ขนาดและความหมายของปริมาณทางกายภาพ ขนาดปริมาณ
ปริมาณทางกายภาพ
ปริมาณทางกายภาพ– นี่เป็นลักษณะของวัตถุทางกายภาพหรือปรากฏการณ์ของโลกวัตถุซึ่งพบได้ทั่วไปในวัตถุหรือปรากฏการณ์หลายอย่างในเชิงคุณภาพ แต่เป็นบุคคลในความหมายเชิงปริมาณของแต่ละรายการ- เช่น มวล ความยาว พื้นที่ อุณหภูมิ เป็นต้น
แต่ละ ปริมาณทางกายภาพมีของตัวเอง ลักษณะเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ .
ลักษณะเชิงคุณภาพ ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของวัตถุทางวัตถุหรือคุณลักษณะใดของโลกวัตถุที่ปริมาณนี้แสดงลักษณะเฉพาะ ดังนั้นคุณสมบัติ “ความแข็งแกร่ง” จะแสดงลักษณะเชิงปริมาณของวัสดุ เช่น เหล็ก ไม้ ผ้า แก้ว และอื่นๆ อีกมากมาย ในขณะที่ค่าความแข็งแกร่งเชิงปริมาณสำหรับแต่ละรายการนั้นแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
เพื่อระบุความแตกต่างเชิงปริมาณในเนื้อหาของคุณสมบัติในวัตถุใด ๆ ที่สะท้อนด้วยปริมาณทางกายภาพ แนวคิดนี้จึงถูกนำมาใช้ ขนาดปริมาณทางกายภาพ - ขนาดนี้ถูกตั้งค่าในระหว่างกระบวนการ การวัด- ชุดของการดำเนินการที่ดำเนินการเพื่อกำหนดค่าเชิงปริมาณของปริมาณ (กฎหมายของรัฐบาลกลาง "ในการประกันความสม่ำเสมอของการวัด"
วัตถุประสงค์ของการวัดคือการกำหนดค่าของปริมาณทางกายภาพ - จำนวนหน่วยที่ยอมรับได้ (เช่นผลลัพธ์ของการวัดมวลของผลิตภัณฑ์คือ 2 กก. ความสูงของอาคารคือ 12 ม. เป็นต้น ). ระหว่างขนาดของปริมาณทางกายภาพแต่ละรายการจะมีความสัมพันธ์ในรูปแบบของตัวเลข (เช่น "มากกว่า" "น้อยกว่า" "ความเท่าเทียมกัน" "ผลรวม" ฯลฯ ) ซึ่งสามารถใช้เป็นแบบจำลองของปริมาณนี้ได้
ขึ้นอยู่กับระดับของการประมาณความเป็นกลาง ค่าจริง ค่าจริง และค่าที่วัดได้ของปริมาณทางกายภาพ .
มูลค่าที่แท้จริงของปริมาณทางกายภาพคือนี่คือค่าที่สะท้อนถึงคุณสมบัติที่สอดคล้องกันของวัตถุในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณในอุดมคติ เนื่องจากความไม่สมบูรณ์ของเครื่องมือและวิธีการวัด จึงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้รับมูลค่าที่แท้จริงของปริมาณ พวกเขาสามารถจินตนาการได้ในทางทฤษฎีเท่านั้น และค่าที่ได้รับระหว่างการวัดจะเข้าใกล้ค่าจริงมากหรือน้อยเท่านั้น
มูลค่าที่แท้จริงของปริมาณทางกายภาพคือนี่คือค่าของปริมาณที่พบในการทดลองและใกล้เคียงกับมูลค่าจริงมากจนสามารถนำไปใช้แทนตามวัตถุประสงค์ที่กำหนดได้
ค่าที่วัดได้ของปริมาณทางกายภาพ -นี่คือค่าที่ได้จากการวัดโดยใช้วิธีการเฉพาะและเครื่องมือวัด
เมื่อวางแผนการวัด คุณควรพยายามให้แน่ใจว่าช่วงของปริมาณที่วัดได้ตรงตามข้อกำหนดของงานการวัด (เช่น ในระหว่างการควบคุม ปริมาณที่วัดได้จะต้องสะท้อนถึงตัวบ่งชี้คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สอดคล้องกัน)
สำหรับแต่ละพารามิเตอร์ผลิตภัณฑ์ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:
ความถูกต้องของการกำหนดค่าที่วัดได้ไม่รวมความเป็นไปได้ การตีความที่แตกต่างกัน(ตัวอย่างเช่น มีความจำเป็นต้องกำหนดอย่างชัดเจนว่าในกรณีใดบ้างที่จะกำหนด "มวล" หรือ "น้ำหนัก" ของผลิตภัณฑ์ "ปริมาตร" หรือ "ความจุ" ของภาชนะ ฯลฯ)
ความแน่นอนของคุณสมบัติของวัตถุที่จะวัด (เช่น “อุณหภูมิในห้องไม่เกิน ... ° C” ทำให้สามารถตีความได้หลากหลาย จำเป็นต้องเปลี่ยนถ้อยคำของข้อกำหนดดังนั้น ชัดเจนว่าข้อกำหนดนี้ถูกกำหนดไว้สูงสุดหรือเพื่อ อุณหภูมิเฉลี่ยสถานที่ซึ่งจะนำมาพิจารณาในภายหลังเมื่อทำการวัด)
การใช้คำที่เป็นมาตรฐาน
หน่วยทางกายภาพ
ปริมาณทางกายภาพซึ่งตามคำนิยามแล้ว มีค่าเป็นตัวเลขเท่ากับหนึ่งเรียกว่า หน่วยของปริมาณทางกายภาพ
หน่วยปริมาณทางกายภาพหลายหน่วยถูกสร้างขึ้นใหม่โดยใช้หน่วยวัดที่ใช้ในการวัด (เช่น เมตร กิโลกรัม) ในระยะแรกของการพัฒนาวัฒนธรรมทางวัตถุ (ในสังคมทาสและสังคมศักดินา) มีหน่วยสำหรับปริมาณทางกายภาพในช่วงเล็กๆ ได้แก่ ความยาว มวล เวลา พื้นที่ ปริมาตร หน่วยของปริมาณทางกายภาพถูกเลือกโดยอิสระจากกัน และยิ่งไปกว่านั้น มีความแตกต่างกันในประเทศและพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน ก็เป็นเช่นนี้แล จำนวนมากมักมีชื่อเหมือนกัน แต่มีขนาดต่างกัน - ข้อศอก เท้า ปอนด์
เมื่อความสัมพันธ์ทางการค้าระหว่างประชาชนขยายตัวและวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น จำนวนหน่วยของปริมาณทางกายภาพก็เพิ่มขึ้น และความต้องการในการรวมหน่วยและการสร้างระบบของหน่วยก็เพิ่มมากขึ้น เริ่มมีการสรุปข้อตกลงพิเศษระหว่างประเทศเกี่ยวกับหน่วยปริมาณทางกายภาพและระบบของปริมาณเหล่านั้น ในศตวรรษที่ 18 ในฝรั่งเศสมีการเสนอระบบการวัดแบบเมตริกซึ่งต่อมาได้รับการยอมรับในระดับสากล บนพื้นฐานนี้มีการสร้างระบบหน่วยเมตริกจำนวนหนึ่ง ในปัจจุบัน การเรียงลำดับหน่วยปริมาณทางกายภาพเพิ่มเติมเกิดขึ้นบนพื้นฐานของระบบหน่วยสากล (SI)
หน่วยของปริมาณทางกายภาพแบ่งออกเป็น เป็นระบบ, กล่าวคือ หน่วยที่รวมอยู่ในระบบของหน่วยใดๆ และหน่วยที่ไม่ใช่ระบบ (เช่น mmHg, แรงม้า, อิเล็กตรอน-โวลต์)
หน่วยระบบปริมาณทางกายภาพแบ่งออกเป็น ขั้นพื้นฐาน, เลือกได้ตามต้องการ (เมตร กิโลกรัม วินาที ฯลฯ) และ อนุพันธ์เกิดจากสมการการเชื่อมต่อระหว่างปริมาณ (เมตรต่อวินาที กิโลกรัมต่อ ลูกบาศก์เมตร, นิวตัน, จูล, วัตต์ ฯลฯ)
เพื่อความสะดวกในการแสดงปริมาณที่มากกว่าหรือน้อยกว่าหน่วยปริมาณทางกายภาพหลายเท่า เราจึงใช้ หลายหน่วย (เช่น กิโลเมตร - 10 3 ม. กิโลวัตต์ - 10 3 วัตต์) และหลายรายการย่อย (เช่น มิลลิเมตร คือ 10 -3 เมตร มิลลิวินาที คือ 10-3 วินาที)
