Определение физическо количество
Класификация на физическите величини.
Класификация на единиците на физическите величини.
РАЗДЕЛ 1. МЕТРОЛОГИЯ. Тема 3
Тема 3. Физичните величини като обект на измерване. система SI (SI)
1. Дефиниция на физична величина.
2. Международна система от единици на физически величини SI.
Физична величина (PV) – свойство физически обект͵ общи за много обекти в качествен смисъл (това е вид количество), но индивидуални в количествен смисъл (това е размерът на количеството).
система– са включени в една от приетите системи (това са всички основни, производни, кратни и подкратни единици).
Извън системата– не са включени в нито една от приетите системи за PV единици (литър, морска миля, карат, конски сили).
Множество- ϶ᴛᴏ PV единица, чиято стойност е цяло число пъти по-голяма от системната или извънсистемната единица (например единица дължина 1 km = 103 m, т.е. кратно на метър).
Долная- ϶ᴛᴏ единица PV, чиято стойност е цяло число пъти по-малка от системна или несистемна единица (например единица с дължина 1 mm = 10-3m, т.е. това е подмашинна единица) .
Основните величини са независими една от друга и служат като основа за установяване на връзки с други физически величини, които се наричат производни от тях. Например във формулата на Айнщайн E=mc2 масата е основната единица, а енергията е производната единица.
Съвкупността от основни и производни единици обикновено се нарича система от единици от физически величини. През 1960 г. ᴦ. Приета е Международната система от единици (Systeme International d'Unites), обозначена като SI, която съдържа основни (метър, килограм, секунда, ампер, келвин, мол, кандела), допълнителни и производни (радиан, стерадиан) единици за физически величини. .
В науката, технологиите и ежедневието хората се занимават с различните свойства на физическите обекти около нас. Тяхното описание се прави с помощта на физически величини.
Физическата величина (PV) е свойство на физически обект, общо за много обекти в качествен смисъл (това е вид величина - R), но индивидуално в количествен смисъл (това е размерът на величина - 10 ома ).
За да могат да се установят за всеки обект различията в количественото съдържание на свойството, отразено от физическата величина, в метрологията бяха въведени понятията за неговия размер и стойност.
Размерът на PV е количественото съдържание в даден обект на свойство, съответстващо на понятието PV - всички тела се различават по маса, ᴛ.ᴇ. според размера на този FV.
Стойността на PV е оценка на неговия размер под формата на определен брой единици, приети за него. Получава се в резултат на измерване или изчисляване на EF.
PV единица е PV с фиксиран размер, на който условно се присвоява числова стойност, равна на 1.
Пример: PV - маса,
Единицата на тази PV е 1kᴦ.
стойност - маса на обект = 5 kᴦ.
Класификация на фотоволтаичните модули
1. системни и несистемни
Системни - които са част от една от приетите системи.
*всички това са основни, производни, кратни и подкратни единици.
Извънсистемни - които не са включени в нито една от приетите системи на фотоволтаични модули:
литър ( единица обем),
литър (единица за обем), морска миля
карат (единица за маса в бижутата),
карат (единица за маса в бижутата) конски сили (остаряло
единица мощност)
Определение за физическа величина – понятие и видове. Класификация и особености на категория "Определяне на физични величини" 2014, 2015.
ВЪВЕДЕНИЕ
Физическото количество е характеристика на едно от свойствата на физически обект ( физическа система, явление или процес), общи в качествено отношение за много физически обекти, но количествено индивидуални за всеки обект.
Индивидуалността се разбира в смисъл, че стойността на дадено количество или размерът на дадено количество може да бъде за един обект определен брой пъти по-голям или по-малък от този за друг.
Стойността на физическото количество е оценка на неговия размер под формата на определен брой единици, приети за него, или число в приета за него скала. Например 120 mm е стойността линейна величина; 75 кг е стойността на телесното тегло.
Има истински и действителни стойности на физическо количество. Истинската стойност е стойност, която идеално отразява свойството на даден обект. Реална стойност- стойност на физическа величина, установена експериментално, която е достатъчно близка до истинската стойност, която може да се използва вместо нея.
Измерването на физическа величина е набор от операции, включващи използването на техническо средство, което съхранява единица или възпроизвежда скала на физическа величина, което се състои в сравняване (явно или косвено) на измерената величина с нейната единица или скала, за да се да получите стойността на това количество в най-удобния за използване вид.
Има три вида физически величини, чието измерване се извършва по коренно различни правила.
Първият тип физични величини включва величини, върху множеството от размери на които са определени само отношения на ред и еквивалентност. Това са отношения като „по-меко“, „по-твърдо“, „по-топло“, „по-студено“ и т.н.
Величините от този вид включват например твърдостта, дефинирана като способността на едно тяло да устои на проникването на друго тяло в него; температура, като степен на нагряване на тялото и др.
Наличието на такива връзки се установява теоретично или експериментално специални средствасравнение, както и въз основа на наблюдения на резултатите от въздействието на физическо количество върху всякакви обекти.
За втория вид физични величини отношението на ред и еквивалентност възниква както между размерите, така и между разликите в двойките на техните размери.
Типичен пример е скалата на времевия интервал. По този начин разликите във времевите интервали се считат за равни, ако разстоянията между съответните марки са равни.
Третият тип се състои от адитивни физически величини.
Допълнителните физически величини са величини, върху набор от размери, на които са дефинирани не само отношенията на ред и еквивалентност, но и операциите на събиране и изваждане
Такива количества включват например дължина, маса, сила на токаи т.н. Те могат да се измерват на части, както и да се възпроизвеждат с помощта на многозначна мярка въз основа на сумирането на отделни мерки.
Сумата от масите на две тела е масата на тялото, която е уравновесена на равнораменни везни от първите две.
