Principii de construcție a sistemului internațional de unități. Mărimi și unități relative și logaritmice
Principii pentru construirea unui sistem de unități de mărime Ø Sistem de mărimi fizice - Un set de mărimi fizice format în conformitate cu principii acceptate, când unele mărimi sunt luate ca independente (cantități de bază), iar altele (cantități derivate) sunt definite ca funcții de cantități independente. Ø Sistemele de mărimi fizice care au existat în timpuri diferiteși în diferite state, au avut multe diferențe: Ø au folosit măsuri diferite, Ø au avut o multiplicitate diferită de unități utilizate, Ø au avut un număr diferit de unități de bază și derivate. 2
Sisteme de unități care au fost utilizate înainte de introducerea sistemului internațional Sistemul Gaussian (LMT - milimetru, miligram, secundă); 2. Sistemul CGS (LMT + QJ - centimetru, gram, secundă + kelvin, candela) se extinde în zona cantităților termice și optice; 3. Sistemul ISS (LMT + QJ - metru, kilogram, secundă + kelvin, candela) se extinde în zona cantităților termice și luminoase; 4. Sistem MTS (LMT - metru, tonă, secundă); 5. Sistem MKGSS (LFT - metru, kilogram-forță, secundă). Zona de distribuție este mecanică, inginerie termică. Kilogram-forță - o forță egală cu greutatea unui corp cu o masă de 1 kg la accelerație normală cădere liberă g 0 \u003d 9,80665 m / s2 1 kgf \u003d 9,80655 N 1. 3
Sisteme de unitati de marimi electromagnetice Sistem electrostatic de unitati (sistemul CSSE) La construirea acestui sistem, derivata prima a unitatii electrice introduce unitatea de sarcina electrica folosind legea lui Coulomb ca ecuatie definitorie. În acest caz, permitivitatea absolută este considerată o mărime electrică adimensională. Ca o consecință a acestui fapt, în unele ecuații care relaționează mărimile electromagnetice, apare în explicit rădăcina pătrată a vitezei luminii în vid. n Sistem electromagnetic de unități (sistem SGSM). La construirea acestui sistem, unitatea de putere a curentului este introdusă de prima derivată a unității electrice folosind legea lui Ampère ca ecuație definitorie. În acest caz, permeabilitatea magnetică absolută este considerată o mărime electrică adimensională. În acest sens, în unele ecuații care relaționează mărimile electromagnetice, rădăcina pătrată a vitezei luminii în vid apare într-o formă explicită. n4
Sistemul simetric de unități (sistemul CGS). Acest sistem este o combinație de sisteme SGSE și SGSM. În sistemul CGS, unitățile sistemului CGSE sunt utilizate ca unități de mărimi electrice, iar unitățile sistemului CGSM sunt utilizate ca unități de mărimi magnetice. Ca urmare a combinării celor două sisteme, în unele ecuații care raportează mărimi electrice și magnetice, rădăcina pătrată a vitezei luminii în vid apare într-o formă explicită. n 5
Principii de construire a unui sistem de unități de mărime Ø Cu toate aceste diferențe, sistemele existente de mărimi fizice aveau trăsături comune: Ø prezența unor măsuri general recunoscute (legalizate pentru o anumită stare) pentru reproducerea unităților de mărimi fizice, Ø prezența legături între măsurile individuale pentru formarea unităţilor derivate, Ø prezenţa unui sistem de transfer de mărimi a unităţilor de mărimi fizice. Ø Transmiterea marimii unei unitati - aducerea marimii unei unitati a unei marimi fizice stocate de un instrument de masura la marimea unei unitati reproduse sau stocate de un standard 6
Principiile construcției unui sistem de unități de mărime Relația dintre mărimile fizice din sistem este reflectată cu ajutorul unui concept atât de important ca dimensiunea - (din dimensiune). Dimensiunea unei marimi este o expresie sub forma unui polinom de putere, dezvaluind relatia marimii fizice Q cu marimile fizice de baza. De exemplu, în sistemul LMT adoptat în mecanică, în care lungimea L, masa M, timpul T sunt folosite ca unități de bază, dimensiunea are forma: Indicatorii a, b, g se numesc indicatori de dimensiune. În special, dimensiunea vitezei și dimensiunea forței, 7
Principii de construire a unui sistem de unități de mărime Peste dimensiuni, puteți efectua operații: înmulțire, împărțire, ridicare la o putere și extragerea unei rădăcini. Conceptul de dimensiune este utilizat pe scară largă: Ø pentru a transfera unităţi de la un sistem la altul; Ø sa verifice corectitudinea formulelor de calcul obtinute in urma unei concluzii teoretice; Ø la clarificarea relatiei dintre ele; Ø în teoria asemănării fizice. opt
Principii de construire a unui sistem de unități de mărime Dimensiunea unei mărimi derivate este cea mai simplă ecuație de relație care determină mărimea, cu un coeficient de proporționalitate egal cu unu. Cu toate acestea, dimensiunea nu reflectă natura fizică a cantității. În special, pentru o serie de cantități de natură diferită, dimensiunile se dovedesc a fi aceleași. De exemplu, munca și momentul forței au aceeași dimensiune: în plus, dimensiunea nu dezvăluie modul în care este măsurată mărimea, cu excepția cazurilor cele mai simple, când ecuația relației coincide cu expresia dimensiunii, care este tipică pentru aria de un pătrat, de exemplu. 9
Principii de construire a unui sistem de unități de mărime 1. Ecuații de relație între mărimi, în care simbolurile cu litere sunt înțelese ca mărimi fizice: X=f (X 1, X 2, ... Xm) (1) X 1, X 2, ... Xm - mărimi asociate cu valoarea măsurată X printr-o ecuație de conexiune. 2. Ecuații de relație între valorile numerice ale mărimilor, în care simbolurile cu litere sunt înțelese ca valori numerice ale mărimilor fizice: n X = q [X]; X 1 \u003d q 1; X 2 \u003d q 2; X m = q m [ X m] Unde q, q 1, …qm sunt valori numerice; [X], , …, – unități de mărime Ecuația relației dintre valorile numerice poate fi redusă la o ecuație de dimensiune. zece
Principii de construire a unui sistem de unități de mărime Dependența dintre unitățile de măsură, manifestate în legi fizice, fac posibilă obținerea de unități derivate ale sistemului, conceptul căruia a fost introdus pentru prima dată de K. Gauss. Denumirile și denumirile cantităților derivate pot fi obținute: Ø din denumirile și denumirile unităților de bază; Ø folosirea denumirilor si simbolurilor speciale; Ø din denumirile si denumirile denumirilor si denumirilor principale si speciale ale unitatilor derivate; Ø utilizarea prefixelor și multiplicatorilor multiple și submultiple. unsprezece
Principii de construire a unui sistem de unităţi de mărime Unităţile derivate sunt: coerente şi incoerente. O unitate derivată se numește unitate coerentă, conectată cu alte unități ale sistemului printr-o ecuație în care factorul numeric este luat egal cu unu. De exemplu, se formează o unitate de viteză folosind o ecuație care determină viteza unei mișcări rectilinie uniforme a unui punct: v = L / t, unde L este lungimea traseului parcurs; t este timpul mișcării. Înlocuirea unităților pentru L și t dă v = 1 m/s. Prin urmare, unitatea de măsură a vitezei este coerentă. 12
Principii de construire a unui sistem de unități de mărime n n n n La construirea unui sistem de mărimi fizice, se selectează o astfel de succesiune de ecuații definitorii în care fiecare ecuație ulterioară conține doar o nouă mărime derivată, ceea ce face posibilă exprimarea acestei mărimi printr-o mulțime de cantități determinate anterior și, în cele din urmă, prin cantitățile principale ale cantităților sistemului. Pentru a găsi dimensiunea derivatei unei mărimi fizice într-un anumit sistem de mărimi, este necesar să partea dreapta din ecuația definitorie a acestei mărimi, în locul denumirilor cantităților, înlocuiți dimensiunile acestora. Deci, de exemplu, punând în ecuația constitutivă a vitezei mișcării uniforme v = ds/dt în loc de ds dimensiunea lungimii L și în loc de dt dimensiunea timpului T, obținem dim v = L / T =LT- 1 Înlocuind în ecuația constitutivă a accelerației a = dv/dt în loc de dt este dimensiunea timpului T și în loc de dv dimensiunea vitezei LT-1 găsită mai sus, obținem dim a = LT-2 , puteți găsi dimensiunea a muncii, apoi 13 dimensiunea puterii etc.