ในระบบเมตริกของหน่วย หน่วยทวีคูณและเศษส่วนของปริมาณทางกายภาพ (ยกเว้นหน่วยเวลาและมุม) ถูกสร้างขึ้นโดยการคูณหน่วยของระบบด้วย 10 n โดยที่ n เป็นจำนวนเต็มบวกหรือลบ แต่ละตัวเลขเหล่านี้สอดคล้องกับหนึ่งในคำนำหน้าทศนิยมที่ใช้เพื่อสร้างทวีคูณและหน่วย
ในปีพ.ศ. 2503 ในการประชุมใหญ่สามัญว่าด้วยน้ำหนักและการวัดขององค์การชั่งน้ำหนักและมาตรการระหว่างประเทศ (IOWM) ได้มีการรับรอง ระบบสากลหน่วย(เอสไอ)
หน่วยพื้นฐานในระบบหน่วยสากลเป็น: เมตร (ม.) – ความยาว กิโลกรัม (กก.) – มวล ที่สอง (s) – เวลา แอมแปร์ (ก) – ความแข็งแกร่ง กระแสไฟฟ้า, เคลวิน (K) – อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ แคนเดลา (cd) - ความเข้มของการส่องสว่าง ตุ่น – ปริมาณของสาร
นอกเหนือจากระบบปริมาณทางกายภาพแล้ว สิ่งที่เรียกว่าหน่วยที่ไม่ใช่ระบบยังคงใช้ในการฝึกการวัด ซึ่งรวมถึง ตัวอย่างเช่น: หน่วยความดัน - บรรยากาศ มิลลิเมตรปรอท หน่วยความยาว - อังสตรอม หน่วยความร้อน - แคลอรี่ หน่วยปริมาณเสียง - เดซิเบล พื้นหลัง อ็อกเทฟ หน่วยเวลา - นาทีและชั่วโมง เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันมีแนวโน้มจะลดให้เหลือน้อยที่สุด
ระบบหน่วยสากลมีข้อดีหลายประการ: ความเป็นสากล, การรวมหน่วยสำหรับการวัดทุกประเภท, การเชื่อมโยงกัน (ความสอดคล้อง) ของระบบ (ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนใน สมการทางกายภาพไร้มิติ) ความเข้าใจซึ่งกันและกันดีขึ้นระหว่าง ผู้เชี่ยวชาญต่างๆในกระบวนการความสัมพันธ์ทางวิทยาศาสตร์ เทคนิค และเศรษฐกิจระหว่างประเทศ
ปัจจุบันการใช้หน่วยปริมาณทางกายภาพในรัสเซียได้รับการรับรองโดยรัฐธรรมนูญแห่งสหพันธรัฐรัสเซีย (มาตรา 71) (มาตรฐาน มาตรฐาน ระบบเมตริก และการคำนวณเวลาอยู่ภายใต้เขตอำนาจศาลของ สหพันธรัฐรัสเซีย) และ กฎหมายของรัฐบาลกลาง"ในการสร้างความมั่นใจในความสม่ำเสมอของการวัด" มาตรา 6 ของกฎหมายกำหนดการใช้งานในสหพันธรัฐรัสเซียสำหรับหน่วยปริมาณของระบบหน่วยระหว่างประเทศที่นำมาใช้โดยการประชุมใหญ่ว่าด้วยน้ำหนักและมาตรการและแนะนำให้ใช้โดยองค์การมาตรวิทยาทางกฎหมายระหว่างประเทศ ในเวลาเดียวกันในสหพันธรัฐรัสเซีย หน่วยของปริมาณที่ไม่ใช่ระบบ ชื่อ การกำหนด กฎการเขียน และการประยุกต์ใช้ซึ่งกำหนดโดยรัฐบาลสหพันธรัฐรัสเซีย สามารถยอมรับสำหรับการใช้งานบนพื้นฐานที่เท่าเทียมกันกับ SI หน่วยของปริมาณ
ในกิจกรรมภาคปฏิบัติควรได้รับคำแนะนำจากหน่วยปริมาณทางกายภาพที่ควบคุมโดย GOST 8.417-2002 “ ระบบของรัฐรับประกันความสม่ำเสมอของการวัด หน่วยปริมาณ”
มาตรฐานพร้อมกับการใช้งานบังคับ พื้นฐานและอนุพันธ์ หน่วยของระบบหน่วยสากลตลอดจนทวีคูณทศนิยมและคูณย่อยของหน่วยเหล่านี้อนุญาตให้ใช้บางหน่วยที่ไม่รวมอยู่ใน SI รวมกับหน่วย SI รวมถึงบางหน่วยที่พบ ประยุกต์กว้างในทางปฏิบัติทวีคูณทศนิยมและทวีคูณย่อยของหน่วยที่ระบุไว้
มาตรฐานกำหนดกฎสำหรับการสร้างชื่อและการกำหนดทวีคูณทศนิยมและทวีคูณย่อยของหน่วย SI โดยใช้ตัวคูณ (ตั้งแต่ 10 –24 ถึง 10 24) และคำนำหน้ากฎสำหรับการเขียนการกำหนดหน่วยกฎสำหรับการก่อตัวของ SI ที่ได้รับที่สอดคล้องกัน หน่วย
ปัจจัยและคำนำหน้าที่ใช้ในการสร้างชื่อและการกำหนดตัวคูณทศนิยมและตัวคูณย่อยของหน่วย SI แสดงไว้ในตาราง
ปัจจัยและคำนำหน้าที่ใช้ในการสร้างชื่อและการกำหนดตัวคูณทศนิยมและตัวคูณย่อยของหน่วย SI
| ตัวคูณทศนิยม | คำนำหน้า | การกำหนดคำนำหน้า | ตัวคูณทศนิยม | คำนำหน้า | การกำหนดคำนำหน้า | ||
| นานาชาติ | มาตุภูมิ | นานาชาติ | มาตุภูมิ | ||||
| 10 24 | นิดหน่อย | ย | และ | 10 –1 | เดซิ | ง | ง |
| 10 21 | เซทต้า | ซี | ซี | 10 –2 | เซนติ | ค | กับ |
| 10 18 | เช่น | อี | อี | 10 –3 | มิลลี่ | ม | ม |
| 10 15 | เพต้า | ป | ป | 10 –6 | ไมโคร | µ | ม.ค |
| 10 12 | เทรา | ต | ต | 10 –9 | นาโน | n | n |
| 10 9 | กิ๊กก้า | ช | ช | 10 –12 | พิโก | พี | n |
| 10 6 | เมกะ | ม | ม | 10 –15 | เฟมโต | ฉ | ฉ |
| 10 3 | กิโล | เค | ถึง | 10 –18 | อัตโต | ก | ก |
| 10 2 | เฮกโต | ชม. | ช | 10 –21 | เซปโต | z | ชม. |
| 10 1 | ซาวด์บอร์ด | ดา | ใช่ | 10 –24 | ไอออคโต | ย | และ |
หน่วยอนุพันธ์ที่สอดคล้องกันตามกฎแล้วระบบหน่วยสากลนั้นถูกสร้างขึ้นโดยใช้สมการที่ง่ายที่สุดของการเชื่อมต่อระหว่างปริมาณ (สมการที่กำหนด) ซึ่งค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลขเท่ากับ 1 ในการสร้างหน่วยที่ได้รับ การกำหนดปริมาณในสมการการเชื่อมต่อจะถูกแทนที่ด้วย โดยการกำหนดหน่วย SI
หากสมการการมีเพศสัมพันธ์มีค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลขที่แตกต่างจาก 1 ดังนั้นเพื่อสร้างอนุพันธ์ที่สอดคล้องกันของหน่วย SI สัญกรณ์ของปริมาณที่มีค่าในหน่วย SI จะถูกแทนที่ไปทางด้านขวาโดยให้หลังจากคูณด้วยสัมประสิทธิ์แล้ว ค่าตัวเลขรวมเท่ากับ 1
8. ค่าจริง ค่าจริง และค่าที่วัดได้ของปริมาณทางกายภาพ
ปริมาณทางกายภาพเป็นคุณสมบัติของวัตถุทางกายภาพอย่างหนึ่ง (ปรากฏการณ์ กระบวนการ) ซึ่งเป็นคุณสมบัติทั่วไปในวัตถุทางกายภาพหลายชนิด ในขณะที่มูลค่าเชิงปริมาณต่างกัน
วัตถุประสงค์ของการวัดคือการกำหนดค่าของปริมาณทางกายภาพ - จำนวนหน่วยที่ยอมรับได้ (เช่นผลลัพธ์ของการวัดมวลของผลิตภัณฑ์คือ 2 กก. ความสูงของอาคารคือ 12 ม. เป็นต้น ).