Размерите на всеки две хомогенни PV или всеки два размера на една и съща PV могат да бъдат сравнени един с друг, т.е. можете да намерите колко пъти единият е по-голям (или по-малък) от другия. За да се сравнят m размери Q", Q", ..., Q (m) един с друг, е необходимо да се вземе предвид C m 2 на техните отношения. По-лесно е да сравним всеки от тях с един размер [Q] на хомогенна PV, ако го приемем за единица от размер на PV (съкратено като PV единица). В резултат на това сравнение получаваме изрази за размерите Q", Q", ... , Q (m) под формата на някои числа n", n", .. . ,n (m) PV единици: Q" = n" [Q]; Q" = n"[Q]; ...; Q(m) = n(m)[Q]. Ако сравнението се извърши експериментално, тогава ще са необходими само m експеримента (вместо C m 2) и може да се извърши само сравнение на размерите Q", Q", ..., Q (m) един с друг чрез изчисления като
където n (i) / n (j) са абстрактни числа.
Типово равенство
наречено основно уравнение за измерване, където n [Q] е стойността на размера на PV (съкратено PV стойност). Стойността на PV е наименувано число, съставено от числената стойност на размера на PV (съкратено като числовата стойност на PV) и името на единицата PV. Например при n = 3,8 и [Q] = 1 грам размерът на масата е Q = n [Q] = 3,8 грама, при n = 0,7 и [Q] = 1 ампер размерът на тока Q = n [ Q ] = 0,7 ампера. Обикновено вместо „размерът на масата е 3,8 грама“, „размерът на тока е 0,7 ампера“ и т.н., те казват и пишат по-кратко: „масата е 3,8 грама“, „токът е 0,7 ампера ” “ и т.н.
Размерът на PV най-често се определя чрез измерването му. Измерването на размера на PV (съкратено като измерване на PV) се състои от експериментално използване на специални технически средстванамерете стойността на PV и оценете близостта на тази стойност до стойността, която идеално отразява размера на тази PV. Намерената по този начин PV стойност ще се нарича номинална.
Същият размер Q може да бъде изразен различни значенияс различни цифрови стойности в зависимост от избора на фотоволтаична единица (Q = 2 часа = 120 минути = 7200 секунди = = 1/12 дни). Ако вземем две различни единици и , тогава можем да запишем Q = n 1 и Q = n 2, от което
n 1 /n 2 = /,
т.е. числови стойности PV е обратно пропорционална на своите единици.
От факта, че размерът на PV не зависи от избраната му единица, следва условието за еднозначни измервания, което се състои в това, че съотношението на две стойности на определена PV не трябва да зависи от това кои единици са използвани в измерването. Например съотношението на скоростите на автомобила и влака не зависи от това дали тези скорости са изразени в километри в час или в метри в секунда. Това условие, което на пръв поглед изглежда неизменно, за съжаление все още не е изпълнено при измерване на определени PV (твърдост, фоточувствителност и др.).
1. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ
1.1 Понятие за физическа величина
Теглото на обектите от околния свят се характеризира с техните свойства. Собствеността е философска категория, която изразява тази страна на обект (явление, процес), която определя неговата разлика или прилика с други обекти (явления, процеси) и се разкрива в отношенията му към тях. Имот - категория качество. За количествено описаниеразлични свойства на процесите и физически телавъвежда се понятието количество. Величината е свойство на нещо, което може да бъде разграничено от други свойства и оценено по един или друг начин, включително количествено. Едно количество не съществува само по себе си; то съществува само доколкото има обект със свойства, изразени от дадено количество.
Анализът на количествата ни позволява да ги разделим (фиг. 1) на два вида: количества материална форма(реални) и количества идеални моделиреалности (идеални), които се отнасят предимно за математиката и са обобщение (модел) на конкретни реални понятия.
Реалните величини от своя страна се делят на физически и нефизични. Самата физическа величина общ случайможе да се определи като количествена характеристика на материалните обекти (процеси, явления), изучавани в природните (физика, химия) и технически науки. Към нефизичните величини се отнасят величини, присъщи на социалните (нефизическите) науки – философия, социология, икономика и др.
ориз. 1. Класификация на величините.
Документ RMG 29-99 интерпретира физическото количество като едно от свойствата на физически обект, което е качествено общо за много физически обекти, но количествено индивидуално за всеки от тях. Индивидуалността в количествено отношение се разбира в смисъл, че едно свойство може да бъде определен брой пъти по-голямо или по-малко за един обект, отколкото за друг.
Препоръчително е физическите величини да се разделят на измерени и оценени. Измереният EF може да бъде изразен количествено като определен бройустановени мерни единици. Способността за въвеждане и използване на такива единици е важна отличителен белегизмерена PV. Физическите величини, за които по една или друга причина не може да се въведе мерна единица, могат само да бъдат оценени. Оценката се разбира като операция за присвояване на определено число на дадена стойност, извършена съгласно установени правила. Стойностите се оценяват с помощта на скали. Количествена скала е подреден набор от стойности на количество, което служи като начална основа за измерване на дадено количество.
Нефизичните величини, за които по принцип не може да се въведе мерна единица, могат само да бъдат оценени. Трябва да се отбележи, че оценката на нефизични величини не е част от задачите на теоретичната метрология.
За по-подробно изследване на PV е необходимо да се класифицират и идентифицират техните общи метрологични характеристики отделни групи. Възможните класификации на PV са показани на фиг. 2.
Според видовете явления ФВ се разделят на:
Истински, т.е. величини, описващи физически и физични и химични свойствавещества, материали и продукти, произведени от тях. Тази група включва маса, плътност, електрическо съпротивление, капацитет, индуктивност и т.н. Понякога тези PV се наричат пасивни. За измерването им е необходимо използването на спомагателен източник на енергия, с помощта на който се генерира измервателен информационен сигнал. В този случай пасивните PV се преобразуват в активни, които се измерват;
Енергия, т.е. количества, описващи енергийни характеристикипроцеси на трансформация, пренос и използване на енергия. Те включват ток, напрежение, мощност, енергия. Тези количества се наричат активни.
Те могат да бъдат преобразувани в измервателни информационни сигнали без използването на спомагателни източници на енергия;
Характеризирайки протичането на процесите във времето, тази група включва различни видове спектрални характеристики, корелационни функциии други параметри.
По принадлежност различни групи физически процеси PV се разделят на пространствено-времеви, механични, електрически и магнитни, топлинни, акустични, светлинни, физикохимични, йонизиращо лъчение, атомна и ядрена физика.
