ] = 0,7 ampère. Habituellement, au lieu de "la taille de la masse est de 3,8 grammes", "la taille du courant est de 0,7 ampère", etc., ils disent et écrivent de manière plus concise : "la masse est de 3,8 grammes", "le courant est de 0,7 ampère " etc.
Les tailles de PV sont le plus souvent reconnues à la suite de leur mesure. La mesure de la taille du PV (en abrégé mesure du PV) consiste dans le fait qu'expérimentalement à l'aide de moyens techniques particuliers, la valeur du PV est trouvée et la proximité de cette valeur avec la valeur qui reflète idéalement la taille de ce PV est estimée . La valeur PV ainsi trouvée sera dite nominale.
Une même dimension Q peut être exprimée en différentes valeurs avec des valeurs numériques différentes selon le choix de l'unité PV (Q = 2 heures = 120 minutes = 7200 secondes = = 1/12 jours). Si nous prenons deux unités différentes et, alors nous pouvons écrire Q = n 1 et Q = n 2, d'où
n 1 / n 2 = /,
c'est-à-dire que les valeurs numériques du PV sont inversement proportionnelles à ses unités.
Du fait que la taille du PV ne dépend pas de l'unité sélectionnée de celui-ci, la condition pour l'absence d'ambiguïté des mesures découle du fait que le rapport de deux valeurs d'un certain PV ne doit pas dépendre de laquelle unités ont été utilisées dans la mesure. Par exemple, le rapport des vitesses d'une voiture et d'un train ne dépend pas du fait que ces vitesses sont exprimées en kilomètres par heure ou en mètres par seconde. Cette condition, qui à première vue semble immuable, n'a malheureusement pas encore été remplie lors de la mesure de certains PV (dureté, photosensibilité, etc.).
1. PARTIE THÉORIQUE
1.1 Le concept de grandeur physique
Les objets de poids du monde environnant sont caractérisés par leurs propriétés. Une propriété est une catégorie philosophique qui exprime un tel côté d'un objet (phénomène, processus) qui détermine sa différence ou ses points communs avec d'autres objets (phénomènes, processus) et se retrouve dans sa relation avec eux. La propriété est une catégorie de qualité. Pour une description quantitative des diverses propriétés des processus et des corps physiques, le concept de quantité est introduit. Une quantité est une propriété de quelque chose qui peut être distinguée des autres propriétés et évaluée d'une manière ou d'une autre, y compris quantitativement. Une quantité n'existe pas par elle-même, elle n'a lieu que dans la mesure où il existe un objet avec des propriétés exprimées par une quantité donnée.
L'analyse des grandeurs permet de les diviser (Fig. 1) en deux types : les grandeurs d'un type matériel (réel) et les grandeurs modèles idéaux réalités (idéales), qui se rapportent principalement aux mathématiques et sont une généralisation (modèle) de concepts réels spécifiques.
Les valeurs réelles, à leur tour, sont divisées en physiques et non physiques. Une grandeur physique dans le cas le plus général peut être définie comme une grandeur inhérente aux objets matériels (processus, phénomènes) étudiés en sciences naturelles (physique, chimie) et techniques. Les quantités non physiques devraient inclure les quantités inhérentes aux sciences sociales (non physiques) - philosophie, sociologie, économie, etc.
Riz. 1. Classification des quantités.
Le document RMG 29-99 traite une grandeur physique comme l'une des propriétés d'un objet physique, qualitativement commune à de nombreux objets physiques, mais quantitativement individuelle pour chacun d'eux. L'individualité en termes quantitatifs s'entend au sens où une propriété peut être pour un objet un certain nombre de fois plus ou moins que pour un autre.
Il est opportun de diviser les grandeurs physiques en grandeurs mesurables et évaluées. La PV mesurée peut être exprimée quantitativement sous la forme d'un certain nombre d'unités de mesure fixes. La possibilité d'introduire et d'utiliser de telles unités est une caractéristique distinctive importante de la PV mesurée. Les grandeurs physiques pour lesquelles, pour une raison ou une autre, une unité de mesure ne peut être saisie, ne peuvent être qu'estimées. L'évaluation s'entend comme l'opération d'attribution d'une valeur donnée à un certain nombre, effectuée selon les règles établies. L'estimation de la valeur est effectuée à l'aide d'échelles. Une échelle d'une quantité est un ensemble ordonné de valeurs d'une quantité qui sert de base initiale pour mesurer une quantité donnée.
Les grandeurs non physiques pour lesquelles une unité de mesure ne peut en principe pas être saisie ne peuvent être qu'estimées. Il est à noter que l'estimation de grandeurs non physiques n'est pas incluse dans les tâches de métrologie théorique.
Pour une étude plus détaillée des PV, il est nécessaire de classer, d'identifier les caractéristiques métrologiques générales de leurs groupes individuels. Les classifications possibles de PV sont illustrées à la Fig. 2.
