물리량 값을 나열하십시오. 물리량의 개념과 측정 단위

우리 주변의 세계의 대상과 현상은 더 크게 또는보다 적게 나타낼 수있는 다양한 성질을 특징으로하며, 따라서 정량화 될 수 있습니다. 프로세스와 물리적 인 물체의 다양한 특성에 대한 정량적 인 설명을 위해, 물리량의 개념이 소개됩니다.

언더 물리량  그들은 물리적 인 대상 (물리적 시스템, 현상 또는 프로세스)의 속성 중 하나를 이해합니다. 이는 많은 물리적 인 대상에 대해 많은면에서 공통적이지만 각 대상에 대해 정량적으로 개별적입니다. 그래서 모든 신체는 질량, 온도를 가지고 있지만, 각각의 특성은 다릅니다. 전기 전도도, 강도, 방사 플럭스 등 다른 양에 대해서도 마찬가지입니다.

일반적으로 측정이란 물리적 양의 측정 즉, 물질 세계에 특유의 양. 이러한 가치는 자연 과학 및 기술 과학 (물리, 화학, 생물학, 전기 공학, 열공학 등)에서 연구되며 생산 (야금, 기계 공학, 계측 공학 등)에서 관리 및 관리 대상입니다. 예를 들어, 측정 대상은 회전되는 샤프트의 직경, 분배 될 제품의 양, 파이프 라인을 통한 유체 흐름의 속도, 합금 내의 합금 성분의 함량, 용융물의 온도 등일 수있다.

물리량에 대한보다 자세한 연구를 위해 그룹으로 분류됩니다 (그림 1.1). 물리 현상의 다른 그룹에 속하는 것에 따르면, 물리량은 시공간, 기계적, 열적, 전기적 및 자기 적, 청각 적, 빛, 물리 화학적 등으로 나뉜다.

도 4 1.1. 물리량의 분류

다른 양과 조건부 독립 정도에 따라 물리량은 기본 및 파생 변수로 나뉩니다. 현재 국제 단위계 (International System of Units)는 길이, 시간, 질량, 온도, 전류, 물질의 양 및 광도와 같이 주요한 것으로 선택된 7 가지 값 (서로 독립적 임)을 사용합니다. 밀도, 힘, 에너지, 힘 등과 같은 나머지 양이 도출됩니다 (즉, 다른 양에 따라 다름).

차원의 존재에 의해, 물리량은 차원, 즉 차원과 무 차원이 있습니다.

크기물리량은 각 객체에서 속성의 정량적 인 내용을 특징으로합니다. 의미물리량은 허용 된 일정 단위의 측정 단위 형태로 크기를 표현한 것입니다. 예 : 0.001km; 1m; 100 cm; 1000mm - 동일한 크기의 크기 (이 경우 길이)를 표시하는 네 가지 옵션.

수치물리적 양은 해당 측정 단위에 대한 양의 크기의 비율을 나타내는 숫자입니다.

측정 단위  은 통상적으로 1과 같은 수치가 할당 된 고정 된 크기의 값을 나타내고, 그것과 균질 한 물리량의 양적 표현에 사용된다. 측정 단위는 모든 단위 시스템에 속할 수도 있고, 전신 또는 조건부 시스템 일 수도 있습니다.

수량의 수치가 선택한 측정 단위에 직접적으로 의존한다는 것은 명백합니다.

크기가 같은 단위는 미터 단위, 피트 단위 및 인치 단위와 같이 크기가 다를 수 있습니다. 길이는 1 피트 = 0.3048m, 1 인치 = 0.0254m입니다.

따라서, 임의의 물리량을 측정하기 위해, 즉 이 값을 결정하려면이 값의 측정 단위와 비교 (비교)해야하며 측정 단위보다 많거나 적은 횟수를 결정해야합니다.

현재 측정에 대한 다음 정의가 확립되었습니다.

측정은 물리량의 단위를 저장하고 그 비율로 측정 된 수량의 비율이 (명시 적 또는 암시 적 형태로) 확인되고이 수량의 값을 얻도록 보장하는 기술 장치의 적용에 대한 일련의 작업입니다.

즉, 측정은 측정 장비를 사용하여 수행 된 물리적 실험입니다. 육체적 경험이 없다면 아무런 측정도 없습니다. 러시아 계측의 창시자, D.I. Mendeleev는 다음과 같이 썼습니다. "과학은 측정 될 때 시작됩니다. 정확한 과학은 측정 없이는 생각할 수 없다. "

저명한 철학자 PA가 제시 한 "차원"의 개념을 정의하는 것이 적절합니다. Florensky (Technical Encyclopedia, 1931) : "측정이란 과학 기술의 기본적인인지 과정으로, 알려지지 않은 양은 다른 것과 정량적으로 비교되며, 그 양과 일치하여 알려져있다."

그래서, 어떤 수량 Q가 있다면, 그것을 받아 들일 수있는 측정 단위는 [Q]와 같고, 물리량의 크기

Q = q × [Q], (1.1)

여기서 q는 Q의 수치입니다.

식 q × [Q]는 측정 결과측정 단위와 측정 단위의 비율 (정수 또는 소수 일 수 있음)과 측정 단위 [Q]의 두 부분으로 구성됩니다. 일반적으로 물리량 단위는 측정에 사용되는 기술 장치, 즉 측정 장비에 저장됩니다.

부품의 길이를 측정 할 때 101.6mm의 측정 결과가 얻어 졌다고 가정하십시오. 이 경우 길이 단위가 채택되고 수치 q = 101.6이됩니다. 단위 당 취하면 q = 10.16, 단위로 사용하면 q = 40이됩니다.

식 (1.1)은 기본 측정 방정식왜냐하면 측정을 물리적 단위와 측정 단위를 비교하는 과정으로 설명합니다.

값을 측정하기 위해 다른 단위를 선택할 수 있습니다. 즉

Q = q1 × [Q] 1 = q2 × [Q] 2 (1.2)

이 식에서 수량의 수치가 단위의 크기에 반비례한다는 것을 알 수 있습니다. 단위 크기가 클수록 양의 수치가 작고 그 반대도 마찬가지입니다.

또한, 식 (1.3)은 물리량 Q의 크기가 측정 단위의 선택에 의존하지 않는다는 것을 보여줍니다.

따라서 측정 된 값의 수치는 사용 된 단위에 따라 달라집니다. 단위의 선택은 측정 결과의 비교 가능성을 보장하는 데 중요합니다. 단위 선택에서 임의성을 허용하는 것은 측정의 단일성을 위반하는 것입니다. 대부분의 국가에서 측정 단위의 크기가 법으로 정해져 있습니다 (즉, 합법화 된 이유). 러시아에서는 측정의 일관성 보장에 관한 법률에 따라 국제 단위계 (International System of Units) 단위가 허용된다.

현실 세계에서 측정 단위는 존재하지 않으며 인간 활동의 결과입니다. 측정 단위는 일정한 크기의 물리적 양을 합의에 따라 단위로 취하고 법에 의해 확립되는 특정 모델입니다. 또한이 모델은 측정 도구를 저장하고이 장치를 사용하는 다른 모든 측정 계측기로 전송하는 측정 도구로 구현됩니다. 물리량의 단위를 형성, 저장 및 사용하는 그러한 과정은 지난 2 세기 동안 형성되었습니다.

측정 결과는 그 양의 진정한 가치를 추정 할 수있을 때만 중요합니다. 측정을 분석 할 때,이 두 가지 개념을 분명히 구별해야합니다 : 물리적 양의 진정한 가치와 경험적 표출은 측정의 결과입니다.

모든 측정 결과에는 측정 수단의 불완전 성 및 측정 방법, 외부 조건의 영향 및 기타 원인으로 인한 오류가 포함됩니다. 측정 된 값의 실제 값은 알 수 없습니다. 그것은 이론적으로 만 제시 될 수 있습니다. 양을 어느 정도만 측정 한 결과가 실제 값에 근접합니다. 즉 그의 평가를 나타냅니다. 측정 오류에 대한 추가 정보 - chap. 2 "측정 오류".

측정 저울

측정 스케일  이 값을 측정하기위한 초기 기준으로 사용됩니다. 이것은 크기 값의 정렬 된 모음입니다.

실용적인 활동으로 인해 물리량 측정의 다양한 유형의 척도가 형성되었으며, 그 중 주요한 것은 4 가지이며 아래에서 설명합니다.

1. 주문 규모 (순위)  순위가 매겨진 시리즈입니다. –   연구중인 특성을 특징 짓는 값의 오름차순 또는 내림차순으로 정렬됩니다. 오름차순 또는 내림차순의 비율을 설정할 수는 있지만 한 값이 다른 값보다 많거나 적은 횟수를 판단 할 수는 없습니다. 어떤 경우에는 주문 척도에서 0 점이있을 수 있습니다. 그 주된 이유는 측정 단위가 없기 때문입니다. 그것의 크기는 확립 될 수 없으며, 이러한 척도에서 수학적 양은 수량 (곱셈, 합산)에 대해 수행 될 수 없습니다.