ориз. 2. Класификации на физичните величини
Според степента на условна независимост от други количества от тази група всички ФВ се делят на основни (условно независими), производни (условно зависими) и допълнителни. В момента системата SI използва седем физически величини, избрани като основни: дължина, време, маса, температура, сила електрически ток, интензитет на светлината и количество материя. Допълнителните PV включват равнинни и плътни ъгли. Въз основа на наличието на размерност PV се разделят на размерни, т.е. имащи измерение и безразмерни.
1.2 Метрична система от мерки
Липсата на рационална обосновка при избора на фотоволтаични тела доведе до голямото им разнообразие не само в различни държави, но дори и в различни области на една и съща страна. Това създаде големи трудности, особено в международни отношения. Възниква метричната система от мерки, т.е. препоръчан набор от фотоволтаични модули вместо използваните преди това.
Приети са следните единици: дължина - метър (m), маса - килограм (kg), обем - литър (l), време - секунда (s).
Бяха въведени и десетични кратни и подкратни на PV единици, т.е. PV единици, в 10 in цяла степенпъти по-големи и по-малки, и монтирани прости правилаприсвояване на имена на множества и подкратни единици PV с префикси: кило, хекто, дека, деци, санти и мили [например сантиметър (cm), милиметър (mm), декалитър (dal) и др.]
Това даде единици метрична система(метрични фотоволтаични единици) значително предимство пред други съществуващи по това време. Освен това метричните единици на PV направиха възможно да не се използват съставни наименувани числа (например дължината на 8 фатома е 3 фута 5 инча) и значително улесниха изчисленията.
1.3 Системи от единици за физични величини
Конструкция на възли и системи от възли. Преди това модулите от различни PV бяха инсталирани, като правило, независимо един от друг. Единствените изключения бяха единиците за дължина, площ и обем. Основната характеристика на съвременните фотоволтаични модули е, че между тях се установяват зависимости. В този случай няколко основни единици на PV са избрани произволно, а всички останали - производни единици на PV са получени с помощта на зависимости (закони и определения), свързващи различни PV, т.е. управляващи уравнения.
Физическите величини, чиито единици се приемат за основни, се наричат фундаментални PV, а единиците, на които са производни, се наричат производни PV.
Съвкупността от основни и производни единици на физическа активност, обхващаща всички или някои области на физиката, се нарича система от единици на физическа активност.
Нека разгледаме примери за установяване на производни единици на PV с дължина L, маса M и време T, избрани като основни PV, т.е. с избраните основни единици на PV [L], [M] и [T].
Пример 1: Установяване на единица площ. Нека изберем някои прости геометрична фигура, например кръг. Размерът на площта s на кръг е пропорционален на втората степен на размера на неговия диаметър d: s = k S d 2, където k S е коефициентът на пропорционалност. Ще приемем това уравнение за определящо. Поставяйки размера на диаметъра на кръг, равен на единица дължина, т.е. d = [L], получаваме [s] = k S [L] 2. Изборът на коефициента на пропорционалност k S е произволен. Нека k S = l, тогава [s] = [L] 2, т.е. площта на кръг, чийто диаметър е равен на единица дължина, е избрана като единица площ. . Ако [L] = 1 m, тогава [s] = 1 m 2. Площта на кръг в този случай трябва да се изчисли по формулата s = d 2, а площта на квадрат със страна b - по формулата s = (4/p)b 2.
Обикновено вместо такава кръгла единица площ се използва по-удобна квадратна единица, което е площта на квадрат със страна равно на еднодължина.
Ако при установяването на кръгла единица площ беше взето k S = p/4, тогава тя щеше да съвпадне с обичайната квадратна единица.
Пример 2. Задаване на единица скорост. Като определящо уравнение приемаме уравнението, което показва, че размерът на скоростта и равномерно движениетолкова повече от по-голям размер l изминато разстояние и с какво по-малък размервреме, прекарано по този път T:
където k u е коефициентът на пропорционалност.
Ако приемем l = [L], T = [T], получаваме единицата за скорост [u]=k u k u [L] [T] -1. Ако от съображения за удобство зададем k u = l, тогава единицата за скорост ще бъде [u] = [L] [T] -1. С [L] = 1 mi [T] = 1 s според последната формула [u] = 1 m/s.
Пример 3: Настройка на единицата за ускорение. Като определящо уравнение приемаме определението за ускорение като производна на скоростта спрямо времето: a = du/dT. Ако приемем du = [u], dT = [T], получаваме единицата за ускорение: [a] = 
С [L] = 1 m и [T] = 1s [a] = 1 m/s 2.
Пример 4: Установяване на единица сила. Нека изберем като определящо уравнение на закона за всемирното привличане
f = където m 1 и m 2 са размерите на телесните маси;
r е размерът на разстоянието между центровете на тези маси;
k f - коефициент на пропорционалност.
Ако приемем m 1 = m 2 [M], r = [L], получаваме единицата сила
или с k f =1 [f] = [M] 2 [L] -2. С [L] = 1 m и [M] = 1 kg съгласно последната формула [f] = 1 kg 2 / m 2.
Избирайки уравнението на втория закон на Нютон f = = k f ma като определящо, получаваме, подобно на предишното, единица сила във формата [f] = k f [M] * [a] = k f [M] [L] [T] -2 или във формата [f] = [M] [L] [T] -2. С [M] = 1 kg, [L] = 1 m и [T] = 1 s съгласно последната формула [f] = 1 kg m/s 2.
И двете получени единици за сила са равни, но втората е широко разпространена, а първата рядко се използва (главно в астрономията).
От разгледаните примери става ясно, че при избраните основни ФВ - дължина L, маса М и време T, производната единица [x] на някои ФВ x се намира чрез мерните единици [L], [M] и [T] съгл. към формулата:
[x] = k x [L] pL [M] pM [T] pT ,
където k x е произволно избран коефициент на пропорционалност;
p L, p M и p T са положителни или отрицателни числа.
Тези числа показват как производната единица на PV се променя с промяната на основната. Например, с промяна на основната единица [L] с q пъти, производната единица [x] ще се промени с q pL пъти. Тъй като k x не влияе на промяната в [x], характерът на промяната в единицата [x] с промяната в единиците [L], [M] и [T] обикновено се изразява с помощта на формули за размери, в които k x = 1. В разглеждания случай размерната формула има формата
dimx = L pL M pL T pT ,
където дясната страна се нарича размер на фотоволтаичния модул; лявата страна– обозначение на този размер (размер);
p L, p M и p T са индикатори за размери.
