Физические величины, эталоны
Понятие «физическая величина» применяется для описания материальных систем, объектов, изучаемых в любых областях.
Единица физической величины — применяемая для количественного выражения однородных физических величин фиксированная физическая величина, которой условно присвоено значение, равное единице.
В 1960 г. 11-я Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему единиц физических величин, названную Международной системой единиц СИ (SI — франц. Syst'eme International).
В системе СИ в качестве основных приняты семь единиц:
Остальные единицы являются производными.
Различают централизованное и децентрализованное воспроизведение единиц физических величин.
Централизованное воспроизведение осуществляется с помощью специальных технических средств, называемых эталонами, а для передачи размера единиц используются образцовые средства измерений.
Децентрализованное воспроизведение — единица производной физической величины воспроизводится на месте через единицы основных физических величин. Последние хранятся и воспроизводятся только централизованно в соответствии с их определением.
Производная единица — единица производной физической величины системы единиц, образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами или же с основными и уже определенными производными. Производная единица называется когерентной, если в этом уравнении числовой коэффициент равен единице.
Качественным отображением измеряемых величин является их размерность (Dim). Значение величины получают в результате ее измерения или вычисления в соответствии с основным уравнением измерения:
Q = X ? [Q],
где Q — значение величины;
X — числовое значение измеряемой величины в принятой единице;
[Q] — выбранная для измерения единица.
Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все средства измерений одной и той же физической величины. Для этого применяют средства измерений, хранящие и воспроизводящие установленные единицы физических величин и передающие их соответствующим средствам измерений (эталоны).
Эталон — предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины высокоточная мера. С помощью эталона размер единицы передается нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений. Различают следующие виды эталонов.
Первичный эталон — эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.
Вторичный (или специальный) эталон — воспроизводит единицу в особых условиях и заменяет при этих условия первичный эталон. Он создается и утверждается в тех случаях, когда это необходимо для обеспечения наименьшего износа государственного эталона.
Вторичные эталоны по своему назначению делятся на эталоны-копии, эталоны сравнения, эталоны-свидетели и рабочие эталоны.
Эталон-копия — предназначен для передачи размеров единиц рабочим эталонам. Он не всегда является физической копией государственного эталона.
Первичный или специальный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны, называется государственным.
Эталон-свидетель — предназначен для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты.
Эталон сравнения — применяют для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом.
Рабочий эталон — воспроизводит единицу от вторичных эталонов и служит для передачи размера эталону более низкого разряда.