순서의 척도의 예는 시체의 경도를 결정하기위한 모 규모입니다. 이것은 다른 임의의 수의 경도를 가진 10 개의 참조 (기준) 광물을 포함하는 기준점이있는 척도입니다. 이러한 비늘의 예는 풍속 (속도) 및 리히터 지진 규모 (지진 규모)를 측정하기위한 보 퍼트 규모입니다.

2. 간격의 척도 (차이)  측정 된 값에 대해 순서 관계가 소개 될뿐만 아니라 속성의 다양한 양적 징후 사이의 간격 (차이)의 합계도 순서 척도와 다릅니다. 차이 척도는 합의에 의해 설정된 조건부 영점과 측정 단위를 가질 수 있습니다. 간격의 척도에 따라 하나의 값이 다른 값보다 얼마나 크거나 작은지를 결정할 수 있지만 몇 번이나 말할 수는 없습니다. 간격의 비늘에서 시간, 거리 (길의 시작이 알려지지 않은 경우), 섭씨의 온도 등을 측정합니다.

간격 저울은 주문 저울보다 완벽합니다. 이러한 척도에서 우리는 곱셈 (곱셈과 나눗셈)이 아닌 가산적인 수학 연산 (덧셈과 뺄셈)을 수행 할 수 있습니다.

3.  관계 척도  차수의 관계, 간격의 합계 및 비례가 적용되는 양의 특성을 기술한다. 이러한 규모에서는 자연적인 제로가 있으며, 합의에 따라 단위가 설정됩니다. 관계 척도는 미지의 양 Q를 실험적으로 단위 [Q]와 비교하여 기본 측정 식 (1.1)에 따라 얻은 측정 결과를 나타냅니다. 관계 척도의 예는 질량, 길이, 속도, 열역학 온도의 척도입니다.

관계 규모는 모든 측정 척도 중 가장 완벽하고 가장 일반적입니다. 이것은 측정 된 크기의 값을 설정할 수있는 유일한 척도입니다. 모든 수학 연산이 관계 척도에 정의되어 있으므로 척도에서 판독 값에 대해 곱셈 및 추가 보정을 수행 할 수 있습니다.

4. 절대 척도  그것은 관계 규모의 모든 특징을 가지고 있지만, 또한 측정 단위의 자연스럽고 고유 한 정의가 있습니다. 이러한 스케일은 상대 값 (이득, 감쇠, 유효성, 반사, 흡수, 진폭 변조 등)을 측정하는 데 사용됩니다. 이러한 스케일은 0과 1 사이에 포함 된 고유 한 경계를 나타냅니다.

간격 및 관계의 척도는 "척도 척도"라는 용어를 결합합니다. 차수의 척도는 조건 척도 (conditional scales), 즉 측정 단위가 정의되지 않은 비늘에 비 메트릭이라고도합니다. 절대 및 눈금은 선형으로 분류됩니다. 측정 스케일의 실제 구현은 스케일과 측정 단위를 표준화하고, 필요하다면 모호하지 않은 재생산을위한 방법과 조건을 표준화하여 수행됩니다.

2.1 물리적 양, 질적 양적 특성. 물리량의 단위

가장 큰 의미에서 "가치"라는 말은 여러 종의 개념입니다. 예를 들어, 가격, 상품 가치와 같은 수량은 화폐 단위로 표시됩니다. 다른 예는 적절한 단위로 표현 된 의약 물질의 생물학적 활성의 값으로, I.I. 예를 들어, 레시피는 많은 항생제의 양을 나타냅니다.

현대 계측은 물리량에 관심이 있습니다. 물리적 인 크기 - 이 속성은 많은 객체 (시스템, 상태 및 객체에서 발생하는 프로세스)에 대한 질적 인 측면에서 공통적이지만 양적 측면에서 각 객체에 대해 개별적입니다. 개성이란 개개의 물건이 다른 물건보다 어느 정도 더 많거나 적을 수 있다는 의미에서 이해되어야한다. 모든 전기 및 전자 양은 물리량의 특징적인 예입니다.

측정 된 값의 질적 차이에 대한 형식화 된 반영은 차원입니다. 치수는 치수 차원에서 파생 된 기호 dim로 표시되며, 문맥에 따라 치수와 치수로 변환 할 수 있습니다. 기본 물리량의 차원은 해당 대문자로 표시됩니다. 예를 들어, 길이, 질량 및 시간

희미한 l = L; 희미한 m = M; dim t = T (2.1)

물리량의 도함수의 차원은 전력 단량체를 사용하여 기본 물리량의 차원으로 나타낼 수 있습니다.

여기서, dim z는 물리량 z의 도함수의 차원이다.

L, M, T, ... - 해당 기본 물리량의 크기.

α, β, γ, ...는 차원의 지표입니다.

차원의 각 차원은 양수 또는 음수, 정수 또는 분수, 0 일 수 있습니다. 치수의 모든 치수가 0이면이 값을 무 차원이라고합니다. 상대 값의 대수 (예 : 전압 비의 대수)로 정의되는 경우 유사 값의 비율 (예 : 비유 전율)과 로그로 정의 된 경우 상대 일 수 있습니다.

그래서 차원   물리량의 질적 특성이다.

차원 이론은 복잡한 공식의 정확성을 검증하는 데 보편적으로 적용됩니다. 방정식의 좌변과 우변의 크기가 일치하지 않으면 공식의 유도에서 어떤 지식 분야가 속해 있더라도 오류를 찾아야합니다.

물리량의 양적 특성은 크기 . 물리적 또는 비 물리적 양의 크기에 관한 정보를 얻는 것은

모든 측정의 내용입니다. 그러한 정보를 얻는 가장 간단한 방법은 측정 된 값의 크기에 대한 아이디어를 얻고, "무엇이 더 큽니까?"라는 원칙에 따라 다른 정보를 비교하는 것입니다. 또는 "더 낫다 (더 나쁜)?". 얼마나 더 많은 (적은) 또는 몇 번이나 더 좋은 (더 나쁜) 가끔 심지어 필요하지 않은지에 대한 더 자세한 정보. 서로 비교되는 크기의 수는 상당히 클 수 있습니다. 오름차순 또는 내림차순으로 위치하며 측정 값 형식의 크기 주문 규모 . 예를 들어, 많은 컨테스트와 대회에서 출전자와 선수의 기술은 최종 테이블에서 차지하는 위치에 따라 결정됩니다. 따라서 후자는 척도의 척도로서, 어느 정도 (얼마나 많은 횟수로 몇 번이나) 알려지지는 않았지만, 하나의 기술이 다른 기술의 기술보다 높다는 사실을 반영하는 측정 정보의 표현 형식입니다. 사람들을 높이 지어서, 질서의 척도를 사용하여 누가 누구보다 높게 결론을 내릴 수는 있지만, 얼마나 더 높게 말할 수는 없습니다. 주문의 규모에 대한 측정 정보를 얻기 위해 크기의 순서를 증가 또는 감소시킨 순서를 순위 .

주문 규모에 대한 측정을 용이하게하기 위해 주문의 일부 지점을 참조 점으로 고정 할 수 있습니다. (참고) . 예를 들어, 지식은 주문의 기준 척도로 측정됩니다.이 척도는 만족스럽지 않고 만족스럽고 우수합니다. 기준 스케일의 포인트에 해당하는 번호를 할당 할 수 있습니다. 점수 . 예를 들어, 지진의 강도는 12 포인트 국제 지진 규모 인 MSK-64에서 측정되며, 풍력은 보 퍼트 규모로 측정됩니다. 기준 스케일은 또한 파도의 강도, 미네랄의 경도, 필름의 감도 및 기타 여러 값을 측정합니다. 기준 저울은 인문학, 스포츠 및 예술에서 특히 널리 퍼져 있습니다.