Principii pentru construirea unui sistem de unități de mărime Notă: Dacă ecuația relației conține un alt coeficient numeric decât unul, atunci pentru a forma o unitate SI coerentă, mărimile cu valori în unități SI sunt înlocuite în partea dreaptă a ecuației, care , după înmulțirea cu coeficient, dați o valoare numerică totală egală cu unu. paisprezece
Principii de construire a unui sistem de unități de mărime De exemplu, dacă ecuația este folosită pentru a forma o unitate de energie coerentă unde m este masa corpului; v este viteza sa, atunci unitatea coerentă de energie poate fi formată în două moduri: Prin urmare, unitatea coerentă a SI este joule, care este egal cu newtonul înmulțit cu metru. În cazurile luate în considerare, este egală cu energia cinetică a unui corp de 2 kg care se mișcă cu viteza de 1 m/s, sau a unui corp de 1 kg care se mișcă cu viteza de m/s. cincisprezece
Sistemul internațional de unități (SI) Pe teritoriul Federației Ruse, sistemul de unități (SI) este în vigoare din 01. 1982. În conformitate cu GOST 8. 417 -81 (Acum GOST 8. 417 -2002) În prezent include 7 unități de bază 16
Definiția și conținutul unităților SI de bază n n n Definiția și conținutului unităților SI de bază. În conformitate cu hotărârile Conferinței Generale pentru Greutăți și Măsuri (CGPM) adoptate în diferite scopuri, sunt în prezent în vigoare următoarele definiții ale unităților SI de bază. Unitatea de lungime este metrul - lungimea traseului parcurs de lumină în vid în 1/299792458 de secundă (hotărâre a XVII-lea CGPM din 1983). Unitatea de masă - kilogram - este o masă egală cu masa prototipului internațional al kilogramului (decizia I CGPM din 1889). Unitatea de timp este o secundă - durata a 9192631770 de perioade de radiație corespunzătoare tranziției între două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu-133, neperturbate de câmpuri externe (decizia XIII a CGPM din 1967). Unitatea de forță curent electric- amper - puterea unui curent neschimbabil, care, la trecerea prin doi conductori paraleli de lungime infinită și secțiune transversală circulară neglijabilă, situate la o distanță de 1 m unul de celălalt în vid, ar crea o forță între acești conductori egală cu 2 10 -7 N pentru fiecare metru de lungime (aprobat de CGPM a IX-a în 1948). 17
Definiția și conținutul unităților SI de bază n n n Unitatea de măsură a temperaturii termodinamice este kelvinul (înainte de 1967 avea denumirea Kelvin) - 1/273, 16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei. Este permisă exprimarea temperaturii termodinamice în grade Celsius (rezoluția XIII a CGPM din 1967). Unitatea de măsură a intensității luminoase - candela - este intensitatea luminoasă într-o direcție dată a unei surse care emite radiații monocromatice cu o frecvență de 540 ∙ 1012 Hz, a cărei intensitate luminoasă în această direcție este de 1/683 W/sr (rezoluția XVI din CGPM în 1979). Unitatea de măsură a unei substanțe - mol - este cantitatea de substanță dintr-un sistem care conține atâtea elemente structurale câte atomi există într-un nuclid de carbon-12 cu o greutate de 0,012 kg (rezoluția XIV a CGPM din 1971) 18
Definiția și conținutul unităților SI de bază n n Alunița nu este în forma sa pură unitatea de bază, deoarece are o relație cu o altă unitate de bază - kilogramul. În general, unitatea de cantitate a unei substanțe nu a primit o aplicare largă, ca și alte unități SI de bază. Standardele pentru alunițe nu au fost încă create. Unul dintre motivele aici este că masa unui mol pentru diferite substanțe (elemente structurale) este diferită. LA anul trecut Metrologii de la conferințele științifice propun excluderea molului din unitățile SI de bază, transferându-l în categoria unei unități speciale de masă sau a unei mărimi derivate. Cu toate acestea, în ultimii ani a avut loc o „întorsătură” în activitatea de evaluare a cantității unei substanțe, asociată cu utilizarea metrologiei în medicină, chimie, farmaceutică, industria alimentară, securitate. mediu inconjurator: Comitetul Internațional pentru Greutăți și Măsuri a creat un nou Comitet Consultativ pentru Cantitatea de Substanță, „Proiectul Avogadro” internațional a fost în desfășurare pentru a crea un nou standard de masă bazat pe izotopul pur al siliciului, din 1999. Un nou derivat al Unitatea SI - catal (mol pe secundă) a fost introdusă oficial pentru măsurătorile activității catalitice a enzimelor. Unitatea a fost adoptată la solicitarea Comitetului Consultativ pentru Unități (ACU), a Federației Internaționale de Chimie Clinică și Medicină de Laborator, a Uniunii Internaționale a Biochimiștilor. 19
GOST 8. 417 -2002 GSI. Unități de mărime Formarea unităților de mărime derivate: 1. din denumirile și denumirile unităților de bază: Denumire Unitate de măsură internațională Rusă Dimensiune Exprimare prin unități de bază Suprafață metru pătrat m 2 m 2 L 2 m 2 Volum metru cub m 3 m 3 L 3 m 3 Contor de viteză pe secundă m/s m/s LT-1 m-1∙kg∙s-2 Densitate metru cub pe kilogram m 3/kg m 3/kg L 3 M-1 m 3 ∙ kg-1 Nume valoare 20
GOST 8. 417 -2002 GSI. Unități de mărime Formarea unităților de mărime derivate: 2. cu utilizarea denumirilor și denumirilor speciale: Denumire Denumirea mărimii Unitate de măsură internațională Rusă Dimensiune Exprimare prin unități de bază Frecvență hertz Hz Hz T-1 s-1 Newton forță N N LMT- 2 m∙ kg∙s-2 Presiune pascal Pa Pa L-1 MT-2 m-1∙kg∙s-2 Energie, lucru, joule cantitate de căldură J J L 2 MT-2 m 2∙kg∙s-2 Putere watt L W L 2 MT-3 m 2∙kg∙s-3 Suport de încărcare electrică C C TI s∙A 21
GOST 8. 417 -2002 GSI. Unități de mărime Formarea unităților de mărime derivate: 3. din denumirile și denumirile principale și speciale denumirile și denumirile unităților derivate: Denumire Unitate de măsură internațională Rusă Dimensiune Expresie în termeni de unități de bază Moment de forță newton metru N∙m N∙m L 2 M -2 T m 2∙kg-2∙s Capacitate termică joule pe kelvin J/K J/K L 2 MT-2 -1 m∙kg∙s-2 Intensitatea câmpului electric volt per metru V/m V /m LMT-3 I-1 m∙kg∙s-3∙A-1 Candela de luminanță pe metru pătrat kd/m 2 cd/m 2 L-2 J m-2∙kd Denumirea valorii 22
GOST 8. 417 -2002 GSI. Unități de mărime Formarea unităților de mărime derivate: 4. folosind prefixe și multiplicatori multiple și submultiple: Multiplicator zecimal Prefix Desemnare Decimală rusă tic plural Prefix Desemnare inter- rus popular 1015 peta R P 10 -1 deci d d 1012 tera T T 10 - 2 centi s s 109 giga G G 10 -3 milli m m 106 mega M M 10 -6 micro μ mk 103 kilo k k 10 -9 nano n n 102 hecto h g 10 -12 pico p p 101 deca da da 10 - 15 femto f f 23
GOST 8. 417 -2002 GSI. Unități de valori Din regulile de scriere a unităților de valori: Regula Corect Incorect 100 k. W 20 ° C 80% 100 k. W 20 ° C 80% 30 ° 30 ° Dacă este disponibil fracție zecimalăîntr-o valoare numerică, denumirea este plasată după toate cifrele 423,06 m 423 m.06 Valorile numerice cu abateri maxime sunt incluse între paranteze, iar desemnările unităților sunt plasate în afara parantezelor (100,0 ± 0,1) kg 100,0 ± 0,1 kg Între ultimele cifra numărului și denumirea unității lasă un spațiu.Excepție fac desemnările sub forma unui semn ridicat deasupra liniei, înaintea cărora nu se lasă un spațiu 24
Problema alegerii unui sistem de unități de mărimi fizice destul de recent nu s-a putut raporta pe deplin la arbitrariul nostru. Din punctul de vedere al filozofiei materialiste, nu ne-a fost ușor să convingem pe nimeni că o mare ramură a științelor naturii, legată de asigurarea unității de măsură, se bazează pe dependența punctelor principale de conștiința noastră. Este posibil să discutăm dacă sistemul de unități de unități fizice este bine sau prost compus, dar faptul că, practic, orice sistem de cantități și unități are un arbitrar asociat cu conștiința umană rămâne incontestabil.
În această secțiune, folosind diverse exemple, vom lua în considerare posibilitățile de construire a sistemelor de unități de mărimi fizice, astfel încât în viitor, la descrierea sistemului SI de unități sau a oricăror alte sisteme, să fie posibilă evaluarea pozitivă și negativă. aspecte ale fiecăreia dintre ele.
În primul rând, să începem cu definiții.
Unitățile de mărime fizică sunt împărțite în de bază și derivate. Până în 1995 mai existau unități suplimentare - unități de unghiuri plate și solide, radiani și steradiani - dar pentru simplificarea sistemului, aceste unități au fost transferate în categoria unităților derivate adimensionale.
Mărimile fizice de bază sunt mărimi alese arbitrar și independent unele de altele.
Unitățile de bază sunt alese astfel încât, folosind o relație regulată între mărimi, să se poată forma unități de alte mărimi. În consecință, cantitățile și unitățile formate în acest fel se numesc derivate.
Cea mai importantă întrebare în construcția sistemelor de unități este câte unități de bază ar trebui să existe sau, mai precis, ce principii ar trebui urmate în construirea unui anumit sistem? Parțial în literatura metrologică se poate găsi afirmația că principiul principal al sistemului ar trebui să constea în numărul minim de unități de bază. De fapt, această abordare este incorectă, deoarece urmând acest principiu, o astfel de valoare și unitate poate fi una. De exemplu, aproape orice mărime fizică poate fi exprimată prin energie, deoarece în mecanică energia este egală cu:
energie kinetică
(1.3)
unde m este masa, -o este viteza corpului;
energie potențială
(1.4)
unde m - masa, d - accelerația, H - înălțimea (lungimea).
În măsurătorile electrice, încărcați energia
(1.5)
unde q este sarcina, U este diferența de potențial.
În optică și mecanică cuantică, energia unui foton
unde P este constanta lui Planck, v este frecvența radiației.
În fizica termică, energia mișcării termice a particulelor
(1.7)
unde k este constanta Boltzmann, T este temperatura.
Folosind aceste legi și bazându-te pe legea conservării energiei, poți determina orice mărime fizică, indiferent la ce fenomene se referă - mecanică, electrică, optică sau termică.
Pentru a face ceea ce s-a spus mai convingător, să luăm în considerare unitățile mecanice de bază adoptate în majoritatea sistemelor - unități de lungime, timp și masă. Aceste cantități sunt de bază, adică sunt alese arbitrar și independent unele de altele. Să luăm acum în considerare care este gradul acestei independențe și dacă este posibil să se reducă numărul de unități mecanice de bază alese în mod arbitrar.