ขึ้นอยู่กับระดับของการประมาณความเป็นกลาง ค่าจริง ค่าจริง และค่าที่วัดได้ของปริมาณทางกายภาพจะแตกต่างกัน
มูลค่าที่แท้จริงของปริมาณทางกายภาพ- นี่คือค่าที่สะท้อนถึงคุณสมบัติที่สอดคล้องกันของวัตถุในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ เนื่องจากความไม่สมบูรณ์ของเครื่องมือและวิธีการวัด จึงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้รับมูลค่าที่แท้จริงของปริมาณ พวกเขาสามารถจินตนาการได้ในทางทฤษฎีเท่านั้น และค่าที่ได้รับระหว่างการวัดจะเข้าใกล้ค่าจริงมากหรือน้อยเท่านั้น
มูลค่าที่แท้จริงของปริมาณทางกายภาพ- นี่คือค่าของปริมาณที่พบจากการทดลองและใกล้เคียงกับมูลค่าจริงมากจนสามารถใช้แทนตามวัตถุประสงค์ที่กำหนดได้
ค่าที่วัดได้ของปริมาณทางกายภาพ- นี่คือค่าที่ได้จากการวัดโดยใช้วิธีการเฉพาะและเครื่องมือวัด
9. การจำแนกประเภทของการวัดตามการขึ้นต่อกันของค่าที่วัดได้ตรงเวลาและตามชุดของค่าที่วัดได้
ตามลักษณะของการเปลี่ยนแปลงค่าที่วัดได้ - การวัดแบบคงที่และไดนามิก
การวัดแบบไดนามิก - การวัดปริมาณที่ขนาดเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาการเปลี่ยนแปลงขนาดของปริมาณที่วัดได้อย่างรวดเร็วจำเป็นต้องอาศัยการวัดด้วยการกำหนดช่วงเวลาที่แม่นยำที่สุด เช่น การวัดระยะทางถึงระดับพื้นผิวโลกตั้งแต่ บอลลูนลมร้อนหรือการวัดแรงดันคงที่ของกระแสไฟฟ้า โดยพื้นฐานแล้ว การวัดแบบไดนามิกคือการวัดการพึ่งพาเชิงฟังก์ชันของปริมาณที่วัดได้ตรงเวลา
การวัดแบบคงที่ - การวัดปริมาณที่นำมาพิจารณา ตามงานวัดที่ได้รับมอบหมายและไม่เปลี่ยนแปลงตลอดระยะเวลาการวัดตัวอย่างเช่น การวัดขนาดเชิงเส้นของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตที่อุณหภูมิปกติสามารถถือเป็นแบบคงที่ได้ เนื่องจากความผันผวนของอุณหภูมิในโรงงานที่ระดับหนึ่งในสิบขององศาทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดไม่เกิน 10 µm/m ซึ่งไม่มีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบ ถึงข้อผิดพลาดในการผลิตของชิ้นส่วน ดังนั้นในงานการวัดนี้ ปริมาณที่วัดได้จึงถือว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลง เมื่อทำการสอบเทียบการวัดความยาวเส้นกับมาตรฐานหลักของรัฐ เทอร์โมสแตทจะทำให้มั่นใจในเสถียรภาพในการรักษาอุณหภูมิไว้ที่ระดับ 0.005 °C ความผันผวนของอุณหภูมิดังกล่าวทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดน้อยกว่าพันเท่า - ไม่เกิน 0.01 µm/m แต่ในงานตรวจวัดนี้ ถือเป็นสิ่งสำคัญ และเมื่อคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในระหว่างกระบวนการตรวจวัด จะกลายเป็นเงื่อนไขในการประกันความถูกต้องแม่นยำในการตรวจวัดที่ต้องการ ดังนั้นการวัดเหล่านี้ควรดำเนินการโดยใช้เทคนิคการวัดแบบไดนามิก
ตามชุดค่าที่วัดได้ที่มีอยู่บน ไฟฟ้า (กระแส, แรงดัน, กำลังไฟฟ้า) , เครื่องกล (มวล, จำนวนผลิตภัณฑ์, ความพยายาม); , พลังงานความร้อน(อุณหภูมิ ความดัน); , ทางกายภาพ(ความหนาแน่น ความหนืด ความขุ่น); เคมี(องค์ประกอบ คุณสมบัติทางเคมี ความเข้มข้น) ,วิศวกรรมวิทยุฯลฯ
การจำแนกประเภทของการวัดตามวิธีการรับผลลัพธ์ (ตามประเภท)
ตามวิธีการรับผลการวัดจะแตกต่างกัน: การวัดทางตรง, ทางอ้อม, สะสมและข้อต่อ
การวัดโดยตรงคือการวัดค่าที่ต้องการของปริมาณที่วัดได้โดยตรงจากข้อมูลการทดลอง
การวัดทางอ้อมคือการวัดค่าที่ต้องการของปริมาณที่วัดได้บนพื้นฐานของความสัมพันธ์ที่ทราบระหว่างปริมาณที่วัดได้กับปริมาณที่กำหนดโดยใช้การวัดโดยตรง
การวัดสะสมคือการวัดปริมาณที่มีชื่อเดียวกันหลายปริมาณพร้อมกันและหาค่าที่กำหนดได้โดยการแก้ระบบสมการที่ได้มาจากการวัดโดยตรงของปริมาณที่มีชื่อเดียวกัน
การวัดปริมาณที่แตกต่างกันสองปริมาณขึ้นไปเพื่อค้นหาความสัมพันธ์ระหว่างกันเรียกว่าข้อต่อ
การจำแนกประเภทของการวัดตามเงื่อนไขที่กำหนดความแม่นยำของผลลัพธ์และจำนวนการวัดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์
ตามเงื่อนไขที่กำหนดความแม่นยำของผลลัพธ์ การวัดจะแบ่งออกเป็น 3 ระดับ:
1. การวัดความแม่นยำสูงสุดที่เป็นไปได้ที่ทำได้ด้วยเทคโนโลยีระดับที่มีอยู่
ประการแรกได้แก่ การวัดมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับความแม่นยำสูงสุดที่เป็นไปได้ในการสร้างหน่วยปริมาณทางกายภาพที่สร้างขึ้นใหม่ และนอกจากนี้ การวัดค่าคงที่ทางกายภาพ โดยหลักๆ แล้วเป็นค่าสากล (เช่น ค่าสัมบูรณ์ของการเร่งความเร็วของแรงโน้มถ่วง อัตราส่วนไจโรแมกเนติกของโปรตอน ฯลฯ)
คลาสนี้ยังรวมถึงการวัดพิเศษบางอย่างที่ต้องใช้ความแม่นยำสูงอีกด้วย
2. การวัดการควบคุมและทวนสอบ ข้อผิดพลาดซึ่งมีความน่าจะเป็นที่แน่นอนไม่ควรเกินค่าที่ระบุ