기준 척도의 단점은 기준점 사이의 간격의 불확실성입니다. 따라서 점을 더하거나, 빼거나, 다시 누르고, 나눌 수 없습니다. 이와 관련하여 엄격하게 정의 된 간격으로 구성된 척도가 더 완벽합니다. 예를 들어, 태양 주위의 지구 궤도의주기와 같은 간격으로 나뉘어 진 시간 규모를 측정하는 것은 일반적으로 허용됩니다. 이 간격 (년)은 축을 중심으로 한 지구 자전주기와 동일한 작은 일 (일)로 차례로 나뉩니다. 하루는 차례로 시간, 분, 분, 초 단위로 나뉩니다. 이 저울은 간격 눈금 . 간격의 척도에서 이미 하나의 크기가 다른 것보다 크다는 것뿐만 아니라 얼마나 더 큰 것인가를 판단 할 수 있습니다. 간격의 척도에서 더하기와 빼기와 같은 수학적 동작이 정의됩니다. 어떤 연대기에서, 제 2 차 세계 대전 과정에서 급진적 인 변화는 알렉산드르 넵 스키가 뻬 시시 호수의 얼음 위에서 리브 니안 교단의 독일 기사단을 물리 친 700 년 후 스탈린 그라드에서 발생했다. 그러나 나중에이 사건이 몇 번이나 나왔는지 질문하면, "세계 창조"에서 시간을 세는 율리우스 력에 따르면, 우리의 그레고리력 스타일 - 1942/1242 = 1.56 시간 - 7448/6748 = 유대인에 따르면 1.10 시간, "시간은 아담의 창조에서부터"- 5638/4938 = 1.14 번, 그리고 모하메드 달력에 따르면 메카에서 메디나까지의 마호메트 비행 일로부터 시작됩니다 , - 1320/620 = 2.13 회. 따라서 간격의 척도에서 한 크기가 다른 크기보다 몇 배나 더 큰지 말하기 란 불가능합니다. 이것은 규모가 일정한 간격으로 알려지며 원점을 임의로 선택할 수 있기 때문입니다.

두 개의 참조 점 사이의 간격을 비례하여 나누어서 간격 띄우기를 얻는 경우가 있습니다. 따라서 섭씨 온도계에서 1 도는 얼음의 융점과 기준점, 물의 끓는점 사이의 간격의 100 번째 부분입니다. 레 우무 르 (Reaumur)의 온도 등급에서 동일한 간격은 80도, 화씨 온도 눈금 - 180도, 저온쪽으로 32도 (화씨)로 이동 한 기준점으로 나뉩니다.

두 개의 참조 점 중 하나로서 크기가 0이 아닌 (음의 값으로 나타나는) 하나의 값을 선택하지만 실제로는 0 인 경우이 크기에서는 이미 크기의 절대 값을 계산하고 하나의 크기가 다른 크기보다 얼마나 크거나 작지 만, 얼마나 크거나 더 큰지. 이 저울은 관계의 규모. 이것의 한 예가 켈빈 온도 스케일입니다. 그 안에서 분자의 열 운동이 멈추는 온도의 절대 영점을 기준점으로 취합니다. 온도를 낮출 수는 없습니다. 두 번째 기준점은 얼음 융해 온도입니다. 섭씨 눈금에서이 기준점 사이의 간격은 섭씨 273도입니다. 따라서 켈빈 (Kelvin) 척도에서는 273 개의 동등한 부분으로 나누어 져 있는데 각 부분은 켈빈 (Kelvin)이라고 불리며 섭씨 온도와 동일합니다. 따라서 하나의 척도에서 다른 척도로 쉽게 전환 할 수 있습니다.

관계 규모는 고려 된 모든 척도 중에서 가장 완벽합니다. 수학 연산의 최대 수 : 더하기, 빼기, 곱하기, 나눗셈을 정의합니다. 그러나 유감스럽게도 관계 규모의 구축이 항상 가능한 것은 아닙니다. 예를 들어 시간은 일정한 간격으로 측정 할 수 있습니다.

눈금이 끊기는 간격에 따라 같은 크기가 다르게 나타납니다. 예 : 0.001km; 1m; 10 dm; 100 cm; 1000 mm - 동일한 크기의 프리젠 테이션을위한 5 가지 옵션. 그들은 불린다. 가치 물리량. 따라서, 물리량의 값은 물리량의 특정 단위에서 그 크기의 표현입니다. 표현식의 추상화 번호가 호출됩니다. 수치 먹다 측정 된 크기가 0보다 큰 단위 또는 측정 단위보다 몇 배 많은지를 보여줍니다. 따라서, 물리량 z의 값은 그 수치 (z)와 특정 크기 [z]에 의해 결정되며, 물리적 단위

z = (z) · [z]. (2.3)

식 (2.3)을 기본 방정식이라고합니다. 이 방정식으로부터, (z)의 값은 선택된 단위 [z]의 크기에 의존한다는 것을 알 수있다. 선택한 단위가 작을수록이 측정 값에 대한 숫자 값이 커집니다. 단위 [z] 대신에 z의 값을 측정 할 때, 다른 단위를 취하면 식 (2.3)은

z = (z1) ·.

방정식 (2.3)을 고려하면,

(z) · [z] = (z1) ·,

(z1) = (z) · [z] /이다.

이 공식으로부터 한 단위 [z]로 표현 된 (z)의 값에서 다른 단위로 표현 된 (z 1) 값으로 가려면 수용된 단위의 비율로 (z)를 곱해야합니다.

2.2 부대의 출현, 발전 및 통일

물리량. 메트릭 측정 값 만들기

물리적 양의 단위는 사람이 무언가를 정량적으로 표현할 필요가있는 순간부터 나타나기 시작했습니다. 이 "무언가"는 항목의 수입니다. 이 경우, 측정은 물체의 수를 세는 것으로 구성 되었기 때문에 매우 간단했으며 단위는 하나의 물체였습니다. 그러나 조각 계산에 의해 반박 할 수없는 그러한 물체 (액체, 벌크 솔리드 등)의 수를 결정하는 것이 필요해지면서 작업은 더욱 복잡해졌습니다. 볼륨 측정이있었습니다. 길이와 체중을 측정해야하는 필요성 때문에 길이와 체중 측정이 나타났습니다. 예를 들어, 길이의 첫 번째 척도는 인체의 일부 (스팬, 발, 팔꿈치 및 발목 등)입니다. 신체 및 물질의 특성을 정량적으로 결정하는 것 외에도,

양적 특성화 및 처리의 필요성. 그래서 시간을 측정 할 필요가있었습니다. 첫 번째 시간 단위는 낮과 밤의 교대였습니다.

단위 개발의 두 번째 단계는 과학 발전 및 과학 실험 기술의 발전과 관련이 있습니다. 규모의 단위를 재현하는 측정 도구를 만드는 기초가 된 물리적 인 물체의 속성은 과학, 기술 및 기타 인간 활동 분야에서 요구되는 일정성과 재현성의 정도를 갖지 않는다는 것이 발견되었습니다. 두 번째 단계는 본질적으로 재현 된 양의 단위를 거부하고 "실제"표본에 고정시키는 것을 특징으로합니다. 첫 번째 단계에서 두 번째 단계로의 전환의 가장 큰 특징은 미터법을 만든 역사입니다. "자연적"단위 (지구의 자오선 길이)의 정확한 측정으로 시작하여 길이 단위의 실제 표준 (미터)이 작성되면서 종료되었습니다.

물리량 단위의 개발의 세 번째 단계는 과학의 급속한 발전과 측정 정확도에 대한 증가 된 요구의 결과였습니다. 실제 수량 단위의 인위적 (객관적인) 인 기준은 이러한 단위의 저장 및 이전에 필요한 정확성을 제공 할 수 없다는 것이 밝혀졌습니다. 새로운 물리적 현상의 발견, 원자 및 핵 물리학의 출현 및 개발은 물리량의 단위를보다 정확하게 재현 할 수있는 방법을 찾도록 해주었습니다. 그러나 세 번째 단계는 첫 번째 단계의 원칙으로 돌아 가지 않습니다. 세 번째 단계와 첫 번째 단계의 차이점은 측정에서 물리적 양 단위를 분리하는 것입니다. 물리적 개체의 특성을 양적 특성으로 재현하는 데 사용됩니다. 측정 단위는 두 번째 단계에서 압도적으로 유지되었습니다. 전형적인 예는 단위 길이입니다. 단색광의 파장을 사용하여 길이를 재현 할 가능성을 열어 길이 단위를 변경하지 않았습니다. 미터는 1 미터 남았지 만 빛의 파장을 사용하면 재생산의 정확도를 소수점 첫째 자리까지 올릴 수있었습니다.

그러나 이제 미터의 이러한 정의는 일부 문제를 해결하기 위해 미터가 충분한 정확도로 재현되는 것을 허용하지 않습니다. 그러므로 XVII 총무기구 총회 (1983)에서 미터의 새로운 정의가 채택되어 후자를보다 정확하게 재현 할 수있게되었다.

물리량의 단위에 대한 계측 개발의 전망은 기존 물리량의 재생산 정확성을 더욱 향상시킵니다. 근본적으로 새로운 물리적 대상의 발견으로 인해 새로운 부대를 설립해야 할 필요성이 생길 수 있습니다.