Cei mai mulți dintre noi suntem obișnuiți ca a doua lege a lui Newton să fie scrisă ca
(1.8)
unde F este forța de interacțiune, m este masa corpului și este accelerația mișcării, iar această expresie este definiția masei inerțiale. Pe de altă parte, masa gravitațională, conform legii gravitației universale, este determinată din relație
(1.9)
unde r este distanța dintre corpuri și γ este constanta gravitațională egală cu
Având în vedere, de exemplu, mișcare uniformă un corp în jurul altuia într-un cerc, când forța de inerție F i este egală cu forța gravitațională F g și având în vedere că masa m în ambele legi este aceeași valoare, obținem:
(1.11)
(1.12)
unde T este perioada de circulație, obținem
(1.13)
Aceasta este o expresie pentru cea de-a treia lege a lui Keppler, care este cunoscută de multă vreme pentru mișcarea corpurilor cerești, adică am obținut relația dintre timpul T, lungimea r și masa m sub forma
(1.14)
Aceasta înseamnă că este suficient să stabilim coeficientul K egal cu unu, iar unitatea de masă va fi determinată în termeni de lungime și timp. Valoarea acestui coeficient
(1.15)
este o consecință numai a faptului că am ales în mod arbitrar o unitate de masă și, pentru a aduce situația în conformitate cu legile fizice, trebuie să introducem un factor suplimentar K în legea lui Keppler, adică depinde complet de partea noastră. alegere, determinată de comoditatea utilizării practice a sistemului.
Desigur, după ce am ales în mod arbitrar orice unitate ca principală, alegem în mod arbitrar dimensiunea acestei unități. În măsurătorile mecanice, avem capacitatea de a compara lungimea, timpul și masa cu orice cantități cu același nume alese ca inițiale. Pe măsură ce metrologia s-a dezvoltat, definițiile mărimii valorilor unităților de bază au fost modificate în mod repetat, cu toate acestea, acest lucru nu a afectat nici legile fizice, nici unitatea măsurătorilor.
Să arătăm că arbitraritatea alegerii mărimii unității are loc nu numai pentru cantitățile de bază, alese arbitrar, ci și pentru cantitățile de derivate, adică asociate cu o lege fizică de bază. Ca exemplu, să revenim la definițiile forței prin proprietățile inerțiale ale corpurilor sau prin proprietățile gravitaționale. Presupunem că marimile principale sunt lungimea, timpul și masa. Nimic nu ne împiedică să considerăm coeficientul de proporționalitate egal cu unitatea în legea gravitației universale, adică să presupunem că
(1.16)
Apoi, în a doua lege a lui Newton va trebui să introducem un factor de proporționalitate numit constantă inerțială, i.e.
(1.17)
Valoarea constantei inerțiale ar trebui să fie egală cu
(1.18)
O imagine similară poate fi urmărită prin exprimarea și acceptarea unei unități de suprafață. Suntem obișnuiți cu faptul că unitatea de suprafață este aria unui pătrat cu o unitate laterală de lungime - un metru pătrat, un centimetru pătrat etc. Cu toate acestea, nimeni nu interzice alegerea ariei unui cerc cu un diametru de 1 metru ca unitate de suprafață, adică, luați în considerare ce
În acest caz, aria pătratului este
(1.20)
O astfel de unitate de suprafață, numită „metru rotund”, este foarte convenabilă în măsurarea ariilor cercurilor. Este evident că un „metru rotund” va fi de 4 ori/tg mai mic decât un „metru pătrat”.
Următoarea întrebare în problema alegerii unităților sistemului este de a determina oportunitatea introducerii de noi unități de bază atunci când se analizează o nouă clasă de fenomene fizice. Să începem cu fenomenele electromagnetice. Este bine cunoscut faptul că fenomenele electrice se bazează pe legea lui Coulomb, care leagă mărimile mecanice - forța de interacțiune și distanța dintre sarcini - cu mărimea electrică - sarcina:
(1.21)
În legea lui Coulomb, ca și în alte legi în care sunt menționate mărimile vectoriale, omitem vectorul unitar de dragul simplității. În legea lui Coulomb, coeficientul de proporționalitate este 1. Dacă luăm ca bază aceasta, ceea ce se face în unele sisteme de unități, atunci unitatea de bază electrică nu este necesară, deoarece unitatea de putere a curentului poate fi obținută din raport
(1.22)
unde q este sarcina definită de legea lui Coulomb; t - timp. Toate celelalte unități de mărimi electrice sunt determinate din legile electrostaticii și electrodinamicii. Cu toate acestea, în majoritatea sistemelor de unități, inclusiv sistemul SI, fenomenele electrice introduc în mod arbitrar propria lor unitate electrică de bază. În sistemul SI, acesta este Ampere. Alegând în mod arbitrar Ampere, sarcina va fi exprimată din raportul ca
(1.23)
Ca urmare, s-a repetat situația discutată mai sus, când aceeași mărime fizică este determinată de două ori. Odată prin mărimile mecanice - formula (1.21).Altă dată prin formula Ampere (1.23). Această ambiguitate face necesară introducerea unui coeficient suplimentar în legea Coulomb, numit „permitivitate în vid”. Legea lui Coulomb ia forma:
(1.24)
Se pun adesea întrebări despre semnificația fizică a constantei dielectrice a vidului atunci când doresc să afle gradul de înțelegere a esenței legii lui Coulomb. Din punct de vedere metrologic, totul este simplu și clar: introducând în mod arbitrar unitatea de bază a energiei electrice - amperul - trebuie să luăm măsuri pentru a ne asigura că există o corespondență între unitățile mecanice introduse anterior și noua lor exprimare posibilă folosind amperul.
Exact aceeași situație poate fi urmărită în măsurătorile de temperatură cu introducerea unei unități de bază arbitrare - Kelvin, precum și în măsurători optice odată cu introducerea candelei.
Aici, situația cu alegerea unităților de mărimi fizice de bază și cu alegerea mărimii acestora este luată în considerare în detaliu pentru a demonstra esența principiului principal de construire a sistemelor de unități de unități fizice.
Acest principiu este confortul utilizării practice. Numai aceste considerente determină numărul de unități de bază, alegerea dimensiunii lor și toate principiile suplimentare, secundare, sunt respinse din aceasta ca și din cea principală. Acesta este, de exemplu, binecunoscutul principiu, care spune că ca cantitate principală trebuie să alegeți una a cărei unitate poate fi reprodusă cu cea mai mare acuratețe posibilă. Cu toate acestea, acest lucru este de dorit, dar în unele cazuri nu este practic. În special, în măsurătorile mecanice, unitatea de frecvență - herți - este reprodusă cu cea mai mare acuratețe, cu toate acestea, frecvența nu a intrat în categoria unităților de bază.
În măsurătorile electrice, Amperul poate fi reprodus mai precis Volt - o unitate de diferență de potențial. În optică, cea mai mare acuratețe a fost obținută în măsurătorile de energie prin numărarea cuantelor. Din aceste motive, expresia general acceptată a cantităților și unităților devine predominantă asupra dorinței de a alege pentru unitatea de bază cea care este reprodusă cel mai fidel.
Confirmarea finală a alegerii unui sistem de unități bazat pe principiul utilizabilității este de două puncte.
Prima este prezența în sistemul internațional SI a două unități de bază ale cantității unei substanțe - kilogramul și molul. Nimic în afară de comoditatea utilizării în procesele chimice, introducerea unei alte unități de bază - alunița - acest fapt nu poate fi explicat.
Al doilea este faptul că, într-un număr de cazuri, sunt utilizate alte sisteme de unități decât sistemul SI. De mulți ani și decenii, metrologii au încercat să părăsească un singur sistem de unități. Cu toate acestea, în calculele structurilor atomice și moleculare, sistemul SI este incomod, iar oamenii continuă să folosească sistemul atomic de unități, în care cantitățile principale sunt determinate de mărimea atomului și de procesele care au loc în atom. Când luăm în considerare diverse sisteme de unități, ne vom opri în detaliu asupra construcției acestui sistem. În mod similar, sistemul SI se dovedește a fi incomod atunci când se măsoară distanțe față de obiectele spațiale. Această zonă și-a dezvoltat propriul sistem specific de unități și cantități.
Rezumând, alegerea în metrologie a unui sistem de unități de mărimi fizice este legată în principal de comoditatea utilizării acestora și, în mare măsură, se bazează pe tradiții în rezolvarea problemei asigurării uniformității măsurătorilor.
Biletul numărul 2
Standardul de stat „Metrologie. Termeni și definiții"". GOST 16263-70. Concepte metrologice de bază.
Măsurare- procesul de găsire a valorii mărimii fizice dorite cu ajutorul mijloacelor tehnice speciale.
Măsurare- un instrument tehnic special utilizat în măsurători și având proprietăți metrologice normalizate.
Referinţă- un instrument de măsurare conceput să reproducă și să stocheze o unitate a unei mărimi fizice în vederea transferului dimensiunii acesteia la instrumente de măsurare inferioare conform schemei de verificare și aprobat oficial în modul prescris ca standard.
Standard de stat- un standard primar sau special acceptat și aprobat ca referință pentru țară.
Verificare- determinarea erorii instrumentelor de măsură de către organele serviciului metrologic de stat în vederea stabilirii caracterului adecvat al acesteia pentru utilizare ulterioară.
Calibrare- un set de operatii efectuate pentru determinarea si confirmarea caracteristicilor metrologice ale s.i. Aceste s.i. nu sunt supuse controlului și supravegherii metrologice de stat.
serviciu metrologic. Ținte și obiective. Structura serviciului.
Cele mai importante sarcini ale HMS: supravegherea starii si folosirii instrumentelor de masura (s.i.), metode certificate de efectuare a masuratorilor, standarde unitare, respectarea regulilor si normelor metrologice, documente de reglementare (DR) pentru asigurarea uniformitatii masuratorilor.
Gosstandart al Rusiei: VNII, NPO (asociație de cercetare și producție), TOGOstRF - centre de standardizare și metrologie, MS ale tuturor organizațiilor și întreprinderilor.