ซึ่งรวมถึงการวัดที่ดำเนินการโดยห้องปฏิบัติการเพื่อการกำกับดูแลการดำเนินงานและการปฏิบัติตามมาตรฐานและสถานะของอุปกรณ์การวัดและห้องปฏิบัติการวัดของโรงงานซึ่งรับประกันข้อผิดพลาดของผลลัพธ์ด้วยความน่าจะเป็นที่แน่นอนไม่เกินค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า
3. การวัดทางเทคนิคซึ่งความคลาดเคลื่อนของผลลัพธ์ถูกกำหนดโดยลักษณะของเครื่องมือวัด
ตัวอย่างของการวัดทางเทคนิค ได้แก่ การวัดที่ดำเนินการในระหว่างกระบวนการผลิตที่สถานประกอบการสร้างเครื่องจักร บนแผงสวิตช์ของโรงไฟฟ้า เป็นต้น
ขึ้นอยู่กับจำนวนของการวัด การวัดจะแบ่งออกเป็นเดี่ยวและหลายรายการ
การวัดครั้งเดียวคือการวัดปริมาณหนึ่งครั้งที่ทำครั้งเดียว ในทางปฏิบัติ การวัดเดี่ยวมีข้อผิดพลาดมาก ดังนั้น เพื่อลดข้อผิดพลาด แนะนำให้ทำการวัดประเภทนี้อย่างน้อยสามครั้ง และใช้ค่าเฉลี่ยเลขคณิตเป็นผลลัพธ์
การวัดหลายครั้งคือการวัดปริมาณตั้งแต่หนึ่งปริมาณขึ้นไปที่ดำเนินการสี่ครั้งขึ้นไป การวัดหลายครั้งคือชุดของการวัดครั้งเดียว จำนวนการวัดขั้นต่ำที่สามารถพิจารณาการวัดได้หลายรายการคือสี่ ผลลัพธ์ของการวัดหลายครั้งคือค่าเฉลี่ยเลขคณิตของผลลัพธ์ของการวัดทั้งหมดที่ดำเนินการ ด้วยการวัดซ้ำๆ ข้อผิดพลาดจะลดลง
การจำแนกประเภทของข้อผิดพลาดในการวัดแบบสุ่ม
ข้อผิดพลาดแบบสุ่มเป็นองค์ประกอบของข้อผิดพลาดในการวัดที่เปลี่ยนแปลงแบบสุ่มระหว่างการวัดซ้ำในปริมาณเดียวกัน
1) หยาบ - ไม่เกินข้อผิดพลาดที่อนุญาต
2) การพลาดถือเป็นข้อผิดพลาดร้ายแรง ขึ้นอยู่กับแต่ละบุคคล
3) คาดหวัง - ได้รับจากการทดลองระหว่างการสร้าง เงื่อนไข
แนวคิดเรื่องปริมาณทางกายภาพเป็นเรื่องธรรมดาในฟิสิกส์และมาตรวิทยา และใช้เพื่ออธิบายระบบวัสดุของวัตถุ
ปริมาณทางกายภาพดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น นี่เป็นลักษณะทั่วไปในความหมายเชิงคุณภาพสำหรับวัตถุ กระบวนการ ปรากฏการณ์ และในแง่ปริมาณ - เป็นรายบุคคลสำหรับแต่ละรายการ ตัวอย่างเช่นร่างกายทั้งหมดมีมวลและอุณหภูมิของตัวเอง แต่มีค่าตัวเลขของพารามิเตอร์เหล่านี้ ร่างกายที่แตกต่างกันแตกต่างกัน เนื้อหาเชิงปริมาณของคุณสมบัตินี้ในวัตถุคือขนาดของปริมาณทางกายภาพ การประมาณการเชิงตัวเลขของขนาดของมัน เรียกว่า มูลค่าของปริมาณทางกายภาพ.
ปริมาณทางกายภาพที่แสดงคุณภาพเดียวกันในเชิงคุณภาพเรียกว่า เป็นเนื้อเดียวกัน (ในชื่อเดียวกัน ).
ภารกิจหลักของการวัด - รับข้อมูลเกี่ยวกับค่าของปริมาณทางกายภาพในรูปแบบของหน่วยจำนวนหนึ่งที่ยอมรับได้
ค่าของปริมาณทางกายภาพแบ่งออกเป็นจริงและจริง
ความหมายที่แท้จริง - นี่คือความหมาย ในทางอุดมคติสะท้อนคุณสมบัติที่สอดคล้องกันของวัตถุในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ
คุณค่าที่แท้จริง - เป็นค่าที่พบในการทดลองและใกล้เคียงกับค่าจริงมากจนสามารถนำไปใช้แทนได้
ปริมาณทางกายภาพถูกจำแนกตามคุณลักษณะหลายประการ มีความโดดเด่นดังต่อไปนี้: การจำแนกประเภท:
1) ที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณข้อมูลการวัด ปริมาณทางกายภาพคือ: คล่องแคล่ว - ปริมาณที่สามารถแปลงเป็นสัญญาณข้อมูลการวัดโดยไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานเสริม เฉยๆ ใหม่ - ปริมาณที่ต้องใช้แหล่งพลังงานเสริมซึ่งใช้ในการสร้างสัญญาณข้อมูลการวัด
2) บนพื้นฐานของการบวก ปริมาณทางกายภาพแบ่งออกเป็น: สารเติมแต่ง , หรือกว้างขวางซึ่งสามารถวัดได้เป็นส่วนๆ และยังทำซ้ำได้อย่างแม่นยำโดยใช้การวัดหลายค่าโดยพิจารณาจากผลรวมของขนาดของการวัดแต่ละค่า ไม่ สารเติมแต่ง, หรือแบบเข้มข้นซึ่งไม่ได้วัดโดยตรง แต่ถูกแปลงเป็นการวัดขนาดหรือการวัดโดยการวัดทางอ้อม (การบวก (lat. additivus - เพิ่ม) เป็นคุณสมบัติของปริมาณซึ่งประกอบด้วยความจริงที่ว่าค่าของปริมาณที่สอดคล้องกับวัตถุทั้งหมดเท่ากับผลรวมของค่าของปริมาณที่สอดคล้องกับส่วนต่างๆ)
วิวัฒนาการของการพัฒนาระบบ หน่วยทางกายภาพ.
ระบบเมตริก- ระบบแรกของหน่วยปริมาณทางกายภาพ
ได้รับการรับรองในปี ค.ศ. 1791 โดยรัฐสภาฝรั่งเศส มันรวมอยู่ด้วย หน่วยความยาว พื้นที่ ปริมาตร ความจุ และน้ำหนัก ซึ่งขึ้นอยู่กับสองหน่วย - เมตรและกิโลกรัม - มันแตกต่างจากระบบหน่วยที่ใช้อยู่ในปัจจุบันและยังไม่ใช่ระบบหน่วยในความหมายสมัยใหม่
ระบบสัมบูรณ์หน่วยของปริมาณทางกายภาพ.
วิธีการก่อสร้างระบบหน่วยเป็นชุดของหน่วยพื้นฐานและหน่วยอนุพัทธ์ได้รับการพัฒนาและเสนอในปี พ.ศ. 2375 โดยนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน เค. เกาส์ โดยเรียกมันว่าระบบสัมบูรณ์ เขาเอาปริมาณสามปริมาณเป็นอิสระจากกันเป็นพื้นฐาน - มวล ความยาว เวลา .