처음에는 물리량의 단위가 서로 아무런 관련없이 임의로 선택되어 큰 어려움을 낳았습니다. 같은 크기의 임의의 단위가 상당수 존재하기 때문에 다른 관측자가 측정 한 결과를 비교하기가 어려웠습니다. 각 나라마다, 때로는 각 도시마다 단위가 만들어졌습니다. 한 장치를 다른 장치로 변환하는 것은 매우 어려웠으며 정확도가 크게 떨어졌습니다.

"영토"라고 부를 수있는이 다양한 단위 이외에, 인간 활동의 다양한 분야에서 사용되는 다양한 단위가있었습니다. 같은 산업 분야에서 동일한 크기의 서로 다른 단위가 또한 사용되었습니다.

기술 및 국제 관계의 발전과 함께 단위의 차이로 인한 측정 결과의 사용 및 비교 어려움이 증가하고 과학 및 기술 진보가 더뎌졌습니다. 예를 들어, XVIII 세기 후반에. 유럽에서는 길이가 수백 피트에 달하며 약 50 개의 다른 마일이 120 파운드가 넘습니다. 또한, 긴 단위와 복수 단위의 비율이 비정상적으로 다양하다는 사실 때문에 상황이 복잡해졌습니다. 예를 들어, 1 피트 = 12 인치 = 304.8mm.

프랑스의 1790 년에 "모든 국가가 받아 들일 수 있도록 자연에서 가져온 변화가없는 원형에 기초한 새로운 조치 체계를 만들기로 결정했다." 파리를 통과하는 지구 자오선의 1/4 만분의 길이를 길이 단위로 생각하는 것이 제안되었습니다. 이 단위는 미터라고 불 렸습니다. 미터의 크기를 1792 년에서 1799 년까지 측정하기 위해 파리 자오선 호의 측정을 수행했습니다. 질량 단위당 최고 밀도 (+ 4 ℃)의 온도에서 순수한 물 0.001m3을 취했다. 이 단위는 킬로그램이라고 불 렸습니다. 미터법의 도입으로 자연으로부터 취한 길이의 기본 단위가 수립 될뿐만 아니라 수치 계산의 십진법에 해당하는 배수 및 부분 단위의 십진법이 채택되었습니다. 십진수 미터법은 가장 중요한 이점 중 하나입니다.

그러나 후속 측정에서 보여 지듯이 파리 자오선의 1/4은 10,000,000이 아니라 10,000,856 개의 원래 미터를 포함합니다. 그러나이 수치는 더 정확한 측정 값이 다른 값을 부여하기 때문에 최종 값으로 간주 할 수 없습니다. 1872 년 국제 프로토 타이핑위원회 (International Commission on Prototypes)는 자연 표준에 근거한 길이와 질량의 단위에서 조건부 재료 표준 (프로토 타입)을 기반으로하는 단위로 이동하기로 결정했습니다.

1875 년 외교 회의가 개최되어 17 개 주에서 미터법 협약에 서명했습니다. 이 대회에 따라 :

미터 및 킬로그램의 국제 프로토 타입이 설치되었습니다.

국제기구 가중치 조치가 창설되었다. 과학 기관으로서, 유지를위한 자금은 서명국을 할당하겠다고 약속했다.

각국의 과학자들로 구성된 국제 중량 및 측정위원회가 설립되었으며 그 기능 중 하나는 국제 중량 및 측정 국의 활동을 관리하는 것이었다.

6 년에 한번 무게와 대책에 관한 총회가 열렸습니다.

미터와 킬로그램의 샘플은 백금과 이리듐 합금으로 만들었습니다. 미터기의 원형은 총 길이가 102 cm 인 백금 - 이리듐 라인 측정이며, 길이 - 미터 단위를 정의하는 선이 끝에서 1 cm 떨어진 거리에 위치합니다.

1889 년 파리에서 I 가중치 및 측정에 관한 총회가 개최되어 새로 만든 샘플 중에서 국제 프로토 타입을 승인했습니다. 미터와 킬로그램의 프로토 타입은 국제 중량 및 측정 국에 기탁되었습니다. 미터와 킬로그램의 나머지 샘플은 총회에서 메트릭 협약의 서명국 중 로트별로 배포되었다. 그리하여 1899 년에 미터법의 설정이 완료되었습니다.

2.3 물리량 단위 체계의 형성 원리

처음으로 물리량 단위 체계의 개념은 독일 과학자 K. Gauss에 의해 소개되었습니다. 그의 방법에 따르면, 단위 체계의 형성에서, 먼저, 여러 값들이 독립적으로 설정되거나 서로 임의적으로 선택된다. 이 수량의 단위는 주요한 , 그것들은 시스템을 구축하는 기초이기 때문에. 기본 단위는 양 사이의 수학적 관계를 사용하여 다른 양의 단위를 형성 할 수 있도록 설정됩니다. 기본 단위로 표현 된 단위는 파생 상품 . 이와 같이 설정된 기본 단위와 파생 단위의 전체 집합은 물리량 단위의 시스템입니다.

물리량 단위의 시스템을 구성하는 기술 된 방법의 다음 특징들이 구별 될 수있다.

첫째, 시스템을 구성하는 방법은 기본 단위의 특정 치수와 관련이 없습니다. 예를 들어 기본 단위 중 하나로서

길이의 단위를 선택하십시오. 그러나 어느 것이 무관합니다. 미터 또는 인치 또는 발 중 하나 일 수 있습니다. 그러나 파생 된 단위는 기본 단위의 선택에 따라 달라집니다. 예를 들어, 면적 측정의 유도 단위는 평방 미터 또는 평방 인치 또는 평방 피트입니다.

둘째, 원칙적으로, 단위 체계의 구축은 수학적 형태로 방정식으로 표현되는 연결이있는 양 ​​사이에서 가능합니다.

셋째, 기본 단위가되어야하는 수량의 선택은 합리성을 고려하여 제한되며, 우선 최적의 선택은 최대한 많은 수의 유도 단위를 형성 할 수있는 기본 단위의 최소 수라는 사실에 의해 제한됩니다.

넷째, 그들은 체계의 일관성을 위해 노력한다. 파생 단위 [z]는 기본 [L], [M], [T], ... 식으로 표현 될 수 있습니다.

여기서 K는 비례 계수입니다.

일관성 (일관성)은 기본 단위에 따라 유도 된 단위를 정의하는 모든 공식에서 비례 계수는 1과 동일하다는 사실에 있습니다. 이것은 여러 가지 중요한 이점을 제공하고, 다양한 양의 단위를 단순화하고 계산을 수행하는 것을 단순화합니다.

2.4 물리량의 시스템. 국제 단위 체계 SI

처음에는 단위 체계가 세 단위로 만들어졌습니다. 이러한 시스템은 일반적으로 기계라고하는 많은 양의 범위를 다루었습니다. 한 국가 또는 다른 국가에서 채택 된 물리적 수량 단위를 기반으로했습니다. 이 모든 시스템 중에서 길이 - 질량 - 시간 단위를 기본 단위로하는 시스템을 선호 할 수 있습니다. 미터법 단위에 대해이 체계에 따라 구축 된 시스템 중 하나는 미터 - 킬로그램 - 초 시스템 (ISS)입니다. 물리학에서, 센티미터 - 그램 - 초 (GHS) 시스템을 사용하는 것이 편리했습니다. 기계적 양 단위로 MKS와 GHS의 시스템은 일관성이있다. 전기 및 자기 양을 측정하기위한 이러한 시스템의 적용에 심각한 어려움이 발생했습니다.

얼마 동안 체계 길이 - 힘 - 시간 (scheme-length-force-time)에 따라 구성된, 소위 기술적 체계 단위 체계가 사용되었다. 미터법 단위를 사용할 때이 시스템의 기본 단위는 미터 - 킬로그램 - 힘 - 초 (MKGSS)입니다. 이 시스템의 편리함은 주 단위 중 하나로서 힘의 단위를 사용하는 것이 엔지니어링에 사용되는 많은 양의 의존성에 대한 계산과 결론을 단순화했다는 사실에있었습니다. 그것의 단점은 9.81kg에 해당하는 질량 단위가 얻어졌고 이것은 십진법의 미터법 원칙에 위배된다는 것입니다. 두 번째 단점은 힘의 단위 - 킬로그램 - 힘과 미터의 질량 - 킬로그램의 이름의 유사성으로 종종 혼란을 낳습니다. ICSC 시스템의 세 번째 단점은 실용적인 전기 장치와의 불일치입니다.

기계 장치의 체계가 모든 물리량을 다루지 않았기 때문에, 과학 기술의 개별적인 부문을 위해, 다른 기본 단위를 추가함으로써 단위 체계가 확장되었다. 따라서 열 단위 미터 - 킬로그램 - 2도 온도 눈금 (MKSG) 시스템이 나타났다. 전기 및 자기 측정을위한 단위 시스템은 전류 강도 - 암페어 (MKSA) 단위를 추가하여 얻습니다. 조명 장치 시스템은 네 번째 기본 단위로 광도 단위 인 칸델라를 포함합니다.

