Общая теория измерений. Хамханова Д.Н. - 15 стр.

UptoLike

Составители: 

29
лярной и квантовой физике. Косвенные измерения позво-
ляют более точный результат, чем прямые.
1.7 Единицы измерений и системы единиц
Числовые значения измеряемых величин зависят от
того, какие используются единицы измерений. Поэтому
роль последних очень велика. Если допустить произвол в
выборе единиц, то результаты измерений окажутся несо-
поставимыми между собой, т. е. нарушится единство изме-
рений. Чтобы этого не произошло, единицы измерений ус-
танавливаются по определенным правилам и закрепляются
законодательным путем. Наличие законодательной метро-
логии отличает эту науку от других естественных наук (ма-
тематики, физики, химии и др.) и направлено на борьбу с
произволом в выборе таких решений, которые не дикту-
ются объективными закономерностями, а принимаются по
соглашению.
Совокупность единиц измерений основных и произ-
водных величин называется системой единиц. Не во всех
областях измерений системы единиц сформировались
окончательно и закреплены соответствующими законода-
тельными актами. Наилучшим образом в этом отношении
обстоят дела в области измерения физических величин.
В физике общие правила, конструирования систем
единиц, были сформулированы Гауссом в 1832 г. Они сво-
дятся к следующему:
1) выбираются основные физические величины,
2) устанавливаются единицы основных физических
величин. Для этого какому-либо размеру каждой основной
физической величины приписывается числовое значение,
равное 1. Выбор этого размера является произвольным и
определяется исключительно соображениями удобства его
использования в обиходе. Для обеспечения единства изме-
рений все эти размеры, называемые единицами основных
30
физических величин, должны быть закреплены законода-
тельным путем. Обычно их называют просто основными
единицами;
3) устанавливаются единицы производных физиче-
ских величин, также называемые обычно просто произ-
водными единицами.
Пусть, например, производная физическая величина
Q образуется путем перемножения двух основных величин
А и В. Тогда, значение Q согласно выражению (5), можно
выразить через значения А и В:
q[Q]=a[A]b[B],
а производная единица может быть выражена через основ-
ные единицы с помощью соотношения
]B][A[
q
ab
]Q[ =
.
Если же производная величина Q образуется посред-
ством деления основных величин А и В, то
]B[b
]A[a
]Q[q =
,
и производная единица выражается через основные еди-
ницы следующим образом:
1
]B][A[
qb
a
]Q[
=
.
В общем случае производные единицы выражаются
через основные единицы с помощью степенного одночле-
на:
[
]
[
]
[
]
[
]
=
γβα
CBAkQ
где kбезразмерный коэффициент пропорциональности;
α
,
β
,
γ
, … – показатели размерности.
В последнее время к коэффициенту k стали предъяв-
лять еще одно требование: он должен равняться 1. Полу-
чаемые при этом условии так называемые когерентные,
или согласованные, системы единиц являются наиболее
лярной и квантовой физике. Косвенные измерения позво-       физических величин, должны быть закреплены законода-
ляют более точный результат, чем прямые.                    тельным путем. Обычно их называют просто основными
                                                            единицами;
     1.7 Единицы измерений и системы единиц
                                                                 3) устанавливаются единицы производных физиче-
     Числовые значения измеряемых величин зависят от        ских величин, также называемые обычно просто произ-
того, какие используются единицы измерений. Поэтому         водными единицами.
роль последних очень велика. Если допустить произвол в           Пусть, например, производная физическая величина
выборе единиц, то результаты измерений окажутся несо-       Q образуется путем перемножения двух основных величин
поставимыми между собой, т. е. нарушится единство изме-     А и В. Тогда, значение Q согласно выражению (5), можно
рений. Чтобы этого не произошло, единицы измерений ус-      выразить через значения А и В:
танавливаются по определенным правилам и закрепляются                              q[Q]=a[A]b[B],
законодательным путем. Наличие законодательной метро-       а производная единица может быть выражена через основ-
                                                            ные единицы с помощью соотношения
логии отличает эту науку от других естественных наук (ма-
                                                                                          ab
тематики, физики, химии и др.) и направлено на борьбу с                            [Q] = [A ][ B] .
                                                                                          q
произволом в выборе таких решений, которые не дикту-
ются объективными закономерностями, а принимаются по             Если же производная величина Q образуется посред-
соглашению.                                                 ством деления основных величин А и В, то
     Совокупность единиц измерений основных и произ-                                         a[ A ]
                                                                                     q[Q ] =         ,
водных величин называется системой единиц. Не во всех                                         b[ B]
областях измерений системы единиц сформировались            и производная единица выражается через основные еди-
окончательно и закреплены соответствующими законода-        ницы следующим образом:
                                                                                           a
тельными актами. Наилучшим образом в этом отношении                                [Q ] =    [ A ][ B] −1 .
                                                                                          qb
обстоят дела в области измерения физических величин.
     В физике общие правила, конструирования систем               В общем случае производные единицы выражаются
единиц, были сформулированы Гауссом в 1832 г. Они сво-      через основные единицы с помощью степенного одночле-
дятся к следующему:                                         на:
     1) выбираются основные физические величины,                                 [Q] = k ⋅ [A]α ⋅ [B]β ⋅ [C ]γ ⋅ ⋅ ⋅
     2) устанавливаются единицы основных физических
                                                            где k – безразмерный коэффициент пропорциональности;
величин. Для этого какому-либо размеру каждой основной
физической величины приписывается числовое значение,            α , β , γ , … – показатели размерности.
равное 1. Выбор этого размера является произвольным и           В последнее время к коэффициенту k стали предъяв-
определяется исключительно соображениями удобства его       лять еще одно требование: он должен равняться 1. Полу-
использования в обиходе. Для обеспечения единства изме-     чаемые при этом условии так называемые когерентные,
рений все эти размеры, называемые единицами основных        или согласованные, системы единиц являются наиболее

                                                      29    30