สำหรับหลัก หน่วยวัด เขายอมรับปริมาณเหล่านี้ มิลลิกรัม มิลลิเมตร วินาที โดยสมมติว่าหน่วยที่เหลือสามารถกำหนดได้โดยใช้หน่วยเหล่านั้น
ต่อมามีระบบหน่วยวัดปริมาณทางกายภาพจำนวนหนึ่งปรากฏขึ้น สร้างขึ้นบนหลักการที่เกาส์เสนอ และขึ้นอยู่กับระบบเมตริกของการวัด แต่แตกต่างกันในหน่วยพื้นฐาน
ตามหลักการเกาส์ที่เสนอ ระบบหลักของหน่วยปริมาณทางกายภาพคือ:
ระบบ GHSโดยหน่วยพื้นฐานคือ เซนติเมตรเป็นหน่วยความยาว กรัมเป็นหน่วยมวล และหน่วยที่สองเป็นหน่วยเวลา ได้รับการติดตั้งในปี พ.ศ. 2424;
ระบบเอ็มเคเอสเอส- การใช้กิโลกรัมเป็นหน่วยน้ำหนัก และต่อมาเป็นหน่วยกำลังโดยทั่วไป เกิดขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 การก่อตัวของระบบหน่วยปริมาณทางกายภาพด้วยสามหน่วยพื้นฐาน: เมตร - หน่วยความยาว, กิโลกรัม - แรง - หน่วยแรง, วินาที - หน่วยเวลา;
5. ระบบเอ็มเคเอสเอ- หน่วยพื้นฐาน ได้แก่ เมตร กิโลกรัม วินาที และแอมแปร์ รากฐานของระบบนี้ถูกเสนอในปี 1901 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี G. Giorgi
ความสัมพันธ์ระหว่างประเทศในสาขาวิทยาศาสตร์และเศรษฐศาสตร์จำเป็นต้องมีการรวมหน่วยการวัด การสร้างระบบหน่วยปริมาณทางกายภาพแบบรวม ครอบคลุมสาขาต่างๆ ของสาขาการวัด และรักษาหลักการของการเชื่อมโยงกัน เช่น ความเท่าเทียมกันของสัมประสิทธิ์สัดส่วนต่อความสามัคคีในสมการการเชื่อมต่อระหว่างปริมาณทางกายภาพ
ระบบเอสไอ- ในปีพ.ศ. 2497 คณะกรรมาธิการเพื่อพัฒนาความเป็นเอกภาพระหว่างประเทศ
ระบบหน่วยเสนอร่างระบบหน่วยซึ่งได้รับการอนุมัติแล้ว 1960- การประชุมใหญ่สามัญว่าด้วยน้ำหนักและมาตรการ XI ระบบหน่วยสากล (ตัวย่อ SI) ใช้ชื่อมาจากอักษรตัวแรกของชื่อภาษาฝรั่งเศส System International
ระบบหน่วยสากล (SI) ประกอบด้วยหน่วยหลัก 7 หน่วย (ตารางที่ 1) หน่วยเพิ่มเติมอีก 2 หน่วย และหน่วยการวัดที่ไม่ใช่ระบบจำนวนหนึ่ง
ตารางที่ 1 - ระบบหน่วยสากล
|
ปริมาณทางกายภาพที่มีมาตรฐานที่ได้รับอนุมัติอย่างเป็นทางการ |
หน่วยวัด |
การกำหนดหน่วยโดยย่อ ปริมาณทางกายภาพ |
|
|
ระหว่างประเทศ |
|||
|
กิโลกรัม | |||
|
ความแรงของกระแสไฟฟ้า | |||
|
อุณหภูมิ | |||
|
หน่วยส่องสว่าง | |||
|
ปริมาณของสาร | |||
ที่มา: Tyurin N.I.ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับมาตรวิทยา อ.: สำนักพิมพ์มาตรฐาน, 2528.
หน่วยพื้นฐาน การวัดปริมาณทางกายภาพตามมติของที่ประชุมใหญ่ว่าด้วยการชั่งตวงวัด ให้นิยามไว้ดังนี้
เมตร - ความยาวของเส้นทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศในหน่วย 1/299,792,458 วินาที
กิโลกรัมมีค่าเท่ากับมวลของต้นแบบสากลของกิโลกรัม
วินาทีมีค่าเท่ากับ 9,192,631,770 คาบของการแผ่รังสีซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างระดับไฮเปอร์ไฟน์สองระดับของสถานะพื้นของอะตอม Cs 133
แอมแปร์เท่ากับความแรงของกระแสคงที่ ซึ่งเมื่อผ่านตัวนำตรงขนานกันสองตัวที่มีความยาวไม่สิ้นสุด และพื้นที่หน้าตัดวงกลมขนาดเล็กโดยประมาท ซึ่งอยู่ห่างจากกัน 1 เมตรในสุญญากาศ จะทำให้เกิดปฏิกิริยา แรงในแต่ละส่วนของตัวนำยาว 1 ม.
แคนเดลามีค่าเท่ากับความเข้มของการส่องสว่างในทิศทางที่กำหนดของแหล่งกำเนิดที่ปล่อยรังสีป้องกันไอออน ซึ่งมีความเข้มของการส่องสว่างเชิงพลังงานซึ่งในทิศทางนี้คือ 1/683 W/sr;
เคลวินเท่ากับ 1/273.16 ของอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ของจุดสามจุดของน้ำ
โมลเท่ากับปริมาณ สารของระบบซึ่งมีองค์ประกอบโครงสร้างจำนวนเท่ากันกับอะตอมใน C 12 หนัก 0.012 กิโลกรัม 2
หน่วยเพิ่มเติม ระบบหน่วยสากลสำหรับการวัดระนาบและมุมตัน:
เรเดียน (rad) - มุมแบนระหว่างรัศมีสองรัศมีของวงกลม ส่วนโค้งระหว่างนั้นมีความยาวเท่ากับรัศมี
ในหน่วยองศา เรเดียนจะเท่ากับ 57°17"48"3;
สเตอเรเดียน (sr) - มุมทึบที่มีจุดยอดอยู่ที่ศูนย์กลางของทรงกลมและตัดพื้นที่บนพื้นผิวของทรงกลมออกเท่ากับพื้นที่ของสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีความยาวด้านเท่ากับรัศมีของทรงกลม .
หน่วย SI เพิ่มเติมจะใช้เพื่อสร้างหน่วยของความเร็วเชิงมุม ความเร่งเชิงมุม และปริมาณอื่นๆ เรเดียนและสเตอเรเดียนใช้สำหรับการก่อสร้างและการคำนวณทางทฤษฎี เนื่องจากค่าเชิงปฏิบัติส่วนใหญ่ของมุมในเรเดียนจะแสดงเป็นตัวเลขที่ยอดเยี่ยม
หน่วยที่ไม่ใช่ระบบ:
หนึ่งในสิบของสีขาวถือเป็นหน่วยลอการิทึม - เดซิเบล (dB)
ไดออปเตอร์ - ความเข้มของการส่องสว่างสำหรับเครื่องมือทางแสง
พลังงานปฏิกิริยา-var (VA);
หน่วยดาราศาสตร์ (AU) - 149.6 ล้านกม.
ปีแสงคือระยะทางที่รังสีแสงเดินทางใน 1 ปี
ความจุ - ลิตร (ลิตร);
พื้นที่ - เฮกตาร์ (ฮ่า) หน่วยลอการิทึมแบ่งออกเป็นแน่นอน, ซึ่งเป็นตัวแทนของลอการิทึมทศนิยม อัตราส่วนของปริมาณทางกายภาพต่อค่ามาตรฐาน และญาติ,
ก่อตัวเป็นลอการิทึมฐานสิบของอัตราส่วนของปริมาณที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เท่ากัน) สองปริมาณใดๆ
หน่วยที่ไม่ใช่ SI ได้แก่ องศา และนาที หน่วยที่เหลือจะได้รับมา หน่วยที่ได้รับเอสไอ ถูกสร้างขึ้นโดยใช้สมการที่ง่ายที่สุดที่เกี่ยวข้องกับปริมาณและสัมประสิทธิ์ตัวเลขเท่ากับความสามัคคี ในกรณีนี้ หน่วยที่ได้รับจะถูกเรียก
สอดคล้องกัน มิติ คือการแสดงปริมาณที่วัดได้ในเชิงคุณภาพ มูลค่าของปริมาณได้มาจากการวัดหรือการคำนวณตามสมการพื้นฐานจากการวัด: = ถาม * [ การวัด:]
ถาม - ที่ไหน Q ถาม- มูลค่าปริมาณ - ค่าตัวเลขของปริมาณที่วัดได้ในหน่วยทั่วไป [ถาม]
หน่วยที่เลือกมาวัด
หากสมการที่กำหนดมีค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลขเพื่อสร้างหน่วยอนุพัทธ์ควรแทนที่ค่าตัวเลขของปริมาณเริ่มต้นดังกล่าวไปทางด้านขวาของสมการเพื่อให้ค่าตัวเลขของหน่วยอนุพันธ์ที่ถูกกำหนดมีค่าเท่ากับหนึ่ง .