От формулата за измерение става ясно как се променя размерът на производната на PV с промяната на размера на основния PV с избраното определящо уравнение. Дясната страна на тази формула се нарича също измерение на PV.
Нека разгледаме общия случай, когато има няколко основни функционални функции A, B, C, D, ..., чиито единици са [A], [B], [C], [D], ..... Тогава , очевидно установяването на производната единица на PV x ще бъде сведено до избора на всяко дефиниращо уравнение, свързващо x с други (основни и производни) PV, до редуциране на това уравнение до формата:
x = k x A pA B pB C pC D pD …,
където p A, p B, p C, p D, ... са индикатори за измерение и за замяна на основните PV с техните единици:
[x] = k x [A] pA [B] pB [C] pC [D] pD …
Формулата за размери в този случай ще изглежда така:
dim x = A pA B pB C pC D pD …
Известно е, че производната единица PV x има размерност p A спрямо основната единица PV A, размерност p B спрямо основната единица PV B и т.н. (или че производната на PV има измерение p A спрямо основното PV A, измерение p B спрямо основното PV B и т.н.). И така, след като разгледахме измерението на скоростта (пример 2) LT -1 или L 1 M 0 T -1, можем да кажем, че скоростта има измерение 1 спрямо дължината, нулево измерение спрямо масата и измерение - 1 спрямо времето (единицата за скорост има размерност 1 спрямо единици дължина и т.н.).
Ако p A = p B = p C = p D = ... = 0, тогава производната на PV x се нарича безразмерна PV, а нейната единица [x] се нарича безразмерна PV единица.
Пример за безразмерна производна единица на PV е единицата [φ] на плоския ъгъл φ – радиан. При установяването на тази единица уравнението φ = = k φ (l/r) беше прието като определящо, което показва, че размерът на ъгъла φ е толкова по-голям, колкото по-голям е размерът на дължината l на дъгата, която го обхваща и по-малък от размера на дължината r на радиуса на тази дъга. Уравнението приема k φ = 1, l = [L], r= [L]. Следователно [φ] = = [L] 0 и dim φ = L 0 .
Ако при установяване на производна PV единица в нейното изразяване чрез основните PV единици се приеме k x = 1, тогава тя се нарича кохерентна производна PV единица. Система от фотоволтаични единици, всички от които производни единици са кохерентни, се нарича кохерентна система от фотоволтаични единици.
Размерите на получените фотоволтаични модули x, y и z са взаимно свързани както следва. Ако z = k 1 xy, тогава
dimz - dimх * dimу. (1.2)
Ако z = k 2 тогава
dimz - dimx/dimу. (1.3)
Ако z = k 3 x n, тогава
dimz - (dim x) n. (1.4)
Използвахме равенства (1.2) и (1.3) при установяване на единиците за ускорение и сила, а равенството (1.4) е следствие от равенството (1.2).
Формули за размери могат да бъдат написани само за такива PV, чието измерване удовлетворява условието за уникалност на измерванията. Размерите на различни PV могат да съвпадат (например момент на сила и работа), а размерите на една и съща PV в различни системи ax единиците на PV могат да се различават (вижте пример 4, където различни конститутивни уравнения ни доведоха до различни измерения на единиците за сила и следователно до различни измерения на силата). Следователно размерите не са дадени пълно представянеотносно FV. Въпреки това, несъответствието между размерите на лявата и дясната страна на която и да е формула или уравнение показва, че тази формула или това уравнение е погрешно. Освен това концепцията за измерение улеснява решаването на много проблеми. Ако предварително е известно кои PV участват в изследвания процес, тогава с помощта на анализ на размерите е възможно да се установи естеството на връзката между размерите на тези PV. В същото време решаването на проблем често се оказва много по-просто, отколкото ако беше направено по други начини.
Важно е, че в математическата формулировка физични явленияПод PV символи имаме предвид не самите PV и не техните размери, а стойностите на PV, т.е. именувани числа. Например в уравнението f = k f ma, изразяващо втория закон на Нютон, символите m и a означават не самите PV (маса и ускорение) и не измеренията на масата и ускорението, които не могат да се умножават едно по друго, а стойности на масата и ускорението, т.е. именувани числа, които отразяват размерите на масата и ускорението и за които операцията за умножение има смисъл.
1.4 Системи единици
Първата система от фотоволтаични единици по същество бяха метричните фотоволтаични единици, споменати по-горе. Въпреки това, едва през 1832 г. К. Гаус предлага оттук нататък да се изграждат системи от фотоволтаични модули като колекция от основни и производни модули. В изградената от него система основните единици за PV са били милиметър, милиграм и секунда.
Впоследствие се появяват и други системи от фотоволтаични единици, също базирани на метрични фотоволтаични единици, но с различни основни единици. Най-известните от тези системи са следните.
GHS система (1881). Основните единици на PV са сантиметър, грам, секунда. Системата е широко разпространена във физиката. Впоследствие бяха създадени някои разновидности на тази система за електрически и магнитни фотоволтаични системи.
MTS система (1919). Основните единици на PV са метър, тон (1000 kg), секунда. Тази система не беше широко използвана.
MKGSS система ( края на XIX V). Основните единици на PV са метър, килограм-сила, секунда. Тази система е широко разпространена в технологиите.
Система ISSA (1901). Понякога се нарича система Джорджи (на името на нейния създател). Основните единици на PV са метър, килограм, секунда и ампер. Тази система е включена в момента неразделна частв новата международна система от фотоволтаични модули.
Извикват се всички основни и производни единици на всяка система от фотоволтаични единици системни единици PV (по отношение на тази система). Наред със системните съществуват и така наречените несистемни агрегати, т.е. такива, които не са включени в системата на фотоволтаичните модули. Всички несистемни фотоволтаични модули могат да бъдат разделени на две групи: 1) които не са включени в нито една от известни системи, например: единица дължина - x-единица, единица налягане - милиметър живачен стълб, единица енергия - електрон-волт; 2) които са несистемни само по отношение на някои системи, например: единицата за дължина - сантиметър - несистемна за всички системи с изключение на GHS; единица маса - тон - несистемна за всички системи с изключение на MTS; единица електрическа мощност - сантиметър - несистемна за всички системи с изключение на SGSE.