Par types de phénomènes, les PV sont divisés en :
Réel, c'est-à-dire quantités décrivant les propriétés physiques et physico-chimiques des substances, des matériaux et des produits qui en sont issus. Ce groupe comprend la masse, la densité, la résistance électrique, la capacité, l'inductance, etc. Parfois, ces PV sont appelés passifs. Pour les mesurer, il est nécessaire d'utiliser une source d'énergie auxiliaire, à l'aide de laquelle un signal d'information de mesure est généré. Dans ce cas, les PV passives sont converties en PV actives, qui sont mesurées ;
L'énergie, c'est-à-dire grandeurs décrivant les caractéristiques énergétiques des processus de transformation, de transmission et d'utilisation de l'énergie. Ceux-ci incluent le courant, la tension, la puissance, l'énergie. Ces valeurs sont dites actives.
Ils peuvent être convertis en signaux d'informations de mesure sans l'utilisation de sources d'énergie auxiliaires ;
Caractérisant le déroulement des processus dans le temps, Ce groupe comprend de diverses sortes caractéristiques spectrales, fonctions de corrélation et autres paramètres.
En appartenant à différents groupes de processus physiques, les PV se divisent en physique spatio-temporelle, mécanique, électrique et magnétique, thermique, acoustique, lumineuse, physico-chimique, rayonnement ionisant, atomique et nucléaire.
Riz. 2. Classifications des grandeurs physiques
Selon le degré d'indépendance conditionnelle par rapport aux autres valeurs de ce groupe, tous les FV sont divisés en basiques (conditionnellement indépendants), dérivés (conditionnellement dépendants) et supplémentaires. Actuellement, le système SI utilise sept grandeurs physiques choisies comme principales : la longueur, le temps, la masse, la température, le courant électrique, l'intensité lumineuse et la quantité de matière. Les PV supplémentaires incluent les angles plats et solides. Selon la présence de dimension, les PV sont divisés en dimensionnel, c'est-à-dire sans dimension et sans dimension.
1.2 Unités métriques
Le manque de justification rationnelle du choix des unités PV a conduit à leur grande diversité non seulement dans différents pays, mais même dans différentes localités d'un même pays. Cela a créé de grandes difficultés, en particulier dans les relations internationales. Le système métrique de mesures est apparu, c'est-à-dire un ensemble d'unités PV recommandé au lieu d'être utilisé auparavant.
Les unités suivantes ont été adoptées : longueur - mètre (m), masse - kilogramme (kg), volume - litre (l), temps - seconde (s).
Des multiples décimaux et des unités fractionnaires de PV ont également été introduits, c'est-à-dire des unités de PV, qui sont 10 fois plus grandes et plus petites, et des règles simples ont été établies pour nommer les unités multiples et fractionnaires de PV en utilisant les préfixes : kilo, hecto, deca, deci, centi et milli [par exemple, centimètre (cm), millimètre (mm), décalitre (dal), etc.]
Cela a donné aux unités du système métrique (unités métriques de PV) un avantage significatif sur les autres qui existaient à cette époque. De plus, les unités PV métriques ont éliminé l'utilisation de nombres nommés composés (par exemple, longueur 8 brasses 3 pieds 5 pouces) et ont grandement facilité les calculs.
1.3 Systèmes d'unités de grandeurs physiques
Construction d'unités et de systèmes d'unités. Auparavant, les unités de PV différentes étaient généralement définies indépendamment les unes des autres. Les seules exceptions étaient les unités de longueur, d'aire et de volume. La principale caractéristique des unités PV modernes est que des dépendances s'établissent entre elles. Dans ce cas, plusieurs unités de base de la PV sont choisies arbitrairement, et toutes les autres sont des unités dérivées de la PV obtenues à l'aide de dépendances (lois et définitions) liant différentes PV, c'est-à-dire équations régissant.
Les grandeurs physiques, dont les unités sont considérées comme basiques, sont appelées PV de base, et dont les unités sont des dérivées, sont appelées les dérivées du PV.
L'ensemble des unités de base et dérivées de PV, couvrant tout ou partie des domaines de la physique, est appelé le système d'unités de PV.
Considérons des exemples d'établissement des unités dérivées du PV avec la longueur L, la masse M et le temps T choisis comme PV principal, c'est-à-dire avec des unités de base sélectionnées de PV [L], [M] et [T].
Exemple 1. Établissement d'une unité de superficie. Choisissons une forme géométrique simple comme un cercle. La taille de l'aire s du cercle est proportionnelle à la puissance seconde de la taille de son diamètre d : s = k S d 2, où k S est le coefficient de proportionnalité. Nous prendrons cette équation comme déterminante. En mettant la taille du diamètre du cercle égale à l'unité de longueur, c'est-à-dire d = [L], nous obtenons [s] = k S [L] 2. Le choix du coefficient de proportionnalité k S est arbitraire Soit k S = l, alors [s] = [L] 2, c'est-à-dire que l'aire d'un cercle est choisie par unité d'aire, dont le diamètre est est égal à un longueur. Si [L] = 1 m, alors [s] = 1 m 2. L'aire d'un cercle dans ce cas doit être calculée par la formule s = d 2 et l'aire d'un carré de côté b - par la formule s = (4 / p) b 2.
Habituellement, au lieu d'une telle unité de surface circulaire, une unité carrée plus pratique est utilisée, qui est la surface d'un carré dont le côté est égal à une unité de longueur.
Si, lors de l'établissement d'une unité de surface ronde, k S = p / 4 était pris, alors cela coïnciderait avec l'unité carrée habituelle.