ในฐานะที่เป็นหนึ่งในวิธีในการสร้างทวีคูณและมัลติเพิลย่อย การใช้การคูณทศนิยมระหว่างหน่วยหลักและหน่วยรองที่ใช้ในระบบการวัดหน่วยเมตริก ในตาราง 1.2 จัดเตรียมปัจจัยและคำนำหน้าสำหรับการสร้างทวีคูณทศนิยมและมัลติเพิลย่อยและชื่อ
ตารางที่ 2 - ปัจจัยและคำนำหน้าสำหรับการสร้างทวีคูณทศนิยมและมัลติเพิลย่อยและชื่อ
|
ปัจจัย |
คำนำหน้า |
การกำหนดคำนำหน้า |
|
|
ระหว่างประเทศ |
|||
(เอ็กซาไบต์เป็นหน่วยวัดปริมาณข้อมูลเท่ากับ 1,018 หรือ 260 ไบต์ โดย 1 EeV (เอ็กซะอิเล็กตรอนโวลต์) = 1,018 อิเล็กตรอนโวลต์ = 0.1602 จูล)
ควรคำนึงว่าเมื่อสร้างหน่วยพื้นที่และปริมาตรหลายหน่วยและหลายหน่วยย่อยโดยใช้คำนำหน้า การอ่านคู่อาจเกิดขึ้นได้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่เพิ่มคำนำหน้า ตัวอย่างเช่น 1 ตารางเมตรสามารถใช้เป็น 1 ตารางเมตร และ 100 ตารางเซนติเมตร ซึ่งไม่เหมือนกัน เพราะ 1 ตารางเมตรคือ 10,000 ตารางเซนติเมตร
ตามกฎสากล พื้นที่และปริมาตรควรสร้างพหุคูณและทวีคูณย่อยโดยการเติมคำนำหน้าให้กับหน่วยดั้งเดิม องศา หมายถึง หน่วยที่ได้รับจากการติดคำนำหน้า ตัวอย่างเช่น 1 กม. 2 = 1 (กม.) 2 = (10 3 ม.) 2 == 10 6 ม. 2
เพื่อให้แน่ใจว่าการวัดมีความสม่ำเสมอ จำเป็นต้องมีหน่วยที่เหมือนกันในการสอบเทียบเครื่องมือวัดทั้งหมดที่มีปริมาณทางกายภาพเท่ากัน ความเป็นเอกภาพในการวัดทำได้โดยการจัดเก็บ สร้างหน่วยปริมาณทางกายภาพที่สร้างขึ้นใหม่อย่างแม่นยำ และถ่ายโอนขนาดไปยังเครื่องมือวัดที่ทำงานทั้งหมดโดยใช้เครื่องมือวัดมาตรฐานและเครื่องมืออ้างอิง
อ้างอิง - เครื่องมือวัดที่ช่วยให้มั่นใจในการจัดเก็บและการทำซ้ำหน่วยทางกฎหมายของปริมาณทางกายภาพตลอดจนการโอนขนาดไปยังเครื่องมือวัดอื่น ๆ
การสร้างการจัดเก็บและการใช้มาตรฐานการตรวจสอบสภาพนั้นอยู่ภายใต้กฎเกณฑ์เดียวกันที่กำหนดโดย GOST“ GSI มาตรฐานหน่วยปริมาณทางกายภาพ ขั้นตอนการพัฒนา การอนุมัติ การขึ้นทะเบียน การจัดเก็บ และการประยุกต์”
โดยการอยู่ใต้บังคับบัญชา มีการแบ่งมาตรฐานในระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษาและมีการแบ่งประเภทดังนี้
มาตรฐานเบื้องต้น ช่วยให้มั่นใจในการจัดเก็บ การสร้างหน่วยซ้ำ และการส่งผ่านมิติด้วยความแม่นยำสูงสุดในประเทศที่สามารถทำได้ในด้านการวัดนี้:
- มาตรฐานเบื้องต้นพิเศษ- มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างหน่วยขึ้นใหม่ในสภาวะที่การส่งผ่านขนาดหน่วยโดยตรงจากมาตรฐานปฐมภูมิด้วยความแม่นยำที่ต้องการนั้นเป็นไปไม่ได้ในทางเทคนิค เช่น สำหรับแรงดันไฟฟ้าต่ำและสูง ไมโครเวฟ และ HF พวกเขาได้รับการอนุมัติเป็นมาตรฐานของรัฐ เมื่อคำนึงถึงความสำคัญเป็นพิเศษของมาตรฐานของรัฐและเพื่อให้เป็นไปตามกฎหมาย GOST จึงได้รับการอนุมัติสำหรับแต่ละมาตรฐานของรัฐ คณะกรรมการมาตรฐานของรัฐจะสร้าง อนุมัติ จัดเก็บ และใช้มาตรฐานของรัฐ
มาตรฐานรอง ทำซ้ำหน่วยใน เงื่อนไขพิเศษและแทนที่มาตรฐานหลักภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ มันถูกสร้างขึ้นและได้รับการอนุมัติเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสึกหรอน้อยที่สุดตามมาตรฐานของรัฐ มาตรฐานรองในทางกลับกัน แบ่งตามจุดประสงค์:
มาตรฐานการคัดลอก - ออกแบบมาเพื่อถ่ายโอนขนาดหน่วยให้เป็นมาตรฐานการทำงาน
มาตรฐานการเปรียบเทียบ - ออกแบบมาเพื่อตรวจสอบความปลอดภัยของมาตรฐานของรัฐและเพื่อทดแทนในกรณีที่เกิดความเสียหายหรือสูญหาย
มาตรฐานพยาน - ใช้สำหรับการเปรียบเทียบมาตรฐานที่ไม่สามารถเปรียบเทียบกันโดยตรงได้ด้วยเหตุผลใดก็ตาม
มาตรฐานการทำงาน - สร้างหน่วยจากมาตรฐานรองและทำหน้าที่ถ่ายโอนขนาดให้เป็นมาตรฐานระดับต่ำกว่า มาตรฐานทุติยภูมิถูกสร้างขึ้น อนุมัติ จัดเก็บ และใช้โดยกระทรวงและกรมต่างๆ
มาตรฐานหน่วย - เครื่องมือวัดหนึ่งวิธีหรือชุดเครื่องมือวัดที่จัดเก็บและทำซ้ำหน่วยเพื่อวัตถุประสงค์ในการส่งขนาดไปยังเครื่องมือวัดรองในโครงการตรวจสอบซึ่งจัดทำขึ้นตามข้อกำหนดพิเศษและได้รับอนุมัติอย่างเป็นทางการในลักษณะที่กำหนดเป็นมาตรฐาน
การทำซ้ำหน่วยขึ้นอยู่กับข้อกำหนดทางเทคนิคและเศรษฐกิจนั้นดำเนินการโดยสองฝ่าย วิธี:
- รวมศูนย์- ใช้มาตรฐานรัฐเดียวสำหรับทั้งประเทศหรือกลุ่มประเทศ หน่วยพื้นฐานทั้งหมดและอนุพันธ์ส่วนใหญ่จะทำซ้ำจากส่วนกลาง
- กระจายอำนาจ- ใช้ได้กับหน่วยที่ได้รับซึ่งขนาดไม่สามารถถ่ายทอดโดยการเปรียบเทียบโดยตรงกับมาตรฐานและให้ความแม่นยำที่จำเป็น
มาตรฐานกำหนดขั้นตอนหลายขั้นตอนสำหรับการถ่ายโอนขนาดของหน่วยของปริมาณทางกายภาพจากมาตรฐานของรัฐไปยังวิธีการทำงานทั้งหมดในการวัดปริมาณทางกายภาพที่กำหนดโดยใช้มาตรฐานทุติยภูมิและวิธีการที่เป็นแบบอย่างในการวัดประเภทต่าง ๆ จากสูงสุดไปต่ำสุด และจากวิธีการที่เป็นแบบอย่างไปสู่การทำงาน