Наличието на различни системи фотоволтаични тела, както и голям бройнесистемните фотоволтаични модули създават неудобства, свързани с изчисленията, необходими при преминаване от едни фотоволтаични модули към други. Във връзка с нарастването на научно-техническите връзки между страните се наложи обединяването на фотоволтаичните модули. В резултат на това беше създадена нова международна система от VF единици.
Международна система единици. През 1960 г. XI Генерална конференция по мерки и теглилки одобри Международна системаединици на PV SI ·.
В СССР и в страните-членки на СИВ SI е въведен в стандарта на СИВ STSEV 1052 - 78 „Метрология. Единици на физически величини" Информация за основните единици на PV SI е дадена в табл. 1.
Две по същество производни SI единици на PV: единицата за равнинен ъгъл е радиан ( Руско обозначение rad, международен - rad) и единицата за телесен ъгъл - стерадиан (руско обозначение cf, международен - sr) - не се считат официално за производни и се наричат допълнителни единици FV SI. Причината за тяхното изолиране е, че те се установяват съгласно определящите уравнения j = l/r и y = S/R 2, където j е равнинен ъгъл, чийто връх съвпада с центъра на дъга с дължина l и радиус r; y е телесен ъгъл, чийто връх съвпада с центъра на сфера с радиус R и който изрязва площ S върху повърхността на сферата
[j] = 0 и [y] = 
са безразмерни и следователно не зависят от избора на основни единици на фотоволтаичната система.
Производните PV SI единици се образуват от основни и допълнителни съгласно правилата за образуване на кохерентни PV единици.
Основни единици на физически величини SI Таблица 1.
Например: ъглово ускорение– радиан за секунда на квадрат (rad/s 2), напрежение магнитно поле– ампер на метър (A/m), яркост – кандела на квадратен метър(cd/m2).
SI PV единици със специални имена са дадени в табл. 2.
Международната система има следните предимства пред другите системи фотоволтаични модули: тя е универсална, т.е. покрива всички области на физиката; кохерентен; неговите PV модули са практически удобни в повечето случаи и са били широко използвани в миналото.
Устройства, одобрени за използване в страните от СИВ. Горните предимства на SI като цяло все още не ни позволяват да кажем, че неговите фотоволтаични модули във всички случаи са по-приемливи от всички останали. Например за измерване големи пропускиза време месец и век може да се окажат по-удобни единици от секунда; за измерване на големи разстояния светлинната година и парсек може да се окажат по-удобни единици от метъра и т.н.
Производни единици на физически величини SI, имащи специални имена. Таблица 2.
2. ИЗЧИСЛИТЕЛНА ЧАСТ
Задача. Резултат от наблюдение на X = 100 V беше получен с помощта на волтметър с клас на точност 4, U n = 150 V. Определете диапазона, в който се намира истинската стойност, относителната и абсолютната грешка.
Решение. k = 
Относителна грешка: 
Истинската стойност: X u = (100 ± 6) V.
Всички технологични дейностиЧовекът е свързан с измерването на различни физически величини.
Набор от физически величини представлява определена система, в която отделните величини са свързани помежду си чрез система от уравнения.
За всяко физическо количество трябва да се установи мерна единица. Анализът на взаимовръзките на физическите величини показва, че независимо една от друга е възможно да се установят мерни единици само за няколко физически величини и да се изразят останалите чрез тях. Номерът е независим установени ценностие равна на разликата между броя на величините, включени в системата, и броя на независимите уравнения на връзката между величините.
Например, ако скоростта на едно тяло се определя по формулата v=L/t, то само две величини могат да се установят независимо, а третата може да се изрази чрез тях.
Физическите величини, чиито единици са установени независимо от другите, се наричат основни величини, а техните единици се наричат фундаментални единици.
Размерността на физическа величина е израз под формата на степенен моном, съставен от произведения на символи на основни физични величини в различни степении отразяващи връзката на дадена величина с физични величини, приети в дадена система от величини като основни и с коефициент на пропорционалност, равен на единица.
Степените на символите на основните величини, включени в монома, могат да бъдат цели, дробни, положителни и отрицателни. Според международен стандарт ISO 31/0, размерът на количествата трябва да бъде обозначен със знака dim. В системата LMT размерът на X ще бъде:
dimX = L l M m T t,
където L.M.T са символи на величини, взети като основни (съответно дължина, маса, време);
l, m, t - цели или дробни, положителни или отрицателни реални числа, които са показатели за размерност.
Размерността на физическото количество е повече общи характеристикиотколкото уравнението, което определя количеството, тъй като едно и също измерение може да бъде присъщо на количества, които имат различни качествени аспекти.
Например работата, извършена от сила F, се определя от уравнението A = Fl; кинетична енергияна движещо се тяло - по уравнението E k =mv 2 /2, като размерите на двете са еднакви.
С размери можете да извършвате операциите умножение, деление, степенуване и извличане на корен.
Индикаторът за размерността на физична величина е показател за степента, до която се повишава размерността на основната физична величина, включена в размерността на производната физична величина.
Размерите се използват широко при формиране на производни единици и проверка на хомогенността на уравненията. Ако всички показатели на едно измерение са равни на нула, тогава такова физическо количество се нарича безразмерно. Всички относителни стойности(съотношение на едноименни количества) са безразмерни.
Физическото количество (PV) е свойство, което е качествено общо за много физически обекти (техните състояния и процеси, протичащи в тях), но количествено индивидуално за всеки от тях.
Качествено общи свойствасе характеризира с род FV. Качествено общи могат да бъдат PV, които имат различни имена (различни имена): дължина, ширина, височина, дълбочина, разстояние или електродвижеща сила, електрическо напрежение, електрически потенциал, или работа, енергия, количество топлина. За такива PV се казва, че са от един и същи вид или хомогенни. Физическите величини, които не са еднородни, се наричат разнородни или нехомогенни.
Количествено индивидуална собственостхарактеризиращ се с размера на PV. Например, скорост, температура, вискозитет са свойства, присъщи на повечето различни предмети, но за някои обекти от този имотповече, други имат по-малко. Следователно размерите на скоростта, температурата и вискозитета за някои физически обекти са по-големи, отколкото за други.
СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНАТА ЛИТЕРАТУРА
1. Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. Основи на метрологията. Урок. – М.: Издателство. Стандарти, 1995. – 280 с.
2. Проненко В.И., Якирин Р.В. Метрология в индустрията. – Киев: Технология, 1979. – 223 с.
3. Лактионов Б.И., Радкевич Я.М. Метрология и взаимозаменяемост. – М.: Московско държавно издателство минен университет, 1995. – 216 с.
Би било по-правилно да се каже „безразмерна единица PV“, тъй като размерът е равен на нула, а не размерът. Въпреки това терминът „безразмерна фотоволтаична единица“ е широко използван. Същото важи и за термина „безразмерна PV“.
SGSE е една от разновидностите на системата GHS.
· SI означава Systeme International. Вместо SI можете да напишете SI (System International).
Физическо количество (PV) е свойство, което е често срещано по качество
особено за много физически обекти, но количествено
уважение към всеки физически обект.
Измерване – набор от операции, извършвани за определяне
разделяне на количествената стойност на количество.
Качествени характеристики на измерваните величини . качество
Основната характеристика на физическите величини е размерната
ност. Обозначава се със символа dim, който идва от думата
измерение, което в зависимост от контекста може да бъде преведено
и като големина и като размери.
Измервателни везни. Скала за измерване- това е наредено
единичен набор от стойности на физическа величина, която служи
база за неговото измерване.
Класификация на измерванията
Измерванията могат да бъдат класифицирани според следните критерии:
1. По метод за получаване на информация:
- прав – това са измервания, при които желаната стойност на fi-
sical величина се получава директно;
- индиректен е измерване, при което определението за изкривяване
Въз основа на резултатите се намира възможната стойност на физическо количество
тати на директни измервания на други физични величини, функционални
но свързани с желаната стойност;
- кумулативен са едновременни измервания на не-
колко количества със същото име, за които желаната стойност на
тъждествата се определят чрез решаване на получената система от уравнения
при измерване на тези количества в различни комбинации;
- съвместно измерванията се извършват едновременно
две или повече неидентични величини за определяне на
зависимости между тях.
2. Според количеството информация за измерване:
Еднократно;
Множество.
3. По отношение на основните единици:
Абсолютно;
Относително.
4. Според характера на зависимостта на измерената стойност от времето,
статичен;
динамичен.
5. В зависимост от физичната същност на измерваните величини
измерванията са разделени на видове:
Измерване на геометрични величини;
Измерване на механични величини;
Измерване на параметри на поток, дебит, ниво, обем
Измерване на налягане, измерване на вакуум;
Измерване на физически и химичен състав и свойства на веществата;
Топлофизични и температурни измервания;
Измерване на време и честота;
Измерване на електрически и магнитни величини;
Радиоелектронни измервания;
Измерване на акустични величини;
Оптико-физични измервания;
Измерване на характеристиките на йонизиращо лъчение и ядра -
нални константи.
Методи за измерване
Метод на измерване е техника или набор от техники
сравнение на измерената величина с нейната единица в съответствие с ре-
стандартизиран принцип на измерване.
Принцип на измерване е физическо явление или ефект, който
в основата на измерванията. Например феноменът на електричеството
резонансът в осцилаторния кръг е основата за измерване
честота на електрическия сигнал с помощта на резонансния метод.
Методите за измерване на специфични физични величини са много
разнообразен. IN в общи линииразграничете директния метод
оценки и метод на сравнение с мярката.
Метод на пряка оценка това ли е смисъла
измерената стойност се определя директно от еталонната стойност
устройство на измервателния уред.
Метод на сравнение с мярка е, че измереното тегло
идентичността се сравнява със стойността, възпроизведена от мярката.
Методът на сравнение с мярка има редица разновидности. това съм аз-
контрастен метод, нулев метод, метод на заместване, диференциал
рационален метод, съвпадения.
Контрастен метод е, че измереното
величината и величината, възпроизведени от мярката, са едновременно възпроизводими
действат върху сравнителното устройство, с помощта на което на
Определя се връзката между тези количества. Например промяна
носене на тежест върху лостови везни, балансирани с тежести, или
измерване на постоянно напрежение на компенсатора в сравнение
взаимодействие с известната ЕМП на нормален елемент.
Нулев метод това е нетният ефект
въздействието на измерената величина и мярка върху сравнителното устройство до
карам до нула. Например измерване на електрическо съпротивление
мост с пълното му балансиране.
Метод на заместване това е измерената стойност
Рангът се заменя с мярка с известна стойност. например,
претегляне с редуващо се поставяне на измерената маса и тежести
на същия кантар (метод на Борда).
Диференциален метод е, че измереното
количеството се сравнява с хомогенна величина, която има известен
стойност, малко по-различна от измерената стойност
величина и при която се измерва разликата между тези две
количества. Например измерване на честота с цифров честотомер
ром с хетеродинен честотен носител.
Метод на съответствие това е разликата между
измеримо количество и стойност, възпроизводима мярка, измерима
се записват, като се използват съвпадения на мащабни знаци или периодични сигнали
улов Например измерване на скоростта на въртене със стробоскоп.
Необходимо е да се прави разлика между метода на измерване и техниката на изпълнение.
измервания.
Процедура за измерване – това е установено съ-
набор от операции и правила по време на измерване, изпълнението на които
осигурява получаване на резултати от измерване с гарантирано
точност в съответствие с приетия метод.
Измервателни инструменти
Измервателен уред (SI) е технически инструмент, който използва
предназначени за измервания и имащи стандартизирани метрологични
характеристики.__
Измерете е SI, предназначен за възпроизвеждане
физическа величина с даден размер. Например теглото е мярка
маси, кварцов осцилатор е мярка за честота, линийка е мярка за дължина.
Многозначни мерки:
Плавно регулируем;
Комплекти за измерване;
Магазини мерки.
Еднозначна мярка възпроизвежда физическото количество на еднозначна мярка
ти размер.
Многозначната мярка възпроизвежда редица стойности на едно и също
едно и също физическо количество.
Трансдюсер е предназначен за SI
за генериране на информационен сигнал за измерване във формата,
удобен за прехвърляне, по-нататъшна трансформация, но
не подлежи на директно възприемане от оператора.