Exemple 2. Établissement de l'unité de vitesse. Comme définition, nous prenons l'équation montrant que la taille de la vitesse et mouvement uniforme plus grande, plus la taille l du chemin parcouru est grande et plus petite est la taille du temps T passé sur ce chemin :
où k u est le coefficient de proportionnalité.
En fixant l = [L], T = [T], on obtient l'unité de vitesse [u] = k u k u [L] [T] -1. Si, pour des raisons de commodité, on pose k u = l, alors l'unité de vitesse sera [u] = [L] [T] -1. Lorsque [L] = 1 mi [T] = 1s selon la dernière formule [u] = 1 m/s.
Exemple 3. Réglage de l'unité d'accélération. Comme équation directrice, nous prenons la définition de l'accélération comme la dérivée de la vitesse par rapport au temps : a = du / dT. En mettant du = [u], dT = [T], on obtient l'unité d'accélération : [a] = 
Avec [L] = 1 m et [T] = 1s [a] = 1 m/s 2.
Exemple 4. Établissement de l'unité de force. Choisissons comme équation de définition la loi de la gravitation universelle
f = où m 1 et m 2 sont les dimensions des masses des corps ;
r est la grandeur de la distance entre les centres de ces masses ;
k f - coefficient de proportionnalité.
En mettant m 1 = m 2 [M], r = [L], on obtient l'unité de force
ou lorsque k f = 1 [f] = [M] 2 [L] -2. Avec [L] = 1 m et [M] = 1 kg selon la dernière formule [f] = 1 kg 2 / m 2.
En choisissant la seconde loi de Newton f = = kf ma comme équation déterminante, on obtient, de manière similaire à la précédente, l'unité de force sous la forme [f] = kf [M] * [a] = kf [M] [L] [T] -2, ou sous la forme [f] = [M] [L] [T] -2. Avec [M] = 1 kg, [L] = 1 m et [T] = 1s selon la dernière formule [f] = 1 kg m/s 2.
Les deux unités de force obtenues sont égales, mais la seconde est répandue et la première est rarement utilisée (principalement en astronomie).
On peut voir à partir des exemples considérés que pour les PV de base sélectionnés - longueur L, masse M et temps T, l'unité dérivée [x] de certains PV x se trouve à travers les unités [L], [M] et [T] selon à la formule :
[x] = k x [L] pL [M] pM [T] pT,
où k x est un coefficient de proportionnalité choisi arbitrairement ;
p L, p M et p T - nombres positifs ou négatifs.
Ces chiffres montrent comment l'unité dérivée de la PV change avec le changement de la base. Par exemple, avec un changement de l'unité de base [L] q fois, l'unité dérivée [x] changera q pL fois. Puisque kx n'affecte pas le changement de [x], la nature du changement de l'unité [x] avec le changement des unités [L], [M] et [T] est généralement exprimée à l'aide de formules de dimension dans lesquelles kx = 1. Dans le cas considéré, la formule de dimension a la forme
dimx = L pL M pL T pT,
où le côté droit est appelé la dimension de l'unité PV ; la partie gauche est la désignation de cette dimension ;
p L, p M et p T - indicateurs de dimension.
La formule de dimension montre comment la taille de la dérivée de la PV change avec un changement de la taille de la PV principale pour l'équation constitutive choisie. Le côté droit de cette formule est également appelé la dimension du PV.
Considérons le cas général où il existe plusieurs PV de base A, B, C, D, ..., dont les unités sont [A], [B], [C], [D], ..... Alors, évidemment, l'établissement des unités dérivées de la PV x se ramènera au choix d'une équation gouvernante reliant x aux autres PV (de base et dérivées), à amener cette équation à la forme :
x = k x A pA B pB C pC D pD ...,
où p A, p B, p C, p D, ... sont des indicateurs de dimension, et pour remplacer les PV de base par leurs unités :
[x] = k x [A] pA [B] pB [C] pC [D] pD…
La formule de dimension dans ce cas sera la suivante :
dim x = A pA B pB C pC D pD…
On sait que l'unité dérivée de PV x a une dimension p A par rapport à l'unité de base de PV A, une dimension p B par rapport à l'unité de base de PV B, etc. (ou que la dérivée du PV ait une dimension p A par rapport au PV de base A, une dimension p B par rapport au PV de base B, etc.). Ainsi, en considérant la dimension de la vitesse (exemple 2) LT -1, ou L 1 M 0 T -1, on peut dire que la vitesse a une dimension 1 par rapport à la longueur, une dimension nulle par rapport à la masse et une dimension -1 par rapport à le temps (l'unité de vitesse a la dimension 1 par rapport aux unités de longueur, etc.).
Si p A = p B = p C = p D =… = 0, alors la dérivée du PV x est appelée le PV sans dimension, et son unité [x] est l'unité sans dimension du PV.
Un exemple de dérivée sans dimension de l'unité PV est l'unité [φ] de l'angle plan - radians. Lors de l'établissement de cette unité, l'équation φ = = k φ (l / r) a été adoptée comme déterminante, montrant que la taille de l'angle est d'autant plus grande que la longueur l de l'arc qui le contracte est grande. et plus la taille de la longueur r du rayon de cet arc est petite. Dans l'équation, on suppose que k φ = 1, l = [L], r = [L]. D'où [φ] = = [L] 0 et dim φ = L 0.