การโอนขนาดทำได้โดยวิธีการตรวจสอบต่างๆ โดยส่วนใหญ่ใช้วิธีการวัดที่เป็นที่รู้จัก การโอนขนาดในลักษณะเป็นขั้นตอนจะมาพร้อมกับการสูญเสียความแม่นยำ อย่างไรก็ตาม การโอนหลายขั้นช่วยให้คุณรักษามาตรฐานและโอนขนาดหน่วยไปยังเครื่องมือวัดที่ใช้งานได้ทั้งหมด
วัตถุประสงค์ของมาตรวิทยาคือปริมาณทางกายภาพ มีหลากหลาย วัตถุทางกายภาพมีคุณสมบัติทางกายภาพที่หลากหลายไม่จำกัดจำนวน ในความปรารถนาของเขาที่จะรับรู้วัตถุทางกายภาพ - วัตถุแห่งความรู้บุคคล - ระบุคุณสมบัติจำนวน จำกัด ที่เหมือนกันกับวัตถุจำนวนหนึ่งในแง่คุณภาพ แต่เป็นรายบุคคลสำหรับแต่ละรายการในความหมายเชิงปริมาณ คุณสมบัติดังกล่าวเรียกว่าปริมาณทางกายภาพ แนวคิดเรื่อง "ปริมาณทางกายภาพ" ในมาตรวิทยา เช่นเดียวกับในวิชาฟิสิกส์ ปริมาณทางกายภาพถูกตีความว่าเป็นคุณสมบัติของวัตถุทางกายภาพ (ระบบ) ซึ่งเป็นคุณสมบัติทั่วไปในวัตถุหลายๆ ชิ้น แต่เป็นเชิงปริมาณของแต่ละวัตถุ เช่น เป็นคุณสมบัติที่สามารถเป็นจำนวนเท่าของวัตถุหนึ่งได้มากกว่าหรือน้อยกว่าอีกวัตถุหนึ่ง (เช่น ความยาว มวล ความหนาแน่น อุณหภูมิ แรง ความเร็ว) เนื้อหาเชิงปริมาณของคุณสมบัติที่สอดคล้องกับแนวคิดเรื่อง "ปริมาณทางกายภาพ" ในวัตถุที่กำหนดคือขนาดของปริมาณทางกายภาพ ขนาดของปริมาณทางกายภาพมีอยู่อย่างเป็นกลาง ไม่ว่าเราจะรู้อะไรเกี่ยวกับมันก็ตาม
ชุดของปริมาณที่เชื่อมโยงกันด้วยการขึ้นต่อกันทำให้เกิดระบบปริมาณทางกายภาพ ความสัมพันธ์ที่มีอยู่อย่างเป็นรูปธรรมระหว่างปริมาณทางกายภาพจะแสดงด้วยสมการอิสระชุดหนึ่ง จำนวนสมการ ตเสมอ จำนวนน้อยลงปริมาณ พีนั่นเป็นเหตุผล ตปริมาณของระบบที่กำหนดถูกกำหนดผ่านปริมาณอื่น และปริมาณ i ถูกกำหนดโดยอิสระจากปริมาณอื่นๆ ปริมาณหลังมักเรียกว่าปริมาณทางกายภาพพื้นฐาน และปริมาณที่เหลือเรียกว่าปริมาณทางกายภาพที่ได้รับ
การมีอยู่ของระบบหน่วยปริมาณทางกายภาพจำนวนหนึ่งรวมถึงหน่วยที่ไม่ใช่ระบบจำนวนมากและความไม่สะดวกที่เกี่ยวข้องกับการแปลงเมื่อย้ายจากระบบหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่งจำเป็นต้องมีการรวมหน่วยการวัดเข้าด้วยกัน การเติบโตของความสัมพันธ์ทางวิทยาศาสตร์ เทคนิค และเศรษฐกิจระหว่าง ประเทศต่างๆจำเป็นต้องรวมเป็นหนึ่งเดียวกันในระดับสากล
ที่จำเป็น ระบบแบบครบวงจรหน่วยปริมาณทางกายภาพ สะดวกในทางปฏิบัติ และครอบคลุมการวัดในด้านต่างๆ ขณะเดียวกันเธอก็ต้องรักษาหลักการไว้ การเชื่อมโยงกัน(เท่ากับความสามัคคีของสัมประสิทธิ์สัดส่วนในสมการการเชื่อมต่อระหว่างปริมาณทางกายภาพ)
ในปี พ.ศ. 2497 การประชุมใหญ่สามัญเรื่องน้ำหนักและการวัดครั้งที่ 10 ได้จัดตั้งหน่วยพื้นฐานขึ้น 6 หน่วย (เมตร กิโลกรัม วินาที แอมแปร์ เคลวิน และเทียน) ของระบบหน่วยในทางปฏิบัติ ระบบนี้มีพื้นฐานมาจากหน่วยพื้นฐาน 6 หน่วยที่ได้รับอนุมัติในปี พ.ศ. 2497 เรียกว่าระบบหน่วยสากล (International System of Units) หรือเรียกย่อว่า SI (ศรี-ตัวอักษรเริ่มต้นของชื่อภาษาฝรั่งเศส Systeme International di Unites) รายชื่อหน่วยพื้นฐานหกหน่วย เพิ่มเติมอีกสองหน่วย และรายการแรกของหน่วยอนุพันธ์ 27 หน่วยได้รับการอนุมัติ เช่นเดียวกับคำนำหน้าสำหรับการสร้างทวีคูณและมัลติเพิลย่อย
ในรัสเซีย GOST 8.417-2002 มีผลบังคับใช้ซึ่งกำหนดให้มีการใช้ SI ที่จำเป็น โดยจะแสดงหน่วยวัด ระบุชื่อภาษารัสเซียและชื่อสากล และกำหนดกฎเกณฑ์สำหรับการใช้งาน ตามกฎเหล่านี้ อนุญาตให้ใช้เฉพาะการกำหนดระหว่างประเทศในเอกสารระหว่างประเทศและในเครื่องชั่งเครื่องมือเท่านั้น ในเอกสารและสิ่งพิมพ์ภายใน คุณสามารถใช้การกำหนดระหว่างประเทศหรือรัสเซียก็ได้ (แต่ไม่ใช่ทั้งสองอย่างพร้อมกัน)
หน่วย SI พื้นฐานพร้อมตัวย่อในภาษารัสเซียและ ในตัวอักษรละตินจะได้รับในตาราง 9.1.
คำจำกัดความของหน่วยพื้นฐานตามมติของที่ประชุมใหญ่ว่าด้วยการชั่งตวงวัดมีดังต่อไปนี้
เมตรเท่ากับความยาวของเส้นทางที่แสงเดินทางในสุญญากาศเข้าไป
/299792458 D° lu วินาที
กิโลกรัมเท่ากับมวลกิโลกรัมต้นแบบสากล
ที่สองเท่ากับ 9192631770 คาบของการแผ่รังสีซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงระหว่างระดับไฮเปอร์ไฟน์สองระดับของสถานะพื้นของอะตอมซีเซียม-133
แอมแปร์เท่ากับความแรงของกระแสคงที่ ซึ่งเมื่อผ่านตัวนำตรงขนานกันสองตัวที่มีความยาวไม่สิ้นสุด และพื้นที่หน้าตัดวงกลมขนาดเล็กโดยประมาท ซึ่งอยู่ห่างจากกัน 1 เมตรในสุญญากาศ จะทำให้เกิดแรงอันตรกิริยาเท่ากัน ถึง 2-10-7 ในแต่ละส่วนของตัวนำยาว 1 ม. N.