한 시스템에서 다른 시스템으로 전환하는 과정에서 재 계산과 관련하여 실제로 발생하는 불리한 물리적 수량 및 많은 비 체계적 단위의 시스템 단위의 존재는 과학 기술의 모든 분야를 포괄 할 수있는 단일 보편 시스템의 구축을 필요로했으며 받아 들여질 것입니다 국제적으로

1948 년 IX 총회에서 가중치 및 측정에 관한 한 가지 실제적인 단위 체계를 채택하는 제안이있었습니다. 국제 가중치위원회는 모든 국가의 과학, 기술 및 교육계의 견해에 대한 공식 설문 조사를 실시했으며, 답변을 토대로 단일 실용적 시스템 구축에 대한 권고안을 제출했습니다. X 총회 (1954)는 새로운 시스템의 주요 단위로 다음을 채택했다 : 길이 미터; 무게 - 킬로그램; 시간은 초입니다. 암페어 - 암페어; 열역학적 온도 - 켈빈; 빛의 힘 - 칸델라. 이어서 7 번째 기본 단위, 즉 물질의 양 (mole)이 채택되었다. 회의가 끝난 후 새로운 시스템의 파생물 목록이 준비되었습니다. 1960 년에, 무게 및 측정에 관한 XI 총회는 마지막으로 새로운 시스템을 채택하여 "SI"라는 약어를 가진 국제 단위계 (System International)라는 이름을 러시아어 필기 "SI"에서 사용했습니다.

국제 단위 체계의 채택은 국가 단위 (영국, 미국, 캐나다 등)를 보존 한 여러 국가의 미터 단위로의 전환을 자극한다. 1963 년에 GOST 98567-61 "국제 단위 체계"가 소련에 도입되었는데, SI에 따라 SI가 선호되었다. 이와 함께 USSR에는 8 개의 주 표준이 있습니다. 1981 년 GOST 8.417-81 "GSI, 물리량의 단위"가 제정되어 과학 기술의 모든 분야와 국제 단위계에 기반을 두었습니다.

SI는 현재까지 존재했던 것 중 가장 완벽하고 보편적입니다. 통일 된 국제 단위 체계의 필요성은 매우 크며, 그 이점은이 시스템이 단기간에 광범위한 국제적 인정과 분배를 받았다는 것을 확신 할 수 있습니다. 국제 표준화기구 (ISO)는 국제 단위 체계에 대한 권고안에서 채택했다. 유엔 교육 과학 문화기구 (UNESCO)는 모든 회원국들이 국제 단위 체제를 채택 할 것을 촉구했다. 국제 법률기구 (OIML)는 조직의 회원국이 법에 따라 국제 단위계를 도입하고 측정 단위를 SI 단위로 교정 할 것을 권고했습니다. SI에는 국제 순수 및 응용 물리학 연합 (International Pure and Applied Physics), 국제 전기 기술위원회 (International Electrotechnical Commission) 및 기타 국제기구의 단위에 대한 권장 사항이 포함되었습니다.

2.5 기본, 추가 및 유도 단위

기본 SI 단위는 다음과 같은 정의를가집니다.

단위 길이 - 미터 (m) - 1/299792458 분의 1 초 동안 진공 상태에서 빛이 이동하는 경로의 길이.

질량 단위 - 킬로그램 (kg) - 질량, 국제 프로토 타입 (kg)의 질량과 같습니다.

시간 단위는 두 번째 - 시간은 세슘 -133 원자의 기저 상태의 두 가지 초 미세 수준 간의 전이에 해당하는 9192631770 개의 방사선 기간과 같습니다.

전류 (A)의 단위는 무한 길이의 2 개의 평행 한 도체와 진공 상태에서 서로 1m 떨어진 작은 원형 부분을 통과 할 때 변하지 않는 전류의 힘으로이 도체들 사이에 힘이 2 차원이되게합니다. 길이 1 미터 당 10 "7 N.

열역학적 온도의 단위는 물의 삼중점의 열역학적 온도의 켈빈 (K) - 1 / 273.16입니다. 국제 측정 및 가중치위원회는 열역학적 온도와 섭씨 온도를 허용했다 : t = T-273.15 K, 여기서 t는 섭씨 온도; T는 켈빈 온도입니다.

광도 - 칸델라 (cd) -의 단위는 540-10 12 Hz의 주파수에서 단색 복사를 방출하는 광원의 주어진 방향에서의 광도와 같으며이 방향의 에너지 세기는 1/683 W / sr입니다.

물질 양의 단위는 몰 (mole) - 질량이 0.012 kg 인 핵종 12C에 원자가있는 많은 구조 요소를 포함하는 시스템 물질의 양입니다.

SI는 각도 값과 연관된 유도 단위의 형성에 필요한 평면 및 입체각에 대한 두 개의 추가 단위를 포함합니다. 모퉁이 단위는 기본 단위 수에 포함될 수 없지만 기본 단위의 크기에 의존하지 않으므로 파생물로 간주 할 수 없습니다.

평면 각도의 단위는 라디안 (rad)입니다. 원의 두 반지름 사이의 각도이며 반지름은 반지름과 같습니다. 각도에서 라디안은 57 ° 17 "44.8"입니다.

입체각의 단위 인 스테 라디안 (stereadian)은 구의 중심에있는 꼭대기와 같은 입체각과 같아서 구의 반지름과 같은면이있는 정사각형의 면적과 같은 구면의 영역을 자른다.

SI 유도 단위는 물리량 간의 관계 또는 물리량의 정의를 기반으로 관계를 설정하는 법률을 기반으로 형성됩니다. 해당 SI 파생물은 다른 모든 수량이 SI 단위로 표현되는 경우 주어진 물리적 법칙 또는 정의를 표현하는 양 (지배 방정식) 간의 관계 방정식에서 파생됩니다.

SI 단위의 파생 상품에 대한 자세한 정보는 작품에 나와 있습니다.

2.6 물리량의 차원

일반적인 형태의 물리량 z의 SI 미분 단위의 차원은 식

, (2.5)

여기서 L, M, T, I, θ, N, J는 물리량의 차원이며, 단위는 주 단위로 취해진 다.

α, β, γ, ε, η, μ, λ는 해당 값이 z의 파생 값을 결정하는 방정식을 입력하는 정도의 지표입니다.

식 (2.5)는 z의 값과 비례 계수가 1로 가정 된 시스템의 기본 값 사이의 관계를 반영하는 물리량 z의 차원을 결정합니다.

SI 단위에 적용된 파생 단위의 차원의 예를 들어 보겠습니다.

단위 면적당;

속도 단위;

가속 단위;

권력의 단위;

단위 열용량;

단위 열용량;

조명 장치 용.

치수는 물리량 간의 관계를 정의하지만 여전히 수량의 특성을 결정하지는 않습니다. 본질적으로 이러한 양이 다르더라도 파생 단위의 차원이 동일한 일련의 양을 찾을 수 있습니다. 예를 들어, 작업의 크기 (에너지)와 힘의 모멘트는 동일하며 L 2 M T 2와 같습니다.

2.7 다중 및 장기 단위

SI 단위를 포함한 미터법 단위의 크기는 많은 실제적인 경우에 불편합니다. 너무 크거나 작습니다. 따라서 복수 및 부분 단위, 즉 단위는이 시스템의 단위보다 큰 정수 또는 작은 정수입니다. 10 진수 배수와 긴 단위가 널리 사용되며 원래 단위에 10을 곱한 값입니다. 십진수 배수와 십진법의 이름을 만들려면 적절한 접두사를 사용하십시오. 탭. 2.1은 현재 사용되는 십진법 요소와 해당 접두어의 목록을 보여줍니다. 접두사의 지정은 부착 된 단위의 지정과 함께 쓰여집니다. 또한, 콘솔은 접두어가없는 단위의 단순한 이름에만 첨부 될 수 있습니다. 두 개 이상의 콘솔을 연속적으로 결합하는 것은 허용되지 않습니다. 예를 들어 "microficade"라는 이름은 사용할 수 없지만 "picofarad"라는 이름을 사용해야합니다.

단위 질량 - 킬로그램 당 10 진수 배수 또는 긴 단위의 이름을 만들 때 "gram"이라는 이름에 새로운 접두어가 붙습니다 (메가 그램 1 mg = 10 3 kg = 106 kg, 밀리그램 1 mg =

kg ==

d).

영역 및 부피의 배수 및 배수 및 지수로 올림하여 형성된 다른 양의 지수는 접두사와 함께 취해진 전체 단위를 나타냅니다. 예를 들면 다음과 같습니다. 1

=

=

;

=

. 접두어를 원래 단위로 언급하고 권력을 높이는 것은 잘못입니다.

