ТЕМА: ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН

ТЕМА: ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН

Цель работы: Научиться определять соотношение между единицами измерения СИ и наиболее часто встречающимися единицами других систем и внесистем-ными.

Материалы для выполнения работы: ГОСТ 8.417-2002 — единицы физических величин.

Описание практической работы:

Общие теоретические сведения.

Основы метрологии.

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Физическая величина (ФВ) - характеристика одного из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общая в качественном отношении по многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальна для каждого объекта.

Значение физической величины - оценка ее размера в виде некоторого числа по принятой для нее шкале.

Единица физической величины - ФВ фиксированного размера, которой условно присвоено значение равное единице и применяемая для количественного выражения однородных ФВ.

Различают основные, производные, кратные, дольные, когерентные (СИ), системные и внесистемные единицы.

Международная система единиц физических величин.

Совокупность основных и производных единиц ФВ, образованная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц физических величин. Единица основной ФВ является основной единицей данной системы. В Российской Федерации используется система единиц СИ, введенная ГОСТ 8.417-2002 «ГСИ. Единицы физических величин». В качестве основных единиц приняты метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и канделла (табл.12).

Производная единица - это единица производной ФВ системы единиц, образованная в соответствии с уравнениями, связывающими ее с основными единицами или же с основными и уже определенными производными. Некоторые производные единицы системы СИ, имеющие собственное название, приведены в табл. 13.

Таблица 12. Основные единицы физических величин системы СИ.

Величина			Единица
Наименование	Обозначение		Наименование	Обозначение
Наименование	Размер ность	Рекомен дуемое	Наименование	русское	междуна родное
Длина	L	l	метр	м	m
Масса	М	m	килограмм	кг	kg
Время	Т	t	секунда	с	s
Сила электрического тока	I	I	ампер	А	А
Термодинамическая температура	О	Т	кельвин	К	К
Количество вещества	N	n, v	моль	моль	mol
Сила света	J	J	канделла	кд	cd

. Таблица 13 Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название.

Величина		Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение	Выражение через ед.СИ
Частота	T	герц	Гц	c
Сила, вес	LMT	ньютон	Н	мкгc
Давление, механическое напряжение	L MT	паскаль	Па	м кгс
Энергия, работа, количество теплоты	L M T	джоуль	Дж	м²кгс
Мощность	L MT	ватт	Вт	м кгс
Количество электричества	TI	кулон	Кл	с*А
Электрическое напряжение, потенциал, электродвижущая сила	L MT I	вольт	В	м кгс * А
Электрическая емкость	L M T I	фарад	ф	м кг с *А
Электрическое сопротивление	L MT I	ом	Ом	м кгс *А
Магнитная индукция	MT I	тесла	Тл	кг**с А

Для установления производной единицы следует:

- выбрать ФВ, единицы которых принимаются в качестве основных;

- установить размер этих единиц;

-выбрать определяющее уравнение, связывающее величины, измеряемые основными единицами, с величиной, для которой устанавливается производная единица. При этом символы всех величин, входящих в определяющее уравнение, должны рассматриваться не как сами величины, а как их именованные числовые значения;

Все основные, производные, кратные и дольные единицы являются системными. Внесистемная единица - это единица ФВ, не входящая ни в одну из принятых систем единиц. Внесистемные единицы по отношению к единицам СИ разделяют на 4 вида:

- допускаемые наравне с единицами СИ, например: единицы массы - тонна; плоского угла - градус, минута, секунда; объема - литр и др. Некоторые внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ, приведены в табл.14.

Таблица 14. Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ.

Наименование величины	Единица
Наименование величины	Наименование	Обозначение	Соотношение с едини- цей СИ
Масса	тонна	т	10 кг
Время	минута	мин	60 с
	час	ч	3600 с
	сутки	сут	86400 с
Объем	литр	л	10 м
Площадь	гектар	га	10 м

- допускаемые к применению в специальных областях, например: астрономическая единица, парсек, световой год - единицы длины в астрономии; диоптрия - единица оптической силы в оптике; электрон-вольт - единица энергии в физике и т.д.

- временно допускаемые к применению наравне с единицами СИ, например: морская миля- в морской навигации; карат - единица массы в ювелирном деле и др. Эти единицы должны изыматься из употребления в соответствии с международными соглашениями;

- изъятые из употребления, например; миллиметр ртутного столба –единица давления; лошадиная сила - единица мощности и некоторые другие.

Различают кратные и дольные единицы ФВ. Кратная единица- это единица ФВ, в целое число раз превышающая системную или внесистемную единицу. Например, единица длинны - километр равна 10 м, т.е. кратная метру. Дольная единица - единица ФВ, значение которой в целое число раз меньше системой или внесистемной единицы. Например, единица длины миллиметр равна 10 м, т.е. является дольной. Приставки для образования кратных и дольных единиц СИ приведены в табл.15.

Таблица 15.Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименований.

Множитель	Приставка	Обозначение	Множитель	Приставка	Обозначение
10	экса	Э	10	деци	d
10	пета	П	10	санти	с
10	тера	Т	10	милли	м
10	гига	Г	10	микро	мк
10	мега	М	10	нано	н
10	кило	к	10	пико	п
10	гекто	г	10	фемто	ф
10	дека	да	10	атто	а

Существует соотношение между единицами измерения СИ и наиболее часто встречающи-мися единицами других систем и внесистемными (см. таблицу 16)

Таблица 16. Соотношения между единицами измерения.