Si, lors de l'établissement de l'unité dérivée du PV dans son expression en termes d'unités de base du PV, nous supposons k x = 1, alors on l'appelle l'unité dérivée cohérente du PV. Le système d'unités du PV, dont toutes les unités dérivées sont cohérentes, est appelé le système cohérent d'unités du PV.
Les dimensions des unités dérivées des PV x, y et z sont liées les unes aux autres comme suit. Si z = k 1 xy, alors
dimz - dimх * dimу. (1.2)
Si z = k 2, alors
dimz - dimх / dimу. (1.3)
Si z = k 3 x n, alors
dimz - (dim x) n. (1.4)
Nous avons utilisé les égalités (1.2) et (1.3) lors de l'établissement des unités d'accélération et de force, et l'égalité (1.4) est une conséquence de l'égalité (1.2).
Les formules de dimension ne peuvent être écrites que pour ces PV, lors de leur mesure, la condition d'unicité de la mesure est satisfaite. Les dimensions de différents PV peuvent coïncider (par exemple, le moment de force et de travail), et les dimensions du même PV dans différents systèmes d'unités PV peuvent différer (voir l'exemple 4, où différentes équations gouvernantes nous ont conduit à différentes dimensions du unités de force et, par conséquent, à différentes dimensions de force). Par conséquent, les dimensions ne donnent pas une image complète du PV. Cependant, l'écart entre les dimensions des côtés gauche et droit de toute formule ou équation indique que cette formule ou cette équation est erronée. De plus, la notion de dimension permet de résoudre plus facilement de nombreux problèmes. Si l'on sait au préalable quelles PV sont impliquées dans le processus à l'étude, alors à l'aide de l'analyse des dimensions, il est possible d'établir la nature de la relation entre les tailles de ces PV. En même temps, la solution du problème est souvent beaucoup plus simple que si elle était effectuée par d'autres moyens.
Il est essentiel que dans la formulation mathématique phénomènes physiques par les symboles du PV ne désignent pas les PV eux-mêmes et non leurs tailles, mais les valeurs du PV, c'est-à-dire des nombres nommés. Par exemple, dans l'équation f = kf ma, exprimant la deuxième loi de Newton, les symboles m et a signifient non pas les PV eux-mêmes (masse et accélération) et non les dimensions de masse et d'accélération, qui ne peuvent être multipliées l'une par l'autre, mais le des valeurs de masse et d'accélération, c'est-à-dire des nombres nommés qui reflètent les dimensions de masse et d'accélération, et pour lesquels l'opération de multiplication a un sens.
1.4 Systèmes d'unités
Le premier système d'unités de PV était essentiellement les unités métriques de PV mentionnées ci-dessus. Cependant, ce n'est qu'en 1832 que K. Gauss a proposé de continuer à construire des systèmes d'unités de PV en tant qu'ensemble d'unités de base et dérivées. Dans le système qu'il a construit, les unités de base de PV étaient le millimètre, le milligramme et la seconde.
Plus tard, d'autres systèmes d'unités du PV sont apparus, également basés sur les unités métriques du PV, mais avec des unités de base différentes. Les plus connus de ces systèmes sont les suivants.
Système SGS (1881). Les unités de base de PV sont le centimètre, le gramme, la seconde. Le système s'est répandu en physique. Plus tard, certaines versions de ce système ont été créées pour les PV électriques et magnétiques.
Système MTS (1919). Les unités de base du PV sont le mètre, la tonne (1000 kg), la seconde. Ce système n'a pas été largement utilisé.
Système MKGSS ( fin XIX v). Les unités de base de PV sont le mètre, le kilogramme-force, la seconde. Ce système s'est généralisé dans la technologie.
Système AISS (1901). Il est parfois appelé le système Georgie (d'après son créateur). Les unités de base de PV sont le mètre, le kilogramme, la seconde et l'ampère. Ce système est actuellement connecté partie de dans le nouveau système international d'unités de PV.
Toutes les unités de base et dérivées de tout système d'unités de PV sont appelées unités de système de PV (par rapport à ce système). Outre les unités systémiques, il existe également les unités dites hors système, c'est-à-dire celles qui ne sont pas incluses dans le système d'unités du PV. Toutes les unités non systémiques de FV peuvent être divisées en deux groupes : 1) ne sont incluses dans aucun des systèmes connus, par exemple : unité de longueur - unité x, unité de pression - millimètre de mercure, unité d'énergie - électron-volt ; 2) qui ne sont non systémiques que par rapport à certains systèmes, par exemple : l'unité de longueur - le centimètre - est non systémique pour tous les systèmes, à l'exception du CGS ; unité de masse - tonne - hors système pour tous les systèmes, à l'exception du MTS ; unité de puissance électrique - centimètre - hors réseau pour tous les réseaux, à l'exception du CGSE.
La présence de différents systèmes d'unités de PV, ainsi qu'un grand nombre d'unités de PV hors système, crée des inconvénients liés aux calculs nécessaires au passage d'une unité de PV à d'autres. Dans le cadre de la croissance des liens scientifiques et techniques entre les pays, il est devenu nécessaire d'unifier les unités de PV. En conséquence, un nouveau système international d'unités photovoltaïques a été créé.
Système international d'unités. En 1960, la XIe Conférence générale des poids et mesures a approuvé Le système international unités de PV SI ·.
En URSS et dans les pays membres du CAEM, le SI a été introduit dans la norme CAEM STSEV 1052 - 78 « Métrologie. Unités de grandeurs physiques "Les informations sur les unités de base de PV SI sont données dans le tableau. 1.
Deux unités essentiellement dérivées de PV SI : l'unité de l'angle plat est le radian (notation russe rad, international - rad) et l'unité de l'angle solide - stéradian (notation russe cf, international - sr) - ne sont pas officiellement considérées comme des dérivées et sont appelées unités supplémentaires de PV SI ... La raison de leur isolement est qu'ils sont établis selon les équations constitutives j = l / r et y = S / R 2, où j est un angle plan dont le sommet coïncide avec le centre d'un arc de longueur l et rayon r; y - angle solide dont le sommet coïncide avec le centre de la sphère de rayon R et qui coupe l'aire S à la surface de la sphère.
[j] = 0 et [y] = 
sont sans dimension et, par conséquent, ne dépendent pas du choix des unités de base de la PV du système.
Les unités dérivées de PV SI sont formées à partir d'unités de base et supplémentaires selon les règles de formation d'unités cohérentes de PV.
Unités de base des grandeurs physiques SI Tableau 1.
Par exemple : accélération angulaire - radians par seconde au carré (rad/s 2), intensité du champ magnétique - ampères par mètre (A/m), luminosité - candela par mètre carré (cd/m 2).
Les unités de PV SI, qui ont des noms spéciaux, sont données dans le tableau. 2.
Le système international présente les avantages suivants par rapport aux autres systèmes d'unités photovoltaïques : il est universel, c'est-à-dire qu'il couvre tous les domaines de la physique ; cohérent; ses unités de PV sont dans la plupart des cas pratiques et étaient répandues auparavant.
Unités autorisées pour une utilisation dans les pays du CAEM. Les avantages ci-dessus de SI dans son ensemble ne nous permettent pas encore d'affirmer que ses unités PV sont dans tous les cas plus acceptables que les autres. Par exemple, pour mesurer de longues périodes de temps, le mois et le siècle peuvent être des unités plus pratiques que les secondes ; pour mesurer de longues distances, l'année-lumière et le parsec peuvent s'avérer être des unités plus pratiques que le mètre, etc.
Unités SI dérivées de quantités physiques avec des noms spéciaux. Tableau 2.
2. PARTIE CALCUL
Tâche. Avec un voltmètre de classe de précision 4, U n = 150V, le résultat d'observation X = 100V a été obtenu. Déterminez la plage dans laquelle se trouve la valeur vraie, l'erreur relative et absolue.
Solution. k = 
Erreur relative: 
Valeur vraie : X et = (100 ± 6) V.
Toute activité humaine technologique est associée à la mesure de diverses grandeurs physiques.
L'ensemble des grandeurs physiques est un certain système dans lequel les grandeurs individuelles sont interconnectées par un système d'équations.
Une unité de mesure doit être définie pour chaque grandeur physique. Une analyse des interrelations des grandeurs physiques montre qu'indépendamment les unes des autres, il est possible de ne fixer les unités de mesure que pour quelques grandeurs physiques et d'exprimer le reste à travers elles. Le nombre de quantités établies indépendamment est égal à la différence entre le nombre de quantités incluses dans le système et le nombre d'équations de relations indépendantes entre les quantités.
Par exemple, si la vitesse d'un corps est déterminée par la formule v = L / t, seules deux valeurs peuvent être définies indépendamment et la troisième peut être exprimée à travers elles.
Les quantités physiques, dont les unités sont définies indépendamment des autres, sont appelées quantités de base et leurs unités sont appelées unités de base.
La dimension d'une grandeur physique est une expression sous la forme d'un monôme de puissance composé des produits de symboles de grandeurs physiques de base à divers degrés et reflétant la relation d'une grandeur donnée avec des grandeurs physiques adoptées dans un système donné de grandeurs comme base et avec un coefficient de proportionnalité égal à un.
Les puissances des symboles des quantités de base incluses dans le monôme peuvent être entières, fractionnaires, positives et négatives. Conformément à la norme internationale ISO 31/0, la dimension des quantités doit être désignée par le signe dim. Dans le système LMT, la dimension de la quantité X sera :
dimX = L l M m T t,
où L.M.T - symboles des quantités prises comme de base (respectivement, longueur, masse, temps);
l, m, t - nombres réels entiers ou fractionnaires, positifs ou négatifs, qui sont des indicateurs de dimension.
La dimension d'une grandeur physique est supérieure à caractéristiques générales que l'équation déterminant la quantité, puisqu'une même dimension peut être inhérente à des quantités ayant des aspects qualitatifs différents.
Par exemple, le travail de la force F est déterminé par l'équation A = Fl ; l'énergie cinétique d'un corps en mouvement - par l'équation E k = mv 2/2, et les dimensions des deux sont les mêmes.
Sur les dimensions, vous pouvez effectuer les opérations de multiplication, division, exponentiation et extraction de racine.