접두사를 사용하여 이름이 붙여진 소수 십진수와 십진법은 일관된 단위 체계에 포함되지 않습니다. 시스템과 관련된 그들의 적용은 작고 큰 수치를 묘사하는 합리적인 방법으로 간주되어야합니다. 공식에서 대체 할 때, 접두어는 대응하는 승수로 대체됩니다. 예를 들어, 1 pF (1 피코 패럿)의 값을 공식에 ​​대입하면 다음과 같습니다.

F.

표 2.1

접두어 갑판, 헥타르, 데시 및 센티는 비교적 드물게 사용됩니다. 왜냐하면 대부분의 경우에 상당한 이점을 생성하지 않기 때문입니다. 그래서 그들은 기록을 킬로와트로 유지하는 것이 더 편리하기 때문에 전기 장치의 힘을 고려할 때 1 헥타 와트의 단위를 사용하는 것을 거부했지만, 어떤 경우에는 이러한 부착물이 1 센티미터와 같이 매우 확고하게 뿌리를 내리고 있습니다. 단위 ap (100m 2)는 실제로 사용되지 않으며, 헥타르는 어디에서나 널리 사용됩니다. 그는 성공적으로 러시아의 십일조를 대체했습니다 : 1 ha = = 0.9158 십일조.

유닛의 이름으로 콘솔을 선택할 때, 알려진 중재를 관찰 할 필요가 있습니다. 예를 들어, decameter 및 hectometer의 이름은 적용되지 않았으며 단지 1 킬로미터 만 널리 사용됩니다. 그러나 미터에 배수 인 단위의 이름에 접두사를 더 적용하는 것은 실제에는 포함되지 않았다 : 메가 미터도 hygameter도 지름도 사용되지 않는다.

십진수 배수 또는 소수 SI 단위의 선택은 주로 사용 편의성에 따라 결정됩니다. 접두어를 사용하여 형성 될 수있는 다양한 배수 및 준 중수로부터 하나가 선택되어 실제로 허용되는 수치의 결과를 가져온다. 대부분의 경우, 값의 수치 값이 0.1에서 1000 사이가되도록 배수와 하위 수를 선택합니다.

한 번에 여러 개의 길고 여러 단위가 오늘까지 살아남은 특별한 이름을 받았습니다. 예를 들어 십진수 배수는 아니지만 역사적으로 확립 된 단위는 단위로 사용되며 초의 배수는 1 분 = 60 초입니다. 1 시간 = 60 분 = 3600 초; 1 일 = 24 시간 = 86400 초; 1 주일 = 7 일 = 604800 초. 초의 소수 단위의 형성을 위해 십진수 계수는 밀리 초 (ms), 마이크로 초 (μs), 나노 초 (not)와 같은 접두어와 함께 사용됩니다.

2.8 상대 및 로그 수량 및

물질의 조성 및 특성, 에너지 및 힘 값의 비율 등을 특징 짓는 상대 및 로그 양과 단위는 과학 기술 분야에서 널리 보급되어 있는데, 예를 들면 상대 신장, 상대 밀도, 상대 유전 및 자기 투자율, 이득 및 약화 등

상대 값 은 초기 값과 동일한 이름의 물리량에 대한 물리량의 무 차원 비율입니다. 상대 값은 또한 화학 원소의 상대적인 원자 또는 분자 질량을 포함하며, 탄소의 12 분의 1 (1/12) 질량에 대해 표현됩니다. 2. 상대 값은 무 차원 단위로 표현 될 수 있습니다 (같은 이름의 두 분량의 비율이 1 일 때). 퍼센트 (비율이

) 또는 ppm (비율은 다음과 같습니다.

), 또는 ppm (

).

로그 값 같은 이름의 두 물리량의 무 차원 비율의 대수 (십진수, 자연수 또는 기수 2)를 나타냅니다. 음압 레벨, 증폭, 감쇠, 주파수 범위 등은 로그 값으로 표현됩니다. 대수의 단위는 Bel (B)이며, PI = P2 (P1 / P2)는 같은 이름 (전력, 에너지, 에너지 밀도 등)의 에너지 값이고, . "힘"값 (전압, 전류, 압력, 전계 강도 등)과 같은 두 가지 비율의 대수 값을 취하면 Bel은 다음 식으로 결정됩니다. B = 2 · lg (F2 / F1) = F2 =

· F1. bel의 분수 단위는 데시벨 (dB)이며, 0.1 B와 같습니다.

예를 들어 수신 전력 P2와 원본의 비율이 10 인 전력 이득 특성의 경우 이득은 1000-3B 또는 30dB의 출력 변화로 1B 또는 10dB가됩니다.

2.9 GHS 시스템의 물리적 양 단위

GHS 시스템은 여전히 ​​이론 물리학에서 독립적 인 가치를 유지합니다. 이 시스템의 한 기본 단위 - 두 번째 -는 SI 시간의 기본 단위와 일치하고 GHS의 다른 두 기본 단위 - 센티미터와 그램은 SI 단위에 대해 세로입니다. 그러나 GHS 시스템을 일종의 국제 시스템의 일부 또는 일부로 간주하는 것은 불가능합니다. 첫째, 기본 단위의 비율은 동일하지 않습니다 (0.01; 0.001; 1). 둘째, 전기적 및 자기 적 분량을위한 CGS 단위의 형성은 원칙적으로 전자기학 방정식을 비평준화 된 형태로 사용했다. 이와 관련하여 단위의 크기가 변경되었으며 GHS 단위가 특수한 이름 인 경우 이름도 변경되었습니다. 따라서 CGS 기자력 단위 - Hilbert -는 SI 단위로 10 / (4 • ) 암페어이고, CGS 자기장 강도 단위는 SI 단위로 10 3 / (4 *)이다. ) 암페어 / 미터.

GHS의 일부 다른 단위는 특별한 이름을 가지고 있지만 SI 단위에 비례하여 소수 부분이므로 한 단위의 단위에서 다른 단위의 단위로의 전환은 어렵지 않습니다. 이러한 GHS 단위는 표 2.2에 나열된 단위입니다. GHS의 많은 부대에는 특별한 이름이 없습니다. GHS의 가장 보편적 인 단위가 작품에 주어집니다.

표 2.2

2.10 비 시스템 단위

외계 기본 또는 파생 상품으로 각 특정 경우에 사용되는 단위 시스템에 포함되지 않은 물리량 단위를 호출합니다. 시스템이 아닌 단위가 1도 또는 다른 단위로되어 있으면 단위 체계의 구현에 항상 방해가됩니다. 이론적 인 공식을 사용하여 계산을 수행 할 때 모든 비 시스템 장치를 시스템의 해당 장치로 가져와야합니다. 어떤 경우에는, 예를 들어 십진법의 다중성 또는 분수처럼 어렵지 않습니다. 다른 경우, 단위의 번역은 복잡하고 힘들며 종종 오류의 원인이됩니다. 또한 개별 시스템이 아닌 단위는 과학, 기술 또는 일상 생활에서 사용하기 위해 크기가 매우 편리하며이를 거부하면 여러 가지 불편 함이 있습니다. 이러한 단위의 예로는 길이 - 천문 단위, 광년, 파섹; 질량, 질량의 원자 단위; 지역 - 바리; 힘을 위해, 디나; 일을 위해서 - 에르그; 자속 용 - 맥스웰; 자기 유도 용 - 가우스.

2.11. 단위의 이름과 지정

단위 이름에는 몇 가지 유형이 있습니다. 우선, 이것들은 어느 정도는 수량의 물리적 본질을 간결하게 반영하는 이름입니다. 이러한 항목에는 미터 (측정 값), 칸델라 (초), 디나 (힘), 칼로리 (열에서 나온 것) 등이 있습니다. 그러한 이름이 가장 편리하다는 것을 인식해야합니다. 다음은 물리적 법칙에 따라 엄격하게 형성된 유도 단위의 이름입니다. 예를 들어, 줄 당 킬로그램 - 켈빈 [J / (kg · K)] - 단위

비열; 초당 킬로그램 제곱미터 (kg · m 2 / s)는 운동량 모멘트의 단위입니다.

파생 된 단위의 이름의 어색함과 경우에 따라 수량의 물리적 특성을 반영하는 단위의 이름을 찾는 어려움으로 인해 짧고 편리한 발음의 이름으로 많은 단위가 할당되었습니다. 그런 단위들에게 뛰어난 과학자들의 이름을 할당하기로 결정했습니다. 예를 들어, 켈빈, 암페어, 볼트, 와트, 헤르츠 등의 이름을 지적 할 수 있습니다.

일부 단위의 이름은 눈금의 눈금과 관련이 있습니다. 이러한 단위에는 온도도, 각도도 (분, 초), 수은 밀리미터, 수 밀리미터가 포함됩니다.