Метър е SI, предназначен за
генериране на информационен сигнал за измерване в удобна форма
за операторско възприятие. Например волтметър, честотомер,
осцилоскоп и др.
Настройка за измерване е набор от функционални
проектирани комбинирани SI и спомагателни устройства
за измерване на една или повече физични величини и
разположени на едно място. Обикновено измерване
инсталации се използват за проверка на измервателни уреди.
Измервателна система – набор от функционални
комбинирани мерки, измервателни уреди, измерване
преобразуватели, компютри и други технически средства,
разположени в различни точки на контролирания обект и др. с
целта на измерване на една или повече физични величини,
характеристика на този обект и генериране на измервателни сигнали
V различни вериги. Различава се от измервателната настройка по това
който произвежда информация за измерване в удобна форма
за автоматична обработка и предаване.
2.2 Единици за физически величини
2.3. Международна фотоволтаична система (SI)
2.4. Физични величини на технологични процеси на производство на храни
2.1 Физични величини и мащаби
Физическо количество(PV) е едно от свойствата на физически обект (физическа система, явление или процес), общо в качествено отношение за много физически обекти (физически системи, техните състояния и процеси, протичащи в тях), но количествено индивидуално за всеки от тях. Индивидуалното в количествено отношение трябва да се разбира по такъв начин, че едно и също свойство за един обект може да бъде определен брой пъти по-голямо или по-малко от това за друг.
Обикновено терминът "физична величина" се използва за обозначаване на свойства или характеристики, които могат да бъдат количествено определени. Физическите величини включват маса, дължина, време, налягане, температура и др.
Препоръчително е физическите величини да се разделят на измерени и оценени.Измереният EF може да бъде изразен количествено под формата на определен брой установени мерни единици. Възможността за въвеждане и използване на последното е важна отличителна черта на измерената EF. Има обаче свойства като вкус, мирис и др., за които не могат да се въвеждат мерни единици. Такива количества могат да бъдат оценени, например, като се използва мащаби на величини– подредена последователност от неговите стойности, приети по споразумение въз основа на резултатите от прецизни измервания.
По вид явления FV се разделя на:
- истински, т.е. описващи физичните и физико-химичните свойства на веществата, материалите и продуктите, произведени от тях. Тази група включва маса, плътност, специфична повърхност и др.
енергия, т.е. величини, описващи енергийните характеристики на процесите на трансформация, пренос и използване на енергия. Те включват например ток, напрежение, мощност. Това са активни величини, които могат да се преобразуват в измервателни информационни сигнали без използването на спомагателни енергийни източници;
- характеризиращи протичането на времеви процеси. Тази група включва различни видове спектрални характеристики, корелационни функции и др.
от принадлежащи към различни групи физически процесиФизиката се разделя на пространствено-времева, механична, термична, електрическа и магнитна, акустична, светлинна, физикохимична, йонизираща радиация, атомна и ядрена физика.
от степен на условна независимост от други количества от тази групаФВ се делят на основни (условно независими), производни (условно зависими) и допълнителни. Основна физична величина– физическа величина, включена в система от количества и условно приета като независима от другите величини на тази система. На първо място, като основни бяха избрани количествата, които характеризират основните свойства на материалния свят: дължина, маса, време. Останалите четири основни физични величини са избрани по такъв начин, че всяка от тях да представлява един от клоновете на физиката: сила на тока, термодинамична температура, количество материя, интензитет на светлината. На всяко основно физическо количество от система от величини се присвоява символ под формата на малка буква от латинската или гръцката азбука: дължина - L, маса - M, време - T, електрически ток - I, температура - O, количество на вещество - N, светлинен интензитет - J. Тези символи са включени в името на системата от физични величини.
Производна физична величина– физическа величина, включена в система от величини и определена чрез основните величини на тази система. Например, производна физическа величина е плътността, дефинирана чрез масата и обема на тялото.
Допълнителните физически величини включват равнинни и плътни ъгли.
Нарича се набор от основни и производни ФВ, формирани в съответствие с приетите принципи система от физични величини.
от наличие на измерениеФВ се делят на габаритни, т.е. имащи измерение и безразмерни.
В случаите, когато е необходимо да се подчертае, че имаме предвид количественото съдържание на физична величина в даден обект, трябва да се използва понятието p PV размер(размер на количеството) – количествено определяне на физическата функция, присъща на конкретен материален обект, система, явление, процес.
PV стойност(Q) - израз на размера на физическо количество под формата на определен брой единици, приети за него. Стойността на физическото количество се получава в резултат на измерване или изчисление, например 12 kg е стойността на телесното тегло.
Числена стойност на PV (р) - абстрактно число, включено в стойността на количеството
Уравнение
се нарича основно уравнение за измерване.
Има фундаментална разлика между размер и величина. Размерът на една величина не зависи от това дали я знаем или не. Можем да изразим размера с помощта на всяка една от единиците за дадено количество и числова стойност (с изключение на единицата за маса - kg, можете да използвате например g). Размери различни единицис еднакъв размер са различни.
Връзката между основните и производните величини на системата се изразява с помощта на размерни уравнения.
Размерност на физична величина(dimQ) – израз под формата на степенен моном, който отразява връзката на дадена величина с основните единици на системата и в който коефициентът на пропорционалност се приема равен на единица. Размерността на дадено количество е произведението на основните физични величини, повдигнати до съответните степени
dimQ = L α M β N γ I η , (2.2)
където L, M, N, I – символиосновни PV, а α, β, γ, η са реални числа.
Индикатор за размерността на физическа величина– показател за степента, до която се повишава размерността на основната физична величина, включена в размерността на производната физична величина. Индикаторите за измерения могат да приемат различни стойности: цели числа или дроби, положителни или отрицателни.
Концепцията за „измерение“ се отнася както за основни, така и за производни физически величини. Размерността на основната величина спрямо себе си е равна на единица и не зависи от други величини, т.е. формулата за размерността на основната величина съвпада с нейния символ, например: размерността на дължината е L, размерността на масата е М и др.