Biletul numărul 3
Definiția conceptului „”Unitate de mărime fizică””. Clasificarea unităților f.v.: de bază și derivate, sistemice și nesistemice, multiple și submultiple, coerente și incoerente.
Unitatea de măsură fizică- f.v., căruia, prin definiție, i se atribuie o valoare numerică egală cu unu.
Cantitate fizica- o proprietate care este inerentă calitativ multor obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare.
Unitatea de bază a f.v.– unitate a f.v. principală, aleasă arbitrar la construirea unui sistem de unități.
principal f.v. - f.v., incluse în sistem și acceptate condiționat ca independente de alte valori ale sistemului.
Sistemul F.V- un set de f.v., interconectate prin dependențe.
Unitate derivată f.v.– unitate a derivatei f.v., formată conform ecuației care definește această unitate din alte unități ale sistemului.
Derivat de f.v.- f.v., inclus în sistem și determinat prin cantitățile principale ale acestui sistem.
Unitatea de sistem f.v.- unitatea de bază sau derivată a sistemului de unități.
Unitate non-sistem f.v.- o unitate care nu este inclusă în niciun sistem de unități.
Sistemul de unitati de f.v.- un ansamblu de unitati de baza si derivate legate de un anumit sistem de marimi si formate in conformitate cu principii acceptate.
Unitate multiplă f.v.- o unitate care este de un număr întreg de ori mai mare decât o unitate de sistem sau non-sistem.
Unitatea longitudinală f.v. - o unitate care este de un număr întreg de ori mai mică decât o unitate de sistem sau non-sistem.
Unitate coerentă derivată a f.v.- o unitate derivată asociată cu alte unități ale sistemului de ecuații, în care coeficientul de proporționalitate se ia egal cu unu.
Structura organismelor și serviciilor de standardizare.
Gosstandart: VNII, NPO, Organisme teritoriale - centre de standardizare și metrologie, servicii metrologice ale organizațiilor și întreprinderilor.
Biletul numărul 4
Sistem de unitati de marimi fizice. Principii de construcție.
1) Metoda de construire a sistemului nu este legată de dimensiunile coerente ale unităților de bază. Sunt stabilite sau selectate cantități, ale căror unități ar trebui să devină baza sistemului. Mărimile derivatelor depind de mărimile celor principale.
2) În principiu, construcția unui sistem de unități este posibilă pentru orice mărime între care există o relație exprimată printr-o formulă matematică sub forma unei ecuații.
3) Alegerea mărimilor, a căror unitate ar trebui să devină principale, este limitată de considerente de raționalitate (alegerea numărului minim de unități de bază care ar permite formarea numărului maxim de unități derivate).
4) Sistemul trebuie să fie coerent, adică în toate formulele care determină unităţi derivate în funcţie de cele principale, coeficientul de proporţionalitate mereu este egal cu unu.
Legea Federației Ruse „Cu privire la certificare”. Dispoziții de bază.
Reguli- un document care contine norme juridice obligatorii adoptate de autoritate.
Metoda de test- procedura stabilită pentru efectuarea testelor.
Control tehnic- verificarea conformitatii obiectului cu cerintele tehnice stabilite.
Proces- determinarea experimentală a caracteristicilor cantitative și calitative, proprietăților unui obiect în condițiile de funcționare, depozitare, transport în timpul funcționării acestuia sau la modelarea impacturilor sau a unui obiect.
Certificare de conformitate— acțiunea unei terțe părți care demonstrează că este oferită asigurarea necesară că un produs identificat în mod corespunzător este conform cu un anumit standard sau n.d.
Conformitate— conformitatea cu toate cerințele specificate pentru un produs, proces sau serviciu.
A treia parte- o persoană sau un organism recunoscut ca independent de părțile implicate în problema în cauză.
Organism de certificare- un organism care certifică conformitatea.
Certificat de conformitate- un document emis conform regulilor sistemului de certificare pentru a confirma conformitatea PRU certificată cu cerințele stabilite.
Marca de conformitate- un semn inregistrat corespunzator, care, conform regulilor stabilite in acest sistem de certificare, confirma conformitatea produselor marcate cu cerintele stabilite.
Acreditare- recunoașterea oficială a autorității de a desfășura orice activitate (în domeniul certificării).
Sistem de calitate- agregat structura organizationala, metodologii, procese și resurse necesare pentru implementarea managementului general al calității.
Schema de certificare- componența și succesiunea acțiunilor unui terț pentru certificare.
Biletul numărul 5
Sistemul internațional de unități SI: construcție și conținut. Avantajele sistemului SI fata de alte sisteme de unitati.
Șapte unități de bază: metru (L), kilogram (M), secundă (T), amper (I), candela (J), mol (N), kelvin (q).
Calcul simplificat și derivarea multor cantități utilizate în multe științe. Este internațional. 1954 – 6 unități de bază, 1971 – introdus alunița.
Cursul 1
Lecție introductivă. Subiectul „Metrologie”, sarcini, principii, obiecte și mijloace de metrologie, standardizare și certificare. Legea Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”. Organizații Internaționale pentru Metrologie.
Cuvânt metrologie format din doi cuvinte grecești metronom(măsură) și logos(predare, pricepere) și mijloace - doctrina măsurilor. Metrologia în sensul modern este știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și a modalităților de a obține acuratețea necesară.
unitatea de măsură se numește starea măsurătorilor, în care rezultatele lor sunt exprimate în unități legale și erorile sunt cunoscute cu o probabilitate dată.
Pentru mult timp metrologia a fost practic o știință descriptivă a diferitelor măsuri și a relațiilor dintre ele. Dar în procesul de dezvoltare a societății, rolul măsurătorilor a crescut, iar de la sfârșitul secolului trecut, datorită progresului fizicii, metrologia s-a ridicat la un nivel calitativ nou.
Astăzi, metrologia nu este doar știința măsurătorilor, ci și o activitate care implică studiul mărimilor fizice, reproducerea și transmiterea acestora, utilizarea standardelor, principiile și metodele de bază pentru realizarea instrumentelor de măsură, evaluarea erorii acestora, precum și ca control şi supraveghere metrologică.
Scopul metrologiei este de a asigura uniformitatea măsurătorilor, adică. comparabilitatea și coerența rezultatelor acestora, indiferent de unde, când și de către cine au fost obținute aceste rezultate.
Deoarece deciziile responsabile sunt luate pe baza rezultatelor măsurătorilor, trebuie să se asigure acuratețea, fiabilitatea și oportunitatea măsurătorilor.
Se pot distinge trei functii principale măsurători în economia națională:
1) contabilizarea produselor economiei naționale, calculate în funcție de masă, lungime, volum, consum, putere, energie;
2) măsurători efectuate pentru control și reglare procese tehnologice si sa se asigure functionare normala transport si comunicatii;
3) măsurători ale mărimilor fizice, parametrilor tehnici, compoziției și proprietăților substanțelor, efectuate la cercetare științifică, testarea si controlul produselor in diverse sectoare ale economiei nationale.
Semnificația măsurătorilor este deosebit de importantă în tranziția către relațiile de piață asociate cu concurența dintre producători și, în consecință, cu cerințele crescute de calitate și parametrii tehnici ai produselor. Îmbunătățirea calității măsurătorilor și introducerea de noi metode de măsurare depind de nivelul de dezvoltare al metrologiei.
Sarcinile principale ale metrologiei sunt;
Furnizare de cercetare, producție și operare de dispozitive tehnice;
controlul asupra stării mediului;
Furnizarea instituțiilor organizațiilor cu instrumente de măsurare adecvate.
Metrologia se împarte în
general - teoretic și experimental;
aplicat (practic);
Legislativ.
Metrologie teoretică tratează probleme de cercetare fundamentală, crearea unui sistem de unități de măsură, constante fizice, dezvoltarea de noi metode de măsurare.
Metrologie experimentală- probleme de creare a standardelor, mostre de măsuri, dezvoltarea de noi instrumente de măsurare, dispozitive și sisteme informaționale.
Metrologie aplicată (practică). se ocupă de probleme aplicație practicăîn diverse domenii de activitate rezultatele cercetărilor teoretice din cadrul metrologiei.
metrologia legală include un complex de interconectate și interdependente reguli generale, precum și alte aspecte a căror reglementare și control este necesară din partea statului și pentru a asigura uniformitatea măsurătorilor și uniformitatea sistemului de măsurare.
Serviciul metrologic- un ansamblu de subiecte de activitate şi tipuri de muncă menite să asigure uniformitatea măsurătorilor.
Legea precizează că Serviciul metrologic de stat se află sub jurisdicția Standardului de stat al Rusiei și include: centre metrologice științifice de stat; organele Serviciului Metrologic de Stat de pe teritoriul republicilor din cadrul Federației Ruse, regiunea autonomă, districtele autonome, teritoriile, regiunile, orașele Moscova și Sankt Petersburg.
Gosstandart din Rusia administrează Serviciul de Stat pentru Timp și Frecvență și Determinarea Parametrilor Rotației Pământului (GSVCH), Serviciul de Stat pentru Eșantioane Standard ale Compoziției și Proprietățile Substanțelor și Materialelor (GSSO) și Serviciul de Stat pentru Date Standard de Referință privind constantele fizice și proprietățile substanțelor și materialelor (GSSSD) și coordonează activitățile acestora.
Obiectele supravegherii statului sunt:
1. documente normative privind standardizarea și documentația tehnică;
2. produse, procese și servicii;
3. alte obiecte în conformitate cu legislația în vigoare privind supravegherea statului.
În 1993, „Legea Federația Rusă privind asigurarea uniformității măsurătorilor”, care stabilește temeiul legal pentru asigurarea uniformității măsurătorilor în Federația Rusă. Legea reglementează relațiile autorităților de stat ale Federației Ruse cu persoanele juridice și persoanele fizice cu privire la fabricarea, producerea, operarea, repararea, vânzarea și importul de instrumente de măsurare și are ca scop protejarea drepturilor și intereselor legitime ale cetățenilor, conform legii stabilite. ordinea și economia Federației Ruse din consecințele negative ale rezultatelor de măsurare nesigure.