일부 단위의 이름은 약어입니다. 약어에 의한 약어. 예를 들어, 무효 전력 단위는 "volt-ampere reactive"단어의 첫 글자에서 "var"라고 불립니다. 등가 방사선 량 단위는 "생물학적으로 동등한 방사선"이라는 단어의 첫 글자의 "rem"이라고합니다.

이러한 지정을 지정하고 쓰고 읽을 때 다음 규칙을 사용하십시오.

대부분의 경우, 약식 단위는 숫자 표현 뒤에 단위를 나타내는 데 사용됩니다. 이 약어는 단위 이름의 첫 글자 하나 또는 두 개로 구성됩니다. 특별한 이름이없는 파생 된 단위의 명칭은 그들의 형성 공식에 따라 다른 단위의 명칭으로 구성된다 (반드시 기본 단위의 명칭 일 필요는 없다).

단위의 약어는 과학자의 이름으로 구성되며 이름은 대문자로 표기됩니다. 예 : ampere - A; 뉴턴 -N; 펜던트 - CL; joule - j 등 단위 표기법에서 단위의 이름에 포함 된 단어의 약어는 제외하고 약어의 부호 인 점은 적용되지 않지만 그 자체로는 단위 이름이 아닙니다 (예 : mm Hg). (밀리미터의 수은).

값의 숫자 값에 소수가 있으면 단위 지정은 모든 자릿수 다음에 입력해야합니다 (예 : 53.24 m; 8.5 s; -17.6 ℃

최대 편차로 값을 지정할 때 최대 편차가있는 숫자 값은 대괄호로 묶어야하며 대괄호 뒤에 단위 지정을 넣거나 값의 수치와 최대 편차 후 단위 지정을 지정해야합니다 (예 : (25 ± 10) ° С 또는 25 ° С ± 10 ℃; (120 ± 5) 초 또는 120 초 ± 5 초.

계산시 등호를 반복 할 경우 단위 지정은 최종 결과에만 제공됩니다 (예 :

.

유도 단위에 대한 표기법을 작성할 때 제품에 포함 된 단위 표기법은 중간 선의 점으로 곱셈 기호로 구분됩니다 (예 : N · m (뉴턴 미터)). N · s / m 2 (1 제곱미터 당 뉴턴 - 초). 한 단위를 다른 단위로 나누는 작업을 지정하려면 대개 슬래시가 사용됩니다 (예 : m / s). 수평선을 사용할 수 있습니다 (예 : ) 또는 긍정적이거나 부정적으로 제기 된 단위의 제품 지정 형식으로 단위 표현 (예 :

). 슬래시를 사용하는 경우 분모의 단위 제품은 대괄호로 묶어야합니다 (예 : W / (m · K)).

미분 단위 지정시 둘 이상의 슬래시 또는 수평선을 사용할 수 없습니다. 예를 들어, 열 전달 계수의 단위 - 평방 미터 - 켈빈 당 와트 -는 W / (W /

· K)

또는

.

광의 해 (light year)라는 명칭을 제외하고, 복수형의 경우에는 광년 (light years)이라는 형식을 취하는 경우를 제외하고, 경우와 숫자의 단위의 지정은 변경되지 않습니다.

단위 제품에 해당하는 이름으로 접두어는 제품에 포함 된 첫 번째 단위의 이름에 붙습니다.

예를 들어

N · m은 뉴톤 킬로미터 (N · km)가 아니라 킬로그램 미터 (kN · m)로 표시되어야한다.

단위의 비율에 해당하는 이름으로 접두사는 분자에 포함 된 첫 번째 단위의 이름에 붙습니다. 이 규칙에 대한 예외는 제한없이 분모에 포함될 수있는 기본 SI 단위 인 킬로그램입니다.

면적 및 부피의 단위 명칭에 "square"및 "cubic"과 같은 형용사 (예 : 평방 미터, 입방 센티미터)가 사용됩니다. 두 번째 또는 세 번째 길이가 영역 또는 부피를 나타내지 않으면 "square"또는 "cubic"대신에 단위 이름에서 "squared", "to third degrees"등과 같은 용어를 사용해야합니다 (예 : 모멘트 단위 이동량 - 킬로그램 미터

초당 제곱 (kg · m 2 / s).

단위에서 여러 단위와 긴 단위의 이름을 형성하기 위해 소스 단위의 정도를 나타내는 접두사가 원본 단위의 이름에 첨부됩니다. 예를 들어, 평방 미터 (

), 평방 킬로미터 (

) 등

단위의 산물로 형성된 파생 단위의 산물에서성에 관한 형용사 인 "정사각형"과 "입방체"만 기울어진다. 분모에 서있는 단위의 이름은 전치사 "on"(예 : 초당 미터 제곱)으로 쓰고 읽습니다. 예외는 1 차 학위의 시간 의존 값의 단위입니다. 이 경우, 분모에 서있는 단위의 이름은 전치사 "in"(예 : 초당 미터)으로 쓰여지고 읽혀집니다. 분모를 포함하는 단위의 이름을 줄이면 분자에 해당하는 부분 만 변경됩니다.

물리량. 규모의 단위

물리량  -이 속성은 많은 물리적 객체에 대해 질적으로 공통적이지만 각 객체에 대해 정량적으로 개별적입니다.

물리량 값  - 이것은 물리량의 크기를 정량적으로 추정 한 것으로, 허용되는 특정 단위 수 (예 : 도체의 저항 값은 5 ohms)로 표시됩니다.

있다 진실한  물체의 성질을 완벽하게 반영하는 물리량의 값, 그리고 진짜는 실험적으로 발견되었지만 대신 사용할 수있는 실제 값에 충분히 가깝습니다. 측정 된  측정 장치 판독 장치에 의해 계수 된 값

종속성에 의해 서로 관련된 수량 세트는 기본 및 파생 수량이있는 물리량 시스템을 형성합니다.

메인  물리량은 시스템에 들어가는 양이며이 시스템의 다른 양과는 무관하게 조건부로 받아 들여집니다.

파생 상품  물리량은 시스템에 입력되어이 시스템의 기본 값을 통해 결정되는 양입니다.

물리량의 중요한 특성은 치수 (dim)입니다. 크기  -이 표현은 기본 물리량의 기호의 곱으로 구성되고이 물리량과이 값 체계에서 채택 된 물리적 인 양과의 관계를 비례 계수가 1 인 기본 값으로 반영한 힘 단수의 형태입니다.

물리량 단위 -  계약에 의해 결정되고 받아 들여지는 특정 물리량이며, 동일한 양의 다른 양들이 비교됩니다.

수립 된 절차에 따라 국제 법률기구 (International Metrology)에서 권장하는 중량 및 측정에 관한 총회에서 채택 된 국제 단위계 (SI)의 단위가 적용될 수 있습니다.

기본, 미분, 다중, 종단, 일관성, 체계 및 오프 시스템 단위를 구별합니다.

기본 단위 시스템  - 유닛의 시스템을 구축 할 때 선택된 기본 물리량의 단위.

  미터  - 1/299792458 초의 시간 간격 동안 진공에서 빛에 의해 이동 된 경로 길이.

  킬로그램  - 국제 프로토 타입 킬로그램의 질량과 동일한 질량 단위.

  둘째  - 시간은 9192631770 개의 방사선주기와 같으며, 세슘 -133 원자의 기저 상태의 두 가지 초 미세 레벨 간의 전이에 해당합니다.

  암페어  - 무한 길이의 2 개의 평행 한 직선 도체를 통과 할 때 1 m의 거리에서 진공에 위치하는 무시할 수있을만큼 작은 원형 단면적을 가지면, 도체의 각 부분에서 10 m의 상호 작용력을 1 m 길이로 발생시키는 불변 전류의 강도 -7 N.

  켈빈  - 물의 삼중점의 열역학적 온도의 1 / 273.16 부분과 동일한 열역학 온도 단위.

  나방  - 질량이 0.012 kg 인 탄소 -12에 원자가있는 것과 같은 많은 구조 요소를 포함하는 시스템의 실질적인 양.

  칸델라  - 주파수가 540 ± 12 Hz 인 단색광을 방출하는 광원의 주어진 방향에서의 광도.이 방향에서의 에너지 세기는 1/683 W / sr이다.

또한 두 개의 추가 단위가 있습니다.

  라디안  - 두 원의 반지름 사이의 각도. 원호 반지름은 반지름과 같습니다.

  스 테리 언  - 구의 중심에서 꼭지점과 입체각. 구면의 반지름과 같은 한 변의 사각형 영역과 동일한 면적.

유도 단위 시스템  - 기본 단위 또는 기본 및 이미 정의 된 파생어와 연결되는 방정식에 따라 형성된 단위계의 물리량 파생 단위. 예를 들어, SI 단위로 표시되는 전력 단위는 1W = m 2 ∙ kg ∙ -3입니다.