За да се намери измерението на производна на физическа величина в определена система от величини, трябва да се замени тяхното измерение в дясната страна на дефиниращото уравнение на това количество вместо обозначението на количествата. Така например, замествайки в определящото уравнение на скоростта на равномерно движение V = l/t вместо dl размерността на дължината L и вместо dt размерността на времето T, получаваме - dim Q = L/T = LT – 1.
Могат да се извършват следните операции върху измеренията: умножение, деление, степенуване и извличане на корен.
Размерна физическа величина– физична величина, в размерността на която поне една от основните физични величини е възведена на степен, а не равно на нула. Ако всички експоненти на размерността на количествата са равни на нула, тогава такова физическо количество се нарича безразмерен. Всички относителни величини са безразмерни, т.е. отношението на величини със същото име. Например относителната плътност r е безразмерна величина. Наистина, r = L -3 М/Л -3 M = L 0 М 0 = 1.
Стойността на физичната величина може да бъде истинско, действително и измерено. Истинската стойност на PV(истинска стойност на количество) - стойността на физическо количество, което в качествено и количествено отношение идеално би отразявало съответното свойство на обекта. Истинската стойност на определено количество съществува, тя е постоянна и може да се съотнесе с понятието абсолютна истина. Тя може да бъде получена само в резултат на безкраен процес на измервания с безкрайно усъвършенстване на методи и измервателни уреди. За всяко ниво на развитие на измервателната технология можем само да знаем действителна стойност на физическо количество– стойността на физическа величина, установена експериментално и толкова близка до истинската стойност, че може да я замени за дадената задача за измерване. Измерена стойност на физична величина– стойността на физична величина, получена чрез специфична техника.
В практическите дейности е необходимо да се извършват измервания на различни физически величини. Различни проявления (количествени или качествени) на всяко свойство образуват множества, картографирането на чиито елементи върху подреден набор от числа или, по-общо, конвенционални знаци образуват скали за измерване на тези свойства.
Скала на физическите величиние подреден набор от PV стойности, който служи като начална база за измерване на дадено количество. В съответствие с логическата структура на проявлението на свойствата се разграничават пет основни вида измервателни скали: имена, ред, конвенционални интервали, съотношения.
Скала за именуване (класификационна скала).Такива скали се използват за класифициране на емпирични обекти, чиито свойства се проявяват само във връзка с еквивалентността; тези свойства не могат да се считат за физически величини, следователно скалите от този тип не са PV скали. Това е най-простият тип скала, базирана на присвояване на числа на качествените свойства на обектите, играещи ролята на имена. В скалите за именуване, в които приписването на отразено свойство към определен клас на еквивалентност се извършва с помощта на човешките сетива, това е най-адекватният резултат, избран от мнозинството експерти. В същото време е от голямо значение правилен изборкласове от еквивалентен мащаб - те трябва да бъдат разграничени от наблюдатели и експерти, оценяващи това свойство. Номерирането на обекти в скала от имена се извършва съгласно принципа: „не присвоявайте един и същ номер на различни обекти“. Числата, присвоени на обекти, могат да се използват само за определяне на вероятността или честотата на поява на този обект, но не могат да се използват за сумиране или други математически операции. Тъй като тези скали се характеризират само с отношения на еквивалентност, те не съдържат понятията нула, „повече или по-малко“ и мерни единици. Пример за именуване на скали са широко разпространените цветни атласи, предназначени за идентифициране на цветовете.
Ако свойството на даден емпиричен обект се проявява по отношение на еквивалентност и възходящ или низходящ ред на количественото проявление на свойството, то за него може да се изгради конструкция скала на подреждане (рангове). Той е монотонно нарастващ или намаляващ и ви позволява да установите по-голямо/по-малко съотношение между количествата, характеризиращи определеното свойство. В скалите на реда има или няма нула, но принципно е невъзможно да се въведат мерни единици, тъй като за тях не е установено отношение на пропорционалност и съответно няма как да се прецени колко пъти повече или по-малко специфични прояви на свойство са.
В случаите, когато нивото на познаване на дадено явление не позволява да се установят точно връзките, които съществуват между стойностите на дадена характеристика, или използването на скала е удобно и достатъчно за практика, използвайте условна (емпирична) скала съглред. Това е PV скала, чиито начални стойности се изразяват в конвенционални единици, например скала за вискозитет на Engler, 12-точкова скала на Beaufort за измерване на силата на морския вятър.
Интервални скали (скала на разликатаса по-нататъшно развитие на скалите за ред и се използват за обекти, чиито свойства отговарят на отношенията на еквивалентност, ред и адитивност. Интервалната скала се състои от еднакви интервали, има мерна единица и произволно избрано начало - нулева точка. Такива скали включват летоброене по различни календари, в които за отправна точка се приема или сътворението на света, или Рождество Христово и т.н. Температурните скали по Целзий, Фаренхайт и Реомюр също са интервални скали.
Мащаб на връзкатаописват свойствата на емпиричните обекти, които отговарят на отношенията на еквивалентност, ред и адитивност (скалите от втори вид са адитивни), а в някои случаи и пропорционалност (скалите от първи вид са пропорционални). Техни примери са скалата на масата (втори вид), термодинамичната температура (първи вид).
В скалите на съотношението има недвусмислен естествен критерий за нулево количествено проявление на свойство и мерна единица. От формална гледна точка скалата на отношението е интервална скала с естествен произход. Всички аритметични операции са приложими към стойностите, получени в тази скала, която има важнопри измерване на EF. Например скалата на везната, започваща от нула, може да бъде градуирана по различни начини, в зависимост от необходимата точност на претеглянето.
Абсолютни скали.Под абсолютни имаме предвид скали, които имат всички характеристики на съотношителни скали, но освен това имат естествено еднозначно определение на мерната единица и не зависят от възприетата система от мерни единици. Такива скали съответстват на относителни стойности: усилване, затихване и др. За формиране на много производни единици в системата SI се използват безразмерни и броещи единици на абсолютни скали.
Обърнете внимание, че се наричат мащабите на имената и реда неметрика (концептуална),и интервални и съотношителни скали - метрика (материал).Абсолютните и метричните скали се класифицират като линейни. Практическото прилагане на измервателните скали се извършва чрез стандартизиране както на самите скали, така и на измервателните единици и, ако е необходимо, на методите и условията за тяхното недвусмислено възпроизвеждане.