เคลวินเท่ากับ 1/273.16 ของอุณหภูมิเทอร์โมไดนามิกส์ของจุดสามจุดของน้ำ
ตุ่นเท่ากับปริมาณสารในระบบที่มีปริมาณเท่ากัน องค์ประกอบโครงสร้างคาร์บอน-12 มีกี่อะตอม หนัก 0.012 กิโลกรัม
แคนเดลาเท่ากับความเข้มของการส่องสว่างในทิศทางที่กำหนดของแหล่งกำเนิดที่ปล่อยรังสีเอกรงค์เดียวด้วยความถี่ 540-10 12 เฮิรตซ์ ซึ่งมีความเข้มของการส่องสว่างอันมีพลังซึ่งในทิศทางนี้คือ 1/683 วัตต์/วินาที
ตารางที่ 9.1หน่วย SI พื้นฐาน
หน่วยอนุพัทธ์ของระบบหน่วยสากลถูกสร้างขึ้นโดยใช้สมการที่ง่ายที่สุดระหว่างปริมาณ โดยสัมประสิทธิ์ตัวเลขมีค่าเท่ากับหนึ่ง ใช่สำหรับ ความเร็วเชิงเส้นในฐานะสมการที่กำหนด คุณสามารถใช้นิพจน์สำหรับความเร็วของการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอได้ โวลต์ = ลิตร/ตัน
เมื่อพิจารณาความยาวของเส้นทางที่เดินทาง (เป็นเมตร) และเวลา t ในระหว่างที่เส้นทางนี้เดินทาง (เป็นวินาที) ความเร็วจะแสดงเป็นเมตรต่อวินาที (m/s) ดังนั้น หน่วย SI ของความเร็วจึงเป็น เมตรต่อวินาที -คือความเร็วของจุดที่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงและสม่ำเสมอ ณ จุดนั้น ณ เวลานั้น ทีเคลื่อนที่ได้ไกล 1 เมตร
หากสมการที่กำหนดมีค่าสัมประสิทธิ์ตัวเลขเพื่อสร้างหน่วยอนุพัทธ์ควรแทนที่ค่าตัวเลขของปริมาณเริ่มต้นดังกล่าวไปทางด้านขวาของสมการเพื่อให้ค่าตัวเลขของหน่วยอนุพันธ์ที่ถูกกำหนดมีค่าเท่ากับหนึ่ง .
คอนโซลสามารถใช้นำหน้าชื่อหน่วยวัดได้ หมายความว่าหน่วยวัดจะต้องคูณหรือหารด้วยจำนวนเต็มจำนวนหนึ่งซึ่งก็คือ 10 เช่น คำนำหน้า "กิโล" หมายถึงคูณด้วย 1,000 (กิโลเมตร = 1,000 เมตร) คำนำหน้า SI เรียกอีกอย่างว่าคำนำหน้าทศนิยม
ในตาราง 9.2 จัดเตรียมปัจจัยและคำนำหน้าสำหรับการสร้างตัวคูณทศนิยมและตัวคูณย่อยและชื่อของมัน
ตารางที่ 9.2การก่อตัวของทวีคูณทศนิยม และโลบาร์ หน่วยวัด
10^-18_________________|atto _______________|____________ก ____________|_____________ก _____________
ควรคำนึงว่าเมื่อสร้างหน่วยพื้นที่และปริมาตรหลายหน่วยและหลายหน่วยย่อยโดยใช้คำนำหน้า การอ่านคู่อาจเกิดขึ้นได้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่เพิ่มคำนำหน้า ดังนั้นการกำหนดโดยย่อ I km 2 จึงสามารถตีความได้ว่าเป็นทั้ง 1 ตารางกิโลเมตรและ 1,000 ตารางเมตรซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่ใช่สิ่งเดียวกัน (1 ตารางกิโลเมตร = 1,000,000 ตารางเมตร) ตามกฎสากล หน่วยพื้นที่และปริมาตรหลายหน่วยและหลายหน่วยย่อยควรถูกสร้างขึ้นโดยการติดคำนำหน้าเข้ากับหน่วยเดิม ดังนั้น องศาจึงหมายถึงหน่วยที่ได้รับจากการแนบคำนำหน้า ดังนั้น 1 กม. 2 - 1 (กม.) -= (10 3 ม.) 2 = 10 6 ม. 2
หน่วยที่ได้รับได้มาจากพื้นฐานโดยใช้การดำเนินการทางพีชคณิตเช่นการคูณและการหาร หน่วยอนุพัทธ์บางหน่วยในระบบ SI จะได้รับชื่อเป็นของตัวเอง
ปริมาณทางกายภาพ ขึ้นอยู่กับความหลากหลายของขนาดที่สามารถมีได้เมื่อเปลี่ยนแปลงในช่วงที่จำกัด จะแบ่งออกเป็นแบบต่อเนื่อง (แอนะล็อก) และแบบปริมาณ (แยกกัน) ตามขนาด (ระดับ)
ปริมาณอะนาล็อกสามารถมีจำนวนขนาดได้ไม่จำกัดภายในช่วงที่กำหนด นี่คือจำนวนปริมาณทางกายภาพที่มีอย่างท่วมท้น (แรงดัน กระแส อุณหภูมิ ความยาว ฯลฯ) ปริมาณเชิงปริมาณจะมีชุดขนาดที่นับได้เพียงชุดเดียวในช่วงที่กำหนด ตัวอย่างของปริมาณดังกล่าวอาจเป็นประจุไฟฟ้าขนาดเล็ก ซึ่งขนาดจะพิจารณาจากจำนวนประจุอิเล็กตรอนที่รวมอยู่ในนั้น ขนาดของปริมาณเชิงปริมาณสามารถสอดคล้องกับระดับบางระดับเท่านั้น - ระดับเชิงปริมาณ ความแตกต่างระหว่างสองระดับควอนตัมที่อยู่ติดกันเรียกว่าระดับควอนตัม (ควอนตัม) ค่าของปริมาณอะนาล็อกถูกกำหนดโดยการวัดโดยมีข้อผิดพลาดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ปริมาณเชิงปริมาณสามารถกำหนดได้โดยการนับควอนตัมหากค่าคงที่
ปริมาณทางกายภาพสามารถคงที่หรือแปรผันตามเวลาได้ เมื่อวัดปริมาณคงที่เวลา การระบุค่าที่เกิดขึ้นในขณะนั้นค่าใดค่าหนึ่งก็เพียงพอแล้ว ปริมาณที่แปรผันตามเวลาสามารถมีลักษณะการเปลี่ยนแปลงแบบกึ่งกำหนดหรือแบบสุ่มได้ ปริมาณทางกายภาพที่กำหนดกึ่งกำหนดคือปริมาณที่ทราบประเภทของการขึ้นอยู่กับเวลา แต่ไม่ทราบพารามิเตอร์ที่วัดได้ของการพึ่งพานี้ ปริมาณทางกายภาพแบบสุ่มคือปริมาณที่ขนาดเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มเมื่อเวลาผ่านไป ในกรณีพิเศษของปริมาณที่แปรผันตามเวลา เราสามารถแยกแยะปริมาณเวลาที่ไม่ต่อเนื่องได้ เช่น ปริมาณที่มีขนาดแตกต่างจากศูนย์เฉพาะบางจุดของเวลาเท่านั้น
ปริมาณทางกายภาพแบ่งออกเป็นแบบแอคทีฟและแบบพาสซีฟ ปริมาณที่ใช้งานอยู่ (เช่น แรงทางกล แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า) สามารถสร้างสัญญาณข้อมูลการวัดโดยไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานเสริม ปริมาณแบบพาสซีฟ (เช่น มวล ความต้านทานไฟฟ้า ตัวเหนี่ยวนำ) เองก็ไม่สามารถทำได้
สร้างสัญญาณข้อมูลการวัด ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องเปิดใช้งานโดยใช้แหล่งพลังงานเสริมเช่นเมื่อวัดความต้านทานของตัวต้านทานกระแสจะต้องไหลผ่าน ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการศึกษา พวกเขาพูดถึงปริมาณไฟฟ้า แม่เหล็ก หรือไม่ใช่ไฟฟ้า
ปริมาณทางกายภาพซึ่งตามคำนิยามแล้ว กำหนดค่าตัวเลขให้เท่ากับ 1 เรียกว่าหน่วยของปริมาณทางกายภาพ ขนาดของหน่วยของปริมาณทางกายภาพสามารถเป็นขนาดใดก็ได้ อย่างไรก