L'indicateur de la dimension d'une grandeur physique est un indicateur du degré d'élévation de la dimension de la grandeur physique principale, qui est inclus dans la dimension de la dérivée de la grandeur physique.
Les dimensions sont largement utilisées dans la formation des unités dérivées et dans la vérification de l'homogénéité des équations. Si tous les exposants du degré de dimension sont égaux à zéro, alors une telle quantité physique est appelée sans dimension. Toutes les quantités relatives (le rapport des quantités du même nom) sont sans dimension.
Physique - la quantité (PV) est une propriété qualitativement commune à de nombreux objets physiques (leurs états et processus s'y produisant), mais quantitativement individuelle pour chacun d'eux.
Qualitativement, les propriétés générales sont caractérisées par le genre de PV. Des FV de noms différents (dissemblables) peuvent être qualitativement communs : longueur, largeur, hauteur, profondeur, distance ou force électromotrice, tension électrique, potentiel électrique, ou travail, énergie, quantité de chaleur. De tels PV sont dits de même nature, ou homogènes. Les grandeurs physiques qui ne sont pas homogènes sont dites hétérogènes ou hétérogènes.
Quantitativement, une propriété individuelle est caractérisée par la taille du PV. Par exemple, la vitesse, la température, la viscosité sont des propriétés inhérentes à une grande variété d'objets, mais certains objets ont plus de cette propriété, d'autres en ont moins. Par conséquent, les dimensions de vitesse, température, viscosité dans certains objets physiques sont plus grandes que dans d'autres.
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Il serait plus correct de dire "l'unité sans dimension du PV", puisque la dimension est égale à zéro, pas la taille. Cependant, le terme « unité PV sans dimension » est très répandu. Il en va de même pour le terme « PV sans dimension ».
Le CGS est l'une des variétés du système CGS.
SI signifie Système International. Au lieu de SI, vous pouvez écrire SI (System International).
2.2 Unités de grandeurs physiques
2.3. Système PV international (SI)
2.4. Quantités physiques des processus technologiques de production alimentaire
2.1 Grandeurs physiques et échelles
Quantité physique(PV) est l'une des propriétés d'un objet physique (système physique, phénomène ou processus), qualitativement commune à de nombreux objets physiques (systèmes physiques, leurs états et processus s'y déroulant), mais quantitativement individuelle pour chacun d'eux. Individuel en termes quantitatifs doit être compris de telle sorte qu'une même propriété pour un objet peut être un certain nombre de fois plus ou moins que pour un autre.
Typiquement, le terme "quantité physique" est appliqué à des propriétés ou des caractéristiques qui peuvent être quantifiées. Les grandeurs physiques comprennent la masse, la longueur, le temps, la pression, la température, etc.
Il est conseillé de diviser les quantités physiques en mesurable et mesurable. La PV mesurée peut être exprimée quantitativement sous la forme d'un certain nombre d'unités de mesure fixes. La possibilité d'introduire et d'utiliser ce dernier est une caractéristique distinctive importante de la PV mesurée. Cependant, il existe des propriétés telles que le goût, l'odeur, etc., pour lesquelles les unités de mesure ne peuvent pas être saisies. De telles valeurs peuvent être estimées, par exemple, en utilisant échelle de grandeur- une séquence ordonnée de ses valeurs, adoptée d'un commun accord sur la base des résultats de mesures précises.
Par types de phénomènes PV est divisé en :
- réel, c'est à dire. décrivant les propriétés physiques et physico-chimiques des substances, des matériaux et des produits qui en sont issus. Ce groupe comprend la masse, la densité, la surface spécifique, etc.
énergique, c'est à dire. grandeurs décrivant les caractéristiques énergétiques des processus de transformation, de transmission et d'utilisation de l'énergie. Ceux-ci incluent, par exemple, l'intensité du courant, la tension, la puissance. Ce sont des grandeurs actives qui peuvent être converties en signaux d'information de mesure sans utiliser de sources d'énergie auxiliaires ;
- caractériser le cours des processus temporels... Ce groupe comprend divers types de caractéristiques spectrales, fonctions de corrélation, etc.
Par appartenant à différents groupes de processus physiques Les PV sont divisés en spatio-temporelle, mécanique, thermique, électrique et magnétique, acoustique, lumineuse, physico-chimique, rayonnement ionisant, physique atomique et nucléaire.
Par le degré d'indépendance conditionnelle par rapport aux autres quantités de ce groupe Les PV sont divisés en basiques (conditionnellement indépendants), dérivés (conditionnellement dépendants) et supplémentaires. Quantité physique de base- une grandeur physique incluse dans un système de grandeurs et acceptée conventionnellement comme indépendante des autres grandeurs de ce système. Comme principales, tout d'abord, nous avons choisi les grandeurs qui caractérisent les principales propriétés du monde matériel : longueur, masse, temps. Les quatre grandeurs physiques de base restantes sont choisies de telle sorte que chacune d'elles représente l'une des branches de la physique : intensité du courant, température thermodynamique, quantité de matière, intensité lumineuse. Chaque grandeur physique de base du système de grandeurs se voit attribuer un symbole sous la forme d'une lettre minuscule de l'alphabet latin ou grec : longueur - L, masse - M, temps - T, courant électrique - I, température - O, quantité de substance - N, intensité lumineuse - J. Ces symboles sont inclus dans le nom du système de grandeurs physiques.
Grandeur physique dérivée- une grandeur physique incluse dans le système des grandeurs et déterminée à travers les grandeurs de base de ce système. Par exemple, la quantité physique dérivée est la densité, qui est déterminée par la masse et le volume du corps.
Les grandeurs physiques supplémentaires incluent les angles plans et solides.
L'ensemble des PV de base et dérivés, formé conformément aux principes acceptés, est appelé système de grandeurs physiques.
Par la présence de dimension Les PV sont divisés en dimensions, c'est-à-dire sans dimension et sans dimension.
Dans les cas où il est nécessaire de souligner que nous entendons le contenu quantitatif d'une quantité physique dans un objet donné, le concept de p Taille PV(la taille de la quantité) - la détermination quantitative de la PV inhérente à un objet matériel, un système, un phénomène, un processus spécifique.
Valeur PV(Q) - une expression de la taille d'une quantité physique sous la forme d'un certain nombre d'unités adoptées pour elle. La valeur d'une quantité physique est obtenue à la suite d'une mesure ou d'un calcul, par exemple 12 kg - la valeur du poids corporel.
La valeur numérique du PV (q) - un numéro abstrait inclus dans la valeur de la quantité
L'équation
est appelée l'équation de base de la mesure.
Il existe une différence fondamentale entre la taille et la valeur. La taille d'une quantité ne dépend pas du fait que nous la connaissions ou non. Nous pouvons exprimer la taille en utilisant l'une des unités d'une quantité donnée et d'une valeur numérique (à l'exception de l'unité de masse - kg, vous pouvez utiliser, par exemple, g). Les tailles des différentes unités de la même taille sont différentes.
La relation entre les quantités de base et dérivées du système est exprimée à l'aide d'équations dimensionnelles.
Dimension de la quantité physique(dimQ) - une expression sous la forme d'un monôme de puissance, qui reflète la relation de la quantité avec les unités de base du système et dans laquelle le coefficient de proportionnalité est supposé égal à un. La dimension de la quantité est le produit des quantités physiques de base, élevé aux puissances appropriées
dimQ = L M N γ I η, (2.2)
où L, M, N, I sont la notation du PV principal, et α, β, γ, sont des nombres réels.
Indice dimensionnel d'une grandeur physique- exposant auquel la dimension de la grandeur physique principale, incluse dans la dimension de la dérivée de la grandeur physique, est élevée. Les indicateurs dimensionnels peuvent prendre différentes valeurs : entières ou fractionnaires, positives ou négatives.
Le concept de « dimension » s'applique à la fois aux grandeurs physiques de base et dérivées. La dimension de la grandeur principale par rapport à elle-même est égale à un et ne dépend pas d'autres grandeurs, c'est-à-dire que la formule de la dimension de la grandeur principale coïncide avec son symbole, par exemple : dimension de longueur - L, dimension de masse - M, etc.
Pour trouver la dimension de la dérivée d'une quantité physique dans un certain système de quantités, on devrait substituer leur dimension dans le côté droit de l'équation régissant cette quantité au lieu de la désignation des quantités. Ainsi, par exemple, en substituant la dimension de la longueur L au lieu de dl dans l'équation régissant la vitesse du mouvement uniforme V = l / t et la dimension du temps T au lieu de dt, nous obtenons - dim Q = L / T = LT - 1.
Les actions suivantes peuvent être effectuées sur les dimensions : multiplication, division, exponentiation et extraction de racine.
Grandeur physique dimensionnelle- une grandeur physique, dans la dimension de laquelle au moins une des grandeurs physiques de base est élevée à une puissance non nulle. Si tous les exposants du degré de dimension des quantités sont égaux à zéro, alors une telle quantité physique est appelée adimensionnelle. Toutes les quantités relatives sont sans dimension, c'est-à-dire le rapport des quantités du même nom. Par exemple, la densité relative r est une quantité sans dimension. En effet, r = L -3 M/L -3 M = L 0 M 0 = 1.
La valeur d'une grandeur physique peut être vrai, valide et mesuré. Valeur PV vraie(valeur vraie d'une quantité) - la valeur d'une quantité physique, qui en termes qualitatifs et quantitatifs refléterait idéalement la propriété correspondante de l'objet. Le vrai sens d'une certaine quantité existe, il est constant et peut être corrélé au concept de vérité absolue. Elle ne peut être obtenue que grâce à un processus de mesure sans fin avec une amélioration sans fin des méthodes et des instruments de mesure. Pour chaque niveau de développement de la technologie de mesure, nous ne pouvons connaître que valeur réelle d'une grandeur physique- la valeur d'une grandeur physique trouvée expérimentalement et si proche de la vraie valeur qu'elle peut la remplacer pour une tâche de mesure donnée. Valeur mesurée d'une grandeur physique- la valeur d'une grandeur physique obtenue à l'aide d'une technique particulière.
En pratique, il est nécessaire de mesurer différentes grandeurs physiques. Diverses manifestations (quantitatives ou qualitatives) de tout ensemble de formes de propriétés, dont la mise en correspondance des éléments avec un ensemble ordonné de nombres ou, plus généralement, de signes conventionnels forment une échelle de mesure de ces propriétés.
Échelle physique Est un ensemble ordonné de valeurs PV, qui sert de base initiale pour mesurer une valeur donnée. Conformément à la structure logique de la manifestation des propriétés, il existe cinq principaux types d'échelles de mesure: noms, ordre, intervalles conditionnels, relations.
Échelle de nom (échelle de classement). De telles échelles sont utilisées pour classer des objets empiriques, dont les propriétés ne se manifestent que par rapport à l'équivalence, ces propriétés ne peuvent pas être considérées comme des quantités physiques, donc les échelles de ce type ne sont pas des échelles PV. C'est le type le plus simple d'échelles basées sur l'attribution de nombres aux propriétés qualitatives des objets, qui jouent le rôle de noms. Dans les échelles de nommage, dans lesquelles l'attribution de la propriété réfléchie à l'une ou l'autre classe d'équivalence est effectuée à l'aide des sens humains, c'est le résultat le plus adéquat choisi par la majorité des experts. En même temps, il est d'une grande importance bon choix classes d'échelle équivalente - elles doivent être distinguées par des observateurs, des experts évaluant cette propriété. La numérotation des objets sur l'échelle des noms s'effectue selon le principe : "ne pas attribuer le même numéro à des objets différents". Les nombres attribués aux objets ne peuvent être utilisés que pour déterminer la probabilité ou la fréquence d'occurrence d'un objet donné, mais ils ne peuvent pas être utilisés pour la sommation ou d'autres opérations mathématiques. Étant donné que ces échelles ne sont caractérisées que par des relations d'équivalence, elles n'ont pas les concepts de zéro, "plus ou moins" et d'unités de mesure. Un exemple d'échelles de nommage sont les atlas de couleurs largement utilisés destinés à l'identification des couleurs.
Si une propriété d'un objet empirique donné se manifeste par rapport à l'équivalence et à l'ordre dans la manifestation quantitative croissante ou décroissante de la propriété, alors pour elle une échelle d'ordre (rangs)... Il est monotone croissant ou décroissant et permet d'établir un rapport plus/moins entre les valeurs qui caractérisent la propriété spécifiée. Dans les échelles d'ordre, zéro existe ou n'existe pas, mais en principe, il est impossible d'introduire des unités de mesure, car la relation de proportionnalité n'a pas été établie pour elles et, par conséquent, il n'y a aucun moyen de juger combien de fois les manifestations spécifiques de une propriété sont plus grandes ou plus petites.
Dans les cas où le niveau de connaissance du phénomène ne permet pas d'établir avec précision la relation existant entre les valeurs d'une caractéristique donnée, ou l'utilisation de l'échelle est pratique et suffisante pour la pratique, utilisez échelle conditionnelle (empirique) parligne... Il s'agit de l'échelle PV dont les valeurs initiales sont exprimées en unités arbitraires, par exemple l'échelle de viscosité Engler, l'échelle de Beaufort à 12 points pour mesurer la force du vent marin.
Échelles d'intervalle (échelle de différence sont un développement ultérieur des échelles d'ordre et sont utilisées pour les objets dont les propriétés satisfont les relations d'équivalence, d'ordre et d'additivité. L'échelle d'intervalle se compose d'intervalles égaux, a une unité de mesure et une origine choisie arbitrairement - un point zéro. Ces échelles comprennent le calcul selon divers calendriers, dans lesquels soit la création du monde, soit la Nativité du Christ, etc. est prise comme point de départ. Les échelles de température Celsius, Fahrenheit et Réaumur sont également des échelles d'intervalle.
Échelle de relation décrire les propriétés des objets empiriques qui satisfont aux relations d'équivalence, d'ordre et d'additivité (les échelles du second type sont additives), et dans certains cas également de proportionnalité (les échelles du premier type sont proportionnelles). Des exemples en sont l'échelle de masse (deuxième type), la température thermodynamique (premier type).
Dans les échelles des relations, il existe un critère naturel sans ambiguïté pour la manifestation quantitative nulle d'une propriété et d'une unité de mesure. D'un point de vue formel, l'échelle des relations est une échelle d'intervalles avec un point de référence naturel. Toutes les opérations arithmétiques sont applicables aux valeurs obtenues sur cette échelle, ce qui est important pour mesurer le PV. Par exemple, l'échelle de la balance, à partir du zéro, peut être graduée de différentes manières, en fonction de la précision de pesée requise.
Échelles absolues. Par absolu, nous entendons des échelles qui ont toutes les caractéristiques des échelles de relations, mais qui ont en outre une définition naturelle sans ambiguïté de l'unité de mesure et ne dépendent pas du système d'unités de mesure adopté. De telles échelles correspondent à des valeurs relatives : le coefficient d'amplification, d'atténuation, etc. Pour la formation de nombreuses unités dérivées dans le système SI, des unités sans dimension et de comptage d'échelles absolues sont utilisées.
Notez que les échelles de noms et d'ordre s'appellent ne pasmétrique (conceptuel), et les échelles d'intervalles et de rapports sont métrique (matériau). Les échelles absolue et métrique sont linéaires. La mise en œuvre pratique des échelles de mesure s'effectue en normalisant à la fois les échelles et les unités de mesure elles-mêmes, et, si nécessaire, les méthodes et les conditions de leur reproduction univoque.