Legea „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor” este formată din șapte secțiuni: Dispoziții generale; unități de mărime, mijloace și metode pentru efectuarea măsurătorilor; servicii metrologice; controlul și supravegherea metrologică de stat; calibrarea si certificarea instrumentelor de masura; răspunderea pentru încălcarea legii și finanțarea lucrărilor pentru asigurarea uniformității măsurătorilor.
În prima secțiune, Legea „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor” stabilește și legiferează conceptele de bază adoptate în sensul Legii: uniformitatea măsurătorilor, instrumentul de măsurare, standardul de stat al unității de măsură, documentele de reglementare pt. asigurarea uniformității măsurătorilor, serviciul metrologic, control și supraveghere metrologică, verificare și etalonare instrumente de măsurare, certificat de omologare a tipului de instrumente de măsurare, acreditare pentru dreptul de verificare a instrumentelor de măsurare și certificat de etalonare. Primul articol din lege prevede următoarea definiție a conceptului de „uniformitate a măsurătorilor”.
unitatea de măsură- starea măsurătorilor, în care rezultatele acestora sunt exprimate în unități legale de mărime, iar erorile de măsurare nu depășesc limitele stabilite cu o probabilitate dată.
Conceptul de „uniformitate a măsurătorilor” acoperă cele mai importante sarcini ale metrologiei: unificarea unităților, dezvoltarea sistemelor de reproducere a unităților și transferul dimensiunilor acestora la instrumentele de măsură de lucru. Cu precizia stabilită, efectuarea măsurătorilor cu o eroare care nu depășește limitele stabilite etc. Unitatea de măsurători trebuie menținută cu orice precizie de măsurare cerută de industrie.
Asigurarea uniformității măsurătorilor este sarcina serviciilor metrologice.
Complexul de documente normative, normative-tehnice și metodologice de nivel intersectorial, stabilind reguli, norme, cerințe care vizează realizarea și menținerea uniformității măsurătorilor în țară cu acuratețea cerută, este sistem de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor(GSI).
GSI identifică standardele de bază care stabilesc Cerințe generale, reguli și reglementări, precum și standarde care acoperă o anumită zonă sau tip de măsurare.
Standardele de bază fundamentale includ, de exemplu, GOST 8.417 „GSI. Unități de mărimi fizice”, GOST 16363 „Metrologie. Termeni și definiții". Standardele de bază pot fi împărțite în grupuri în funcție de obiectul standardizării:
standarde de unități de mărimi fizice;
transferul de informații despre dimensiunea unei unități de la standarde la instrumente de măsurare;
· ordinea standardizării caracteristicilor metrologice ale instrumentelor de măsură;
reguli de implementare și prezentare a rezultatelor măsurătorilor;
Uniformitatea instrumentelor de măsură;
supravegherea metrologică a dezvoltării, stării și utilizării instrumentelor de măsură;
· serviciul public de date standard de referință.
În prezent, cadrul de reglementare al GS I include peste 2.600 de documente, inclusiv 388 GOST, aproximativ 2.000 instrucțiuni institute metrologice, 77 de ghiduri și 87 de instrucțiuni.
Rețeaua de organizații responsabile cu suportul metrologic al măsurătorilor constituie serviciul metrologic. Există două niveluri ale serviciului metrologic - serviciul metrologic de stat și serviciile metrologice ale persoanelor juridice (întreprinderi și asociații).
Serviciul public include organisme teritoriale și centre metrologice științifice de stat (NII Gosstandart al Rusiei). Structura serviciului metrologic de stat include și servicii specializate: serviciul de stat de timp și frecvență - GSVCH, serviciul de stat de eșantioane de referință - GSSO, serviciul de stat de date standard de referință - GSSSD.
Principalele tipuri de activități metrologice includ suportul metrologic al pregătirii producției, testarea de stat a instrumentelor de măsurare, verificarea instrumentelor de măsurare.
Suport metrologic al pregătirii producției- este un ansamblu de măsuri organizatorice și tehnice care vizează determinarea cu acuratețea necesară a parametrilor produselor (produse, ansambluri, materiale) și a materiilor prime, proceselor și echipamentelor tehnologice și care să permită realizarea unor produse de înaltă calitate, precum și reducerea costurilor neproductive pentru producerea acestuia.
Lucrările de sprijin metrologic al pregătirii producției sunt efectuate de serviciile metrologice, de proiectare, tehnologice ale întreprinderilor din momentul primirii documentelor inițiale pentru produsul care se stăpânește.
Testele instrumentelor de măsurare sunt efectuate de centrele științifice de stat ale Standardului de Stat al Rusiei.
Comitetul este format din reprezentanți ai:
· centrul de stat de testare a instrumentelor de măsură;
clientul instrumentelor de măsură;
serviciul metrologic departamental;
organizarea dezvoltării;
producatorul de instrumente de masura.
În cazul testării cu succes a instrumentului de măsurare, în urma căreia toți parametrii și caracteristicile instrumentelor de măsurare sunt confirmate, documentația este prezentată la Standardul de stat al Rusiei și se ia o decizie de aprobare a tipului de instrument de măsurare. . Această decizie este certificată printr-un certificat de omologare de tip pentru instrumente de măsurare. Tipul omologat se înscrie în registrul de stat al instrumentelor de măsurare.
Controlul și supravegherea metrologică de stat este o activitate tehnică și juridică desfășurată de organele serviciului metrologic de stat pentru a verifica respectarea regulilor de metrologie legală - Legea Federației Ruse „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”, reglementări privind metrologie.
Obiectele controlului și supravegherii metrologice de stat includ:
instrumente de masura;
standarde utilizate pentru verificarea instrumentelor de măsură;
metode de efectuare a măsurătorilor;
numărul de mărfuri ambalate în ambalaje de orice fel în timpul vânzării și ambalării acestora.
Controlul metrologic de stat (GMK) este distribuit:
1. pentru sănătate, veterinar, protecția mediului, siguranță;
2. operațiuni comerciale și decontări reciproce între cumpărător și vânzător;
3. operațiuni contabile de stat;
4. asigurarea apărării;
5. lucrari geodezice si hidrometeorologice;
6. operațiuni bancare, fiscale, vamale și poștale;
7. produse furnizate prin contracte guvernamentale;
8. testarea și controlul calității produselor pentru conformitatea cu cerințele obligatorii ale standardelor și cu certificarea obligatorie a produselor;
9. măsurători efectuate în numele instanței, parchetului, arbitrajului, altor organe guvernamentale;
10. înregistrarea recordurilor sportive naţionale şi internaţionale.
Caracteristică tipuri de public controlul si supravegherea metrologica.Controlul și supravegherea metrologică de stat includ:
1. supravegherea metrologică de stat a cantității de mărfuri înstrăinate în cursul operațiunilor comerciale; pentru cantitatea de mărfuri ambalate în ambalaje de orice fel în timpul ambalării și vânzării acestora;
2. verificarea instrumentelor de măsurare, inclusiv a standardelor;
3. aprobarea tipului de instrumente de măsurare;
autorizarea activităților persoanelor juridice și persoanelor fizice în fabricarea, repararea, vânzarea, închirierea instrumentelor de măsură. Operațiunile comerciale sunt supuse controlului metrologic de stat, în cursul căruia se determină masa, volumul, consumul și alte cantități care caracterizează cantitatea de mărfuri înstrăinate.
Supravegherea metrologică de stat în domeniul operațiunilor bancare este supusă instrumentelor de măsurare pentru identificarea valorilor mobiliare și a valutelor (de exemplu, detectoare valutare, contoare de bancnote), semnături electronice, valorile colaterale. Atunci când acceptă pentru depozitare obiecte de valoare, cum ar fi, de exemplu, metale prețioase, pietre prețioase, băncile trebuie să se asigure că cantitatea și compoziția lor sunt măsurate cu exactitatea necesară.
Supravegherea metrologică de stat este supusă mărfurilor ambalate în ambalaje de orice fel în timpul vânzării sau ambalării acestora, în cazurile în care conținutul coletului nu poate fi schimbat fără deschiderea sau deformarea acestuia, iar cantitatea conținutului este indicată prin valoarea masei imprimată pe pachetul. La efectuarea supravegherii, aceștia verifică corespondența valorii efective a masei, volumului și a altor cantități cu cantitatea de mărfuri efectiv conținută în pachet și valoarea imprimată pe ambalaj.
Instrumentele de măsurare utilizate în domeniile specificate de control și supraveghere metrologică de stat sunt supuse verificării de către organele serviciului metrologic de stat în timpul producției și după reparații, în timpul exploatării și vânzării și importului. Verificarea instrumentelor de măsurare se efectuează de către persoane atestate ca ofițeri de verificare în organele serviciului metrologic de stat. Rezultatele pozitive ale verificării instrumentelor de măsurare sunt certificate cu o marcă de verificare sau un certificat de verificare. Semnul mărcii de verificare se aplică instrumentelor de măsurare și documentației de exploatare, iar în cazul eliberării certificatului de verificare, certificatului. Dacă semnul mărcii de verificare este deteriorat și, de asemenea, dacă certificatul este pierdut, instrumentul de măsurare este recunoscut ca nepotrivit pentru utilizare.
Instrumentele de măsurare destinate eliberării sau importului prin import sunt supuse unor încercări obligatorii urmate de omologare de tip. Decizia de aprobare a tipului de instrument de măsurare este luată de Standardul de stat al Rusiei și certificată printr-un certificat. Tipul aprobat este înscris în Registrul de stat al instrumentelor de măsurare. În cazurile necesare, tipul de instrument de măsurare este supus și certificării obligatorii pentru siguranța utilizării în conformitate cu legislația privind protecția sănătății, vieții și proprietății cetățenilor, protecția muncii și a mediului.
Organizarea controlului și supravegherii metrologice de stat. Controlul și supravegherea sunt efectuate de inspectorii de stat ai organelor serviciului metrologic de stat. Inspectorii de stat vizitează liber instalațiile în care sunt utilizate instrumente de măsurare pentru a le verifica, selectează mostre de mărfuri pentru control în timpul vânzării și ambalării lor și alte tipuri de control. Dacă se constată o încălcare, inspectorul de stat are dreptul de a interzice utilizarea instrumentelor de măsurare de tip neaprobat, precum și a celor neverificate; stingeți semnele sau anulați certificatul de verificare în cazurile în care instrumentul de măsurare dă citiri incorecte sau intervalul de calibrare este depășit; da instrucțiuni obligatorii și stabilește termene limită pentru eliminarea încălcărilor regulilor metrologice; întocmește protocoale privind răspunderea administrativă a încălcatorilor regulilor metrologice pentru luarea deciziilor privind aplicarea sancțiunilor.
Persoanele juridice și persoanele fizice sunt obligate să asiste inspectorul în îndeplinirea atribuțiilor care îi revin. Persoanele care împiedică implementarea controlului și supravegherii metrologice de stat sunt răspunzătoare în conformitate cu legislația în vigoare.
În conformitate cu legislația în vigoare, încălcarea regulilor de metrologie legală prevede răspundere administrativă și penală, sancțiuni economice.
Răspunderea administrativă pentru încălcarea regulilor revine conducătorilor și funcționarilor persoanelor juridice, precum și persoanelor fizice din vina cărora au fost comise încălcările. Sancțiunile administrative sunt aplicate sub formă de amendă. Temeiul sancțiunii îl constituie nerespectarea regulilor de metrologie la vânzarea și ambalarea mărfurilor în ambalaje, nerespectarea regulilor de verificare a mijloacelor de măsurare, obstrucționarea exercitării controlului metrologic și supravegherii de către organele abilitate.
Răspunderea penală apare în cazul utilizării unor instrumente de măsurare neverificate sau a altor instrumente de măsurare necorespunzătoare în rețeaua comerțului cu amănuntul sau în domeniul alimentației publice, sănătății, protecției mediului și securității. În funcție de gradul de încălcare a regulilor metrologice, se prevede o amendă mare, muncă corecțională, privarea de dreptul de a ocupa funcții legate de măsurare și pedeapsa închisorii. Sancțiunile economice se aplică, de regulă, persoanelor juridice. Cuantumul sancțiunilor este determinat de legislația în vigoare.
| Componența Serviciului Metrologic de Stat al Federației Ruse (GMS). | |||
| Numele instituției | Funcțiile instituției | ||
| Agenția Federală pentru Reglementare Tehnică și Metrologie - condusă de Serviciul de Stat pentru Migrație | Elaborarea, discutarea, aprobarea și contabilizarea reglementărilor tehnice, standardelor naționale, clasificatoare întregi rusești, sisteme de catalogare etc. Conducerea_coordonarea activităților AGA. Organizarea de concursuri pentru premii ale Guvernului Federației Ruse. | ||
| Centrele metrologice științifice de stat (GNMC) -7VNII | Stocarea standardelor de stat, cercetare; dezvoltarea metodelor de măsurare de înaltă precizie și a documentelor de reglementare | ||
| Centrele Regionale de Standardizare, Metrologie și Certificare (CSM și C) - mai multe | Controlul de stat și supravegherea asigurării uniformității măsurătorilor în regiune, sprijinirea metrologică a întreprinderilor, verificarea și calibrarea instrumentelor de măsurare, acreditarea laboratoarelor de măsurare, instruirea și certificarea ofițerilor de verificare, dezvoltarea de noi instrumente de măsurare, întreținerea și repararea. | ||
| Serviciul public pentru parametrii de timp, frecvență și rotație a pământului (GSWH) | Coordonarea interregională și interramurală a lucrărilor în acest domeniu, stocarea și transmiterea unității de timp și frecvență, coordonatele polilor pământului. Informațiile de măsurare sunt utilizate de serviciile de navigație și control pentru nave, aeronave și sateliți etc. | ||
| Serviciul de Stat pentru Materiale de Referință de Compoziție și Proprietăți ale Materialelor (GSSO) | Ele asigură dezvoltarea mijloacelor de comparare a probelor standard cu caracteristicile substanțelor și materialelor care sunt produse de întreprinderile industriale și agricole, pentru identificarea și controlul acestora. | ||
| Serviciul de stat pentru date standard de referință privind constantele fizice și proprietățile substanțelor și materialelor (GSSSD) | Acestea asigură dezvoltarea de date fiabile privind constantele fizice, proprietățile substanțelor, petrol, gaz etc. Informațiile sunt utilizate de organizațiile care creează noi tehnologii. | ||
| Organizații internaționale de metrologie | ||
| Numele companiei | Scopurile, obiectivele și activitățile organizației | |
| 1. Organizația Internațională de Metrologie Legală (OIML) | Creat în 1955. Unește peste 80 de state. Obiective: dezvoltarea problemelor generale de metrologie legală, incl. stabilirea claselor de precizie MI, asigurarea uniformității în definirea tipurilor și eșantioanelor de sisteme MI, recomandări pentru testare și instruire. Organul suprem Conferința Internațională de Metrologie Legală. Se convoacă o dată la 4 ani. Deciziile sunt de natură consultativă. Rusia este reprezentată în OIML de Agenția Federală pentru Reglementare Tehnică și Metrologie, precum și de 12 ministere și departamente. Participarea Rusiei face posibilă influențarea conținutului recomandărilor adoptate, realizând conformitatea acestora cu standardele ruse și face posibilă îmbunătățirea lucrărilor metrologice. | |
| 2. Organizația Internațională a Greutăților și Măsurilor (IOMB) | A fost creat în 1875 - a fost semnată Convenția Metrologică. Obiective: unificarea unităților naționale de măsură și stabilirea unor standarde reale comune de lungime și masă. BIPM este un laborator de cercetare care stochează și menține standarde internaționale. A EI sarcina principală- compararea standardelor nationale cu cele internationale, imbunatatirea sistemelor de masurare. Organul suprem al MOMB este Conferința Generală a Greutăților și Măsurilor. (1 dată în 4 ani). Activitatea IPM între conferințe este condusă de Comitetul Internațional de Greutăți și Măsuri, care include cei mai mari fizicieni și metrologi din lume, inclusiv. reprezentanții ruși. Sunt 18 membri în total. Cel mai important rezultat al activității este trecerea țărilor la unități și standarde comune. | |
| 3. Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) | Creat în 1946. Membrii ISO sunt organizații naționale de standardizare a țărilor lumii. 135 de țări sunt reprezentate. Domeniul de aplicare al ISO acoperă toate domeniile, cu excepția ingineriei electrice și electronice. Sarcini principale: dezvoltarea standardizării, metrologiei și certificării în vederea asigurării schimbului de bunuri și servicii, dezvoltarea cooperării în domeniile științific, tehnic și economic. Standardele ISO sunt cele mai utilizate pe scară largă din lume, numărul lor total depășește 12 000. Aproximativ 1 000 de standarde sunt adoptate și revizuite anual. Ele nu sunt obligatorii pentru țările membre ISO. Totul depinde de gradul de participare a țării la diviziunea internațională a muncii și de starea comerțului său exterior. În Rusia, există un proces activ de introducere a standardelor ISO și a sistemului național de standardizare. | |
| 4. Comisia Electrotehnică Internațională (IEC) | Înființată în 1906. Organizație autonomă în cadrul ISO. Scopul principal este definit de Cartă - promovarea cooperării internaționale în domeniul standardizării în domeniul ingineriei electrice și radio prin elaborarea de standarde. Țările sunt reprezentate în IEC de către autoritatea lor națională | |
| standardizare (RF - Agenția Federală pentru Reglementare Tehnică și Metrologie) Organul suprem de conducere al IEC este Consiliul Comitetelor Naționale din toate țările. IEC a adoptat mai mult de 2000 de standarde. Sunt mai specifice decât standardele ISO și, prin urmare, mai potrivite pentru utilizare în țările membre IEC. Mai mult de jumătate din standardele adoptate de IEC au fost implementate în Rusia. | ||
| Organizația Europeană pentru Metrologie (EUROMET) | Organizație internațională regională. Lucrează în domeniul cercetării și dezvoltării standardelor naționale, promovează dezvoltarea serviciilor de verificare, dezvoltă metode de cea mai înaltă acuratețe. | |
Organizația Internațională a Greutăților și Măsurilor(IOM) asigură păstrarea și menținerea standardelor internaționale ale diverselor unități și compararea standardelor de stat cu acestea și este formată din Conferința Generală a Greutăților și Măsurilor, Comitetul Internațional pentru Greutăți și Măsuri, Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri (BIPM). ).
În majoritatea țărilor lumii, măsurile pentru asigurarea uniformității măsurătorilor sunt stabilite prin lege. Prin urmare, una dintre secțiunile de metrologie se numește metrologia legalăși include un set de reguli generale, cerințe și norme care vizează asigurarea uniformității măsurătorilor și a uniformității instrumentelor de măsurare. Pentru uniformitatea în unităţi de măsură, în 1978 a fost aprobat Standardul Internaţional „Unităţi de mărimi fizice” (SI), care a fost introdus la 1 ianuarie 1979 ca obligatoriu în toate domeniile economiei naţionale, ştiinţei, tehnologiei şi învăţământului.
Concepte de bază și definiții acceptate în metrologie. Mărimi fizice. Tipuri de scară. Concepte despre sistemul de mărimi fizice.
Principalii termeni și definiții sunt formulați într-o serie de documente normative și tehnice.
Cantitate fizica- o proprietate a unui obiect fizic, fenomen sau proces, care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice, dar în termeni cantitativi este individuală pentru fiecare dintre ele, de exemplu, lungimea, masa, rezistența electrică.
Măsurare- un set de operatii de utilizare a unui mijloc tehnic care stocheaza o unitate a unei marimi fizice, constand in compararea marimii masurate cu unitatea.
Interval de măsurare- intervalul de valori în care sunt normalizate limitele de eroare admise. Valorile cantităților care limitează intervalul de măsurare de jos sau de sus (stânga sau dreapta) se numesc limita inferioară sau limita superioară a măsurătorilor.
Pragul de sensibilitate- cea mai mică valoare a valorii măsurate, care determină o modificare vizibilă a semnalului de ieșire. De exemplu, dacă pragul de sensibilitate al balanței este de $Q mi" to, aceasta înseamnă că o mișcare vizibilă a acului balanței este realizată cu o schimbare atât de mică a masei ca 10 mg.
SCALA DE MĂSURARE
Scala de măsurare- acesta este un set ordonat de valori ale unei mărimi fizice care servește drept bază pentru măsurarea acestei mărimi. Ordonarea valorilor unei mărimi fizice poate fi realizată în diferite moduri.
Scala de nume se caracterizează doar prin relaţia de echivalenţă a diverselor manifestări calitative ale proprietăţii. Aceste cântare nu au notă zero, unități de măsură, nu au relații de comparație precum mai mult, mai puțin, mai bine, mai rău etc. De exemplu, la scara de culori, procesul de măsurare se realizează prin determinarea echivalenței probei de testat cu unul dintre standardele incluse în atlasul de culori în timpul observației vizuale.
Cel mai simplu mod obținerea de informații care vă permit să vă faceți o idee despre mărimea valorii măsurate, înseamnă să o comparați cu alta conform principiului „ce este mai mult (mai puțin)?”, sau „ce este mai bun (mai rău)?”.
În acest caz, numărul de dimensiuni în comparație între ele poate fi destul de mare. Aranjate în ordine crescătoare sau descrescătoare, se formează dimensiunile mărimilor măsurate comandă scale.
Se numește operația de aranjare a dimensiunilor în ordine crescătoare sau descrescătoare pentru a obține informații de măsurare pe o scară de ordine clasament . Pentru a facilita măsurătorile pe scara de comandă, unele puncte de pe aceasta pot fi fixate ca referință (referință). Punctele de scară pot fi atribuite numere, adesea denumite puncte. De exemplu, cunoștințele sunt evaluate pe o scală de referință în patru puncte, care arată astfel: nesatisfăcător, satisfăcător, bun, excelent. Scalele de referință măsoară duritatea mineralelor, sensibilitatea filmelor și alte cantități (intensitatea cutremurelor se măsoară pe o scară de 12 puncte, numită scară seismică internațională).
Scala de intervale (diferențe) descrie proprietățile unei mărimi nu numai cu ajutorul relațiilor de echivalență, ci și cu ajutorul însumării și proporționalității intervalelor dintre manifestările cantitative ale proprietății. Un exemplu este scala de timp, care este împărțită în intervale mari - ani, în altele mai mici - zile etc.
Pe scara intervalelor, se poate aprecia nu numai că o dimensiune este mai mare decât alta, ci și cât de mare. Cu toate acestea, pe scara intervalelor, este imposibil de estimat de câte ori o dimensiune este mai mare decât cealaltă. Acest lucru se datorează faptului că doar scara este cunoscută pe scara intervalului, iar originea poate fi aleasă în mod arbitrar.
Cel mai perfect este scara relațiilor. Un exemplu în acest sens este scara de temperatură Kelvin, scara Celsius, scara de masă etc.
Pe scara raportului, puteți determina nu numai cât de mult o dimensiune este mai mare decât cealaltă, ci și de câte ori este mai mare sau mai mică.
CANTITATI FIZICE
obiectul principal măsurătorile în metrologie sunt mărimi fizice. O mărime fizică este folosită pentru a descrie sisteme materiale, obiecte, fenomene, procese studiate în orice știință. Există cantități de bază și derivate. Valorile care caracterizează proprietățile fundamentale ale lumii materiale sunt alese ca principale. GOST 8. 417 stabilește șapte mărimi fizice de bază: lungimea, masa, timpul, temperatura termodinamică, cantitatea de substanță, intensitatea luminii, intensitatea curentului. Cantitatile masurate au caracteristici cantitative si calitative.
O reflectare oficială a diferenței calitative dintre mărimile măsurate este lor dimensiune.În conformitate cu documentele ISO, dimensiunea este notă cu simbolul dim (din latină dimensiune - măsurare).
Dimensiunea mărimilor fizice de bază - lungime, masă, timp - este indicată prin majuscule corespunzătoare:
dim t= T.
Dimensiunea unei mărimi fizice este scrisă ca un produs al simbolurilor cantităților fizice de bază corespunzătoare ridicate într-o anumită măsură - indicatorul de dimensiune:
Unde L, M, T- dimensiunile mărimilor fizice de bază;
Indicatori de dimensiune (exponenți ai gradului în care sunt ridicate dimensiunile mărimilor fizice de bază).
De exemplu: dimensiunea accelerației este m/s 2
Fiecare măsură poate fi pozitivă sau negativă, întreagă sau fracțională, zero. Dacă toate dimensiunile sunt egale cu zero, atunci valoarea este numită fără dimensiuni.
Caracteristica cantitativă a mărimii măsurate este ea marimea. Obținerea de informații despre mărimea unei mărimi fizice este conținutul oricărei măsurători.
Valoare măsurată- o estimare a mărimii unei mărimi fizice sub forma unui anumit număr de unități acceptate pentru aceasta.
De exemplu: L= 1 m = 100 cm = 1000 mm.
Numărul abstract inclus în acesta se numește valoare numerică.În exemplul dat este 1, 100, 1000.
Valoarea unei marimi fizice este obtinuta ca rezultat al masurarii sau calculului acesteia in conformitate cu ecuatia de masura de baza:
unde Q este valoarea unei mărimi fizice;
X- valoarea numerică a mărimii măsurate în unitatea acceptată; [Q] - unitate selectată pentru măsură.
Să presupunem că lungimea unui segment de linie dreaptă de 10 cm este măsurată folosind o riglă cu diviziuni în centimetri și milimetri. Pentru acest caz:
În același timp, utilizarea diferitelor unități (1 cm și 1 mm) a condus la modificarea valorii numerice a rezultatului măsurării.
Principii de construcție a sistemului internațional de unități. Beneficiile SI.
Unitatea de măsură fizică este o mărime fizică căreia, prin definiție, i se atribuie o valoare numerică egală cu unu (1 m, 1 liră, 1 cm). Sistem de unitati de marimi fizice- un ansamblu de unitati de baza si derivate legate de un anumit sistem de marimi si formate in conformitate cu principii acceptate.
În Rusia, ca în aproape toate țările lumii, funcționează Sistemul Internațional de Unități, ale cărui cantități fizice principale sunt metrul, kilogramul, secunda, amperul, candela, kelvin, molul. Sistemul internațional a fost aprobat în 1960 la a XI-a Conferință de Greutăți și Măsuri.
Unitățile de mărimi fizice ale sistemului internațional de mărimi fizice se formează pe baza unor legi care stabilesc o relație între mărimile fizice, sau pe baza unor mărimi fizice acceptate în anumite institute de cercetare.
Pentru uniformitatea în unităţi de măsură, în 1978 a fost aprobat Standardul Internaţional „Unităţi de mărimi fizice” (SI), care a fost introdus la 1 ianuarie 1979 ca obligatoriu în toate domeniile economiei naţionale, ştiinţei, tehnologiei şi învăţământului.
SI conține șapte unități de bază care afectează măsurarea diverșilor parametri: mecanic, termic, electric, magnetic, luminos, acustic și radiații ionizante și în domeniul chimiei. Unitățile principale sunt setate: metru (m) - pentru măsurarea lungimii; kilogram (kg) - pentru măsurarea masei; secunda (s) - pentru măsurarea timpului; amper (A) - pentru măsurarea puterii unui curent electric; Kelvin (K) - pentru măsurarea temperaturii; candela (lumânare) cd - a măsura intensitatea luminii, mole - a măsura cantitatea unei substanțe.
Până în 1960, distanța dintre punctele mijlocii a două curse pe o bară în formă de X dintr-un aliaj de platină și iridiu a fost luată ca standard internațional și standard național de lungime de 1 m. Cu acest standard, distanța dintre punctele mijlocii ale curselor nu a putut fi măsurată cu mai multă precizie de ±0,1 µm, ceea ce nu a îndeplinit cerințele de ultimă oră stiinta si Tehnologie. Dezavantajul standardului era și faptul că era o bară metalică, care în timpul unui dezastru natural (de exemplu, un cutremur sau inundație) putea să dispară sau să piardă în timp valoarea exactă a contorului.
Principii de construcție a Sistemului Internațional de Unități
Primul sistem de unități de mărimi fizice, deși nu era încă un sistem de unități în sensul modern, a fost adoptat de Adunarea Națională a Franței în 1791. Includea unități de lungime, suprafață, volum, capacitate și masă, principalele dintre care două unități: metru și kilogram.
Sistemul de unități ca set de unități de bază și derivate a fost propus pentru prima dată în 1832 de omul de știință german K. Gauss. El a construit un sistem de unități, unde a luat ca bază unitățile de lungime (milimetru), masă (miligram) și timp (secunda) și l-a numit sistem absolut
Unitate de lungime(metru) este lungimea drumului parcurs de lumină în vid în 1/299.792.458 dintr-o secundă.
Unitatea de masă(kilogram)- masa egala cu masa prototipului international al kilogramului.
unități de bază ale mărimilor fizice) și în alegerea mărimii acestora. Din acest motiv, la determinarea mărimilor de bază și a unităților acestora, sistemele de unități de mărimi fizice pot fi construite foarte diferite. La aceasta trebuie adăugat că unitățile derivate ale mărimilor fizice pot fi definite și în moduri diferite. Aceasta înseamnă că pot fi construite o mulțime de sisteme de unități. Să ne oprim asupra caracteristicilor generale ale tuturor sistemelor.
Principala trăsătură comună este o definiție clară a esenței și semnificației fizice a unităților și cantităților fizice de bază ale sistemului. Este de dorit, dar, așa cum s-a indicat în secțiunea anterioară, nu este necesar ca mărimea fizică de bază să poată fi reprodusă cu o precizie ridicată și să poată fi transmisă de instrumentul de măsurare cu pierderi minime de precizie.
Următorul pas important în construirea sistemului este stabilirea dimensiunii unităților de bază, adică convenirea și legiferarea procedurii de reproducere a unității de bază.
Din moment ce totul fenomene fizice sunt interconectate prin legi scrise sub formă de ecuații care exprimă relația dintre mărimile fizice, la stabilirea unităților derivate, trebuie să alegeți un raport constitutiv pentru mărimea derivată. Apoi, într-o astfel de expresie, ar trebui să echivaleze coeficientul de proporționalitate inclus în raportul definitoriu cu unul sau altul număr constant. Astfel, se formează o unitate derivată, căreia i se poate da următoarea definiție: „ Unitate derivată a unei mărimi fizice- o unitate, a cărei mărime este asociată cu mărimile unităților de bază prin rapoarte care exprimă legi fizice, sau definiții ale mărimilor corespunzătoare.
Când construiți un sistem de unități constând din unități de bază și derivate, trebuie subliniate două puncte cele mai importante:
În primul rând, împărțirea unităților de mărimi fizice în bază și derivată nu înseamnă că primele au vreun avantaj sau sunt mai importante decât cele din urmă. În sisteme diferite, unitățile de bază pot fi diferite și numărul de unități de bază din sistem poate fi, de asemenea, diferit.
În al doilea rând, ar trebui să se facă distincția între ecuațiile de conexiune dintre cantități și ecuațiile de legătură dintre numerice și valorile lor. Ecuațiile de conexiune sunt relații într-o formă generală, independentă de unități. Ecuațiile de relație între valorile numerice pot avea alt felîn funcţie de unităţile selectate pentru fiecare dintre cantităţi. De exemplu, dacă alegeți metrul, kilogramul de masă și secunda ca mărimi de bază, atunci rapoartele dintre unitățile derivate mecanice, cum ar fi forța, lucrul, energia, viteza etc., vor diferi de cele dacă unitățile de bază sunt centimetru. , gram, secundă sau metru, tonă, secundă.
Caracterizând diferite sisteme de unități de mărimi fizice, reamintim că primul pas în sistemele de construcție a fost asociat cu o încercare de a lega unitățile de bază cu cantitățile găsite în natură. Deci, în epoca Marelui Revolutia Francezaîn 1790-1791 S-a propus să se considere o patruzeci de milioane de parte a meridianului pământului ca unitate de lungime. În 1799, această unitate a fost legalizată sub forma unui prototip de metru - o riglă specială de platină-iridiu cu diviziuni. În același timp, kilogramul a fost definit ca greutatea unui decimetru cub de apă la 4°C. Pentru a stoca un kilogram, a fost realizată o greutate exemplară - un prototip de kilogram. Ca unitate de timp, 1/86400 din ziua solară medie a fost legalizată.
În viitor, reproducerea naturală a acestor cantități a trebuit să fie abandonată, deoarece procesul de reproducere este asociat cu erori mari. Aceste unități au fost fixate prin lege în funcție de caracteristicile prototipurilor lor și anume:
Această bază a tuturor sisteme moderne unitățile de mărimi fizice s-au păstrat până în zilele noastre. Unităților de bază mecanice au fost adăugate termice (Kelvin), electrice (Amperi), optice (candela), chimice (mol), dar baza a supraviețuit până astăzi. Trebuie adăugat că dezvoltarea tehnologie de măsurareși în special descoperirea și introducerea laserelor în măsurători au făcut posibilă găsirea și legitimarea unor modalități noi, foarte precise, de reproducere a unităților de bază ale mărimilor fizice. Ne vom opri asupra acestor momente în următoarele secțiuni dedicate tipurilor individuale de măsurători.
Aici enumerăm pe scurt cele mai utilizate sisteme de unități în științele naturale ale secolului XX, dintre care unele încă există sub formă de unități nesistemice sau de jargon.
În Europa, în ultimele decenii, au fost utilizate pe scară largă trei sisteme de unități: CGS (centimetru, gram, secundă), MKGSS (metru, kilogram-forță, secundă) și sistemul SI, care este principalul sistem internațional și preferat în Europa. teritoriul fostei URSS „în toate domeniile științei, tehnologiei și economiei naționale, precum și în predare.
Ultimul citat, între ghilimele, este din standard de stat URSS GOST 9867-61 „Sistemul internațional de unități”, a intrat în vigoare la 1 ianuarie 1963. Ne vom opri asupra acestui sistem mai detaliat în paragraful următor. Aici doar subliniem că unitățile mecanice de bază din sistemul SI sunt metrul, kilogramul-masă și secunda.
Sistemul CGS există de peste o sută de ani și este foarte util în unele domenii științifice și inginerie. Principalul avantaj al sistemului CGS este consistența și consistența construcției acestuia. Când descriem fenomene electromagnetice, există o singură constantă - viteza luminii. Acest sistem a fost dezvoltat între 1861 și 1870. Comitetul britanic de standarde electrice. Sistemul CGS s-a bazat pe sistemul de unități al matematicianului german Gauss, care a propus o metodă de construire a unui sistem bazat pe trei unități de bază - lungime, masă și timp. Sistemul gaussian folosea milimetrul, miligramul și secunda.
Pentru mărimi electrice și magnetice, două diverse opțiuni Sisteme CGS - sistem electrostatic absolut CGSE și sistem electromagnetic absolut CGSM. În total, în dezvoltarea sistemului CGS, au existat șapte sisteme diferite care aveau centimetru, gram și secundă ca parte a unităților de bază.
La sfârșitul secolului trecut a apărut sistemul MKGSS, principalele unități în care erau metrul, kilogramul-forță și secunda. Acest sistem este utilizat pe scară largă în mecanică aplicată, inginerie termică și domenii conexe. Acest sistem are multe neajunsuri, începând cu confuzia în numele unității de bază - kilogramul, care însemna kilogram-forță, spre deosebire de kilogramul-masă folosit în mod obișnuit. Pentru unitatea de masă din sistemul MKGSS, nici măcar nu a existat un nume și a fost desemnat ca i.e. m. (Unitate tehnică de masă). Cu toate acestea, sistemul MKGSS este încă parțial utilizat, cel puțin pentru a determina puterea motorului în cai putere. - putere egală cu 75 kgf m/s - este încă folosită în tehnologie ca unitate de argo.
În 1919, Franța a adoptat sistemul MTS - metru, tonă, secundă. Acest sistem este, de asemenea, primul standard sovietic pentru unitățile mecanice, adoptat în 1929.
În 1901, fizicianul italian P. Giorgi a propus un sistem de unități mecanice construite pe trei unități mecanice de bază - contorul, kilogram de masă iar al doilea. Avantajul acestui sistem a fost că era ușor de raportat la sistemul practic absolut al unităților electrice și magnetice, deoarece unitățile de lucru (joule) și puterea (watt) din aceste sisteme coincid. Astfel, s-a găsit o oportunitate de a profita de un cuprinzător și sistem convenabil CGS cu dorinta de a „coase” unitati electrice si magnetice cu unitati mecanice.
Acest lucru a fost realizat prin introducerea a două constante - permeabilitatea electrică (ε 0) a vidului și permeabilitatea magnetică a vidului (μ 0). Există unele inconveniente în scrierea formulelor care descriu forțele de interacțiune ale sarcinilor electrice în repaus și în mișcare și, în consecință, în determinarea semnificației fizice a acestor constante. Cu toate acestea, aceste neajunsuri sunt compensate în mare măsură de astfel de utilități precum unitatea expresiei energiei în descrierea atât a fenomenelor mecanice, cât și a celor electromagnetice, deoarece
1 joule = 1 newton, metru = 1 volt, coulomb = 1 amper, Weber.
Ca urmare a căutării variantei optime a sistemului internaţional de unităţi în 1948 a IX-a Conferinţă Generală pe greutăți și măsuri, pe baza unui sondaj efectuat în țările membre ale Convenției metrului, a adoptat o variantă în care s-a propus să se accepte metrul, kilogramul de masă și secunda ca unități de bază. Se propune excluderea kilogramelor-forță și unitățile derivate aferente. Decizia finală, bazată pe rezultatele unui sondaj din 21 de țări, a fost formulată la a zecea Conferință Generală privind Greutățile și Măsurile din 1954.
Rezoluția spunea:
„Ca unități de bază ale unui sistem practic de relații internaționale, luați:
Mai târziu, la insistențele chimiștilor, sistemul internațional a fost completat de a șaptea unitate de bază a cantității de materie - molul.
Ulterior, sistemul internațional SI sau în transcrierea engleză Sl (System International) a fost oarecum rafinat, de exemplu, unitatea de temperatură a fost numită Kelvin în loc de „grad Kelvin”, sistemul de standarde pentru unitățile electrice a fost reorientat de la Amperi la Volt, deoarece a fost creat un standard de diferență de potențial bazat pe efectul cuantic - efectul Josephson, care a făcut posibilă reducerea erorii în reproducerea unei unități de diferență de potențial - Volt - cu mai mult de un ordin de mărime. În 1983, la Conferința Generală a XVIII-a asupra Greutăților și Măsurilor, a fost adoptată o nouă definiție a contorului. Conform noii definiții, contorul este distanța parcursă de lumină în 1/2997925 dintr-o secundă. O astfel de definiție, sau mai degrabă o redefinire, era necesară în legătură cu introducerea laserelor în tehnologia de referință. Ar trebui să indicați imediat că dimensiunea unității, în acest caz contorul, nu se modifică. Se modifică doar metodele și mijloacele de reproducere a acestuia, care se disting printr-o eroare mai mică (precizie mai mare).