№ п.п	Величины	Единицы измерения в СИ	Соотношение между единицами измерения СИ и наиболее часто встречающимися единицами других систем и внесистемными.
1.	Длина	м	1мкм = 10 м
2.	Масса	кг	1т = 1000 кг 1ц = 100 кг
3.	Температура	К	О = (t + 273,15) К
4.	Вес (сила тяжести)	Н	1кг = 9,81Н 1дин = 10 Н
5.	Давление	Па	1бар = 10 Па 1мбар = 100 Па 1дин /см = 1мкбар = 0,1 Па 1кгс /см = 1 ат = 9,81х10 Па = 735 мм.рт.ст. 1 кгс / м = 9,81 Па 1 мм.вод.ст. = 9,81 Па 1 мм.рт.ст. = 133,3 Па
6.	Мощность	Вт	1 кгс м / с = 9,81 Вт 1 эрг / с = 10 Вт 1ккал/ч = 1,163Вт
7.	Объем	м	1 л = 10 м = 1 дм
8.	Плотность	кг / м	1 т / м = 1 кг / дм = 1 г / см = 10 кг / м 1 кгс с / м = 9,81 кг /м
9.	Работа, энергия, количество теплоты	Дж	1 кгс м = 9,81 Дж 1 эрг = 10 Дж 1 кВт ч = 3,6 10 Дж = 4,19 кДж

ЗАДАНИЕ:

Выразить в соответствующих единицах значения физических величин (повариантное задание по таблице 17).

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с единицами физических величин и их размерностью по ГОСТ 8.417-2002 или по методическому указанию.

Оформить заголовочную часть практической работы и выполнить задание .

2. Перечертить задание по своему варианту (см. таблицу 16) в форме таблицы. Используя таблицы 11-15 данного пособия, выразить в соответствующих единицах заданные величины.

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение метрологии.

2. Продолжите: физическая величина...

значение физической величины...

единица физической величины...

3. Перечислите основные единицы Международной системы СИ.

4. Приведите примеры производных единиц СИ.

5. Выразить 1м в км, Мм, мм, дм.

6. Выразить 1 мм. рт. ст. в Па.

Список используемой литературы:

1. Никифоров А.Д., Бакиев Т.А.. Метрология, стандартизация и сертификация. М.: Высшая школа, 2005.

2. Лифиц И.М.. Основы стандартизации, метрологии, сертификации. М.: Юрайт, 2008.

3. А.Г. Сергеев, В.В. Крохин. Метрология. М.: Логос, 2002.

4. ГОСТ 8.417-2002 - единицы физических величин,

ВЫРАЗИТЬ В СООТВЕТСТВУЮЩИХ ЕДИНИЦАХ.

Таблица 17

Варианты заданий.
1,7, 13, 19		2,8, 14, 20		3, 9, 15, 21
Задание	Ответ	Задание	Ответ	Задание	Ответ
10м	мкм	100м	мм	100см	м
100кг	т	100кг	ц	100кг	г
37	Ө =	32	Ө =	25	Ө =
250К		450К		210 К
10Па	бар	10Па	Мбар	10Па	дин/см
100Па	мм.рт.ст.	100Па	кгс/см	100Па	мм.вод.ст.
мм.рт.ст.	мбар	мм.рт.ст.	Па	мм.рт.ст.	кгс/ см
10 Н	кг	10 Н	дин	10 Н	г
10Вт	ккал/ч	10Вт	эрг/с	10Вт	кгс*м/с
10Дж	ккал	10Дж	кВт*ч	10Дж	эрг
0,1л	см	0,1л	дм	0,1л	м
0,1 м/с	м/ч	0,1 м/с	км/с	0,1 м/с	км/ч
10 А	ГА	10 А	кА	10 А	МА
100Вт	МВт	100Вт	сВт	100Вт	дВт
1 кг / м	кг/дм	1 кг /м	г/см	1 кг / м	г/м

Варианты заданий.
4, 10,16, 22		5, 11, 17, 23		6,12,18, 24
Задание	Ответ	Задание	Ответ	Задание	Ответ
1Мм	м	10мкм	м	100мм	м
10т	кг	100ц	т	100г	кг
48	Ө =	53	Ө =	70	Ө =
375К		273К		300К
10Па	ат	10Па	мм.рт.ст.	10Па	мбар
100Па	кгс/м	100Па	мкбар	100Па	дин/м
мм.рт.ст.	дин/см	мм.рт.ст.	ат	мм.рт.ст.	кгс/м
10 Н	дг	10 Н	сг	10 Н	дин
1Вт	ккал/ч	1Вт	кгс*м/с	1Вт	эрг/с
1Дж	ккал	1Дж	кВт*ч	1Дж	эрг
0,01л	см	0,01л	дм	0,01л	м
0,1 м/с	м/мин	0,1 м/с	км/мин	0,01 м/с	км/ч
0,1 А	гА	0,1 А	сА	0,1 А	МА
1Вт	мВт	1Вт	сВт	1Вт	дВт
1 кг / м	кг/дм	1 кг / м	г/см	1 кг / м	мг/ м

Критерии оценки практической работы:

Оценка «5» (отлично) ставится, если обучающийся выполняет работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности расчетов, выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления

Оценка «4» (хорошо) ставится, если выполнены требования к оценке 5, но было допущено два-три недочета, не более одной негрубой ошибки и одного недочета.

Оценка «3» (удовлетворительно) ставится, если работа выполнена не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы; если в ходе проведения расчетов были допущены ошибки.

*Вариант работы выберите самостоятельно