SI 단위와 함께, 측정의 균일 성 보장에 관한 법률은 오프 시스템 단위, 즉 기존 시스템에 속하지 않는 유닛. 여러 유형을 구별하는 것이 일반적입니다. 오프 시스템  단위 :

SI 단위 (분, 시간, 일, 리터 등)와 동등한 단위;

특수 과학 기술 분야에서 사용되는 단위
  (광년, 파섹, 디옵터, 전자 볼트 등);

사용하지 않은 단위 (밀리미터의 수은,
  마력 등)

다수의 장기간 측정 단위 (예 : 질량 단위 (t))는 비 체계적으로 간주됩니다. 일반적인 경우 승수와 접두사를 사용하여 십진수, 배수적 및 길이 단위가 형성됩니다.

측정 장비

언더 측정기구  (SI)는 측정을위한 장치로서 이해되며, 표준 계측  특성.

기능적 목적에 따라 SI는 측정, 측정 장치, 측정 트랜스 듀서, 측정 설비, 측정 시스템으로 구분됩니다.

측정- 필요한 정확도로 하나 또는 여러 크기의 물리량을 재생하고 저장하도록 설계된 측정기. 측정 값은 본문 또는 장치로 나타낼 수 있습니다.

측정 장치  (PI)는 측정 정보를 추출하고
  그녀는 운영자가 직접 지각 할 수있는 형식으로 측정 장치는 일반적으로 다음과 같이 구성됩니다.
  측정 행동 원칙에 따르면 IP 아날로그 및 디지털이 있습니다. 측정 정보를 제시하는 방법에 따르면, 측정 장치는 지시 또는 기록 장치를 나타냅니다.

측정 정보의 신호 변환 방법에 따라 직접 변환 (직접 작용) 및 평형 변환 (비교) 장치가 구별됩니다. 직접 변환 장치에서 측정 정보 신호는 피드백을 적용하지 않고 한 방향으로 필요한만큼 변환됩니다. 밸런싱 장비에서는 직접 변환 회로와 함께 역변환 회로가 있으며 측정 된 값은 측정 된 값과 균질 한 알려진 값과 비교됩니다.

측정 된 값의 평균화 정도에 따라 측정 된 값의 순간 값을 읽는 장치와 측정 된 값의 시간에 대한 적분에 의해 판독 값이 결정되는 적분 장치가 있습니다.

측정 변환기  - 측정 된 값을 다른 양 또는 측정 신호로 변환하도록 설계된 측정 기기. 처리, 보관, 추가 변환, 표시 또는 전송에 편리합니다.

측정 회로의 위치에 따라 기본 및 중간 변환기가 있습니다. 주 트랜스 듀서는 측정 된 값이 공급되는 트랜스 듀서입니다. 1 차 트랜스 듀서가 가공 대상에서 멀리 떨어져있는 연구 대상에 직접 배치되면, 때로는 센서 별.

입력 신호의 유형에 따라 변환기는 아날로그, 아날로그 - 디지털 및 디지털 - 아날로그로 나뉩니다. 대형 측정 트랜스 듀서는 광범위하게 분포되어 있으며 주어진 횟수의 크기를 변경하도록 설계되었습니다.

설치 측정  - 기능적으로 결합 된 측정 장비 (측정, 측정 장비, 측정 트랜스 듀서) 및 보조 장치 (인터페이스, 전원 등)의 조합으로 하나 또는 여러 물리량을 대상으로 한 곳에 위치합니다.

측정 시스템  - 하나 이상의 물리적 양을 측정하기 위해 기능적으로 결합 된 측정 세트, 측정 트랜스 듀서, 컴퓨터 및 모니터링되는 대상의 다른 지점에있는 기타 기술적 수단.

측정의 유형 및 방법

계측에서 측정은 기술적 인 수단을 사용하여 수행되는 일련의 작업으로 정의되며 물리적 단위를 저장하고 측정 된 양을 단위와 비교하고이 양의 값을 얻을 수 있도록합니다.

주요 분류 기준에 따른 측정 유형의 분류는 표 2.1에 제시되어있다.

표 2.1 - 측정 유형

직접 측정  - 값의 초기 값이 측정의 결과로서 실험 데이터로부터 직접 발견되는 측정. 예를 들어, 전류계 암페어 수 측정.

간접적 인  측정은 양의 모색 된 가치가이 양과 직접 측정을받는 양 사이의 알려진 관계에 기초하여 발견되는 측정입니다. 예를 들어 전압계와 전류에 대한 내성과 관련있는 관계를 사용하여 전류계와 전압계로 저항기의 저항을 측정합니다.

합동  측정은 두 개 이상의 불명료 한 양을 측정하여 이들 사이의 관계를 찾습니다. 공동 측정의 고전적인 예는 저항의 온도 의존성을 찾는 것입니다.

집계 측정은 동일한 이름의 여러 수량의 측정으로, 수량의 원하는 값이 직접 측정 및 이러한 양의 다양한 조합에 의해 얻어진 방정식 시스템을 해결함으로써 발견됩니다.

예를 들어,이 저항의 직렬 및 병렬 연결의 저항 측정 결과에 따라 두 개의 저항의 저항을 찾습니다.

절대  측정 - 하나 이상의 수량을 직접 측정하고 물리적 상수 값을 사용하여 측정 (예 : 암페어 단위의 전류 강도 측정).

상대적  측정 - 동일한 값에 대한 물리량의 값 또는 초기 값과 동일한 값과 관련된 값의 값의 변화 비율 측정.

~까지 정적  측정이란 SI가 정적 모드 (static mode)로 동작하는 측정을 말한다. 그 출력 신호 (예를 들어, 포인터 편향)가 측정 시간 동안 변하지 않은 채로있을 때.

~까지 역동적 인  측정에는 SI가 동적 모드, 즉 그의 독서가 동적 속성에 의존 할 때. SI의 동적 특성은 어떤 순간의 변수 동작 레벨이 후속 순간에 SI의 출력 신호를 발생 시킨다는 사실에서 나타난다.

가능한 가장 정확한 측정.과학 및 기술 발전의 현재 수준에서 달성했다. 이러한 측정은 표준을 만들고 물리적 상수를 측정 할 때 수행됩니다. 그러한 측정의 특징은 오류의 추정과 그 출처에 대한 분석입니다.

기술적 인  측정은 특정 방법론에 따라 특정 조건 하에서 수행되고 과학 연구를 제외하고는 국가 경제의 모든 분야에서 수행되는 측정입니다.

원리와 측정 장비를 사용하기위한 일련의 기법을 호출 측정 방법  (그림 2.1).

예외없이 모든 측정 방법은 측정 값을 측정 값 (단일 값 또는 다중 값)에 의해 재현 된 값과 비교하는 것을 기반으로합니다.

직접 측정 방법은 측정 값의 값이 직접 작용 측정 장비의 판독 장치에서 직접 계산된다는 사실을 특징으로합니다. 계측기의 눈금은 측정 값 단위로 여러 값을 사용하여 사전에 조정됩니다.

측정 값이있는 비교 방법은 측정 값과 측정 값에 의해 재현 된 값의 비교를 의미합니다. 가장 일반적인 비교 방법은 차분, 제로, 대체, 우연입니다.

그림 2.1 - 측정 방법의 분류

제로 측정 방법의 경우 측정 값과 알려진 값의 차이가 측정 프로세스에서 0으로 감소합니다.이 값은 매우 민감한 제로 표시기로 고정됩니다.

미분 방법에서 측정 장치의 눈금에 측정 값과 측정 값에 의해 재현 된 값 간의 차이가 계산됩니다. 알려지지 않은 값은 알려진 값과 측정 된 차이에 의해 결정됩니다.

대체 방법은 측정 된 값 및 알려진 값의 지시기의 입력에 대한 대체 연결을 제공한다. 측정은 두 단계로 수행됩니다. 가장 작은 측정 오차는 알려진 값을 선택한 결과로 표시기가 알려지지 않은 값과 동일한 판독 값을 제공하는 경우에 얻어집니다.

일치 방법은 측정 값과 측정 값에 의해 재현 된 값 간의 차이를 측정하는 것을 기반으로합니다. 눈금 또는 주기적 신호의 일치 표시를 사용하여 측정하는 경우. 이 방법은 예를 들어 기준 신호로부터 주파수 및 시간을 측정하는 데 사용됩니다.

측정은 단일 또는 다중 관측으로 수행됩니다. 여기서 관측이란 측정 과정에서 수행 된 실험적인 작업을 말하며 그 결과 하나의 값이 얻어지며 그 결과는 항상 자연적으로 무작위입니다. 여러 개의 관측치가있는 측정의 경우, 측정 결과를 얻기 위해서는 관측 결과의 통계 처리가 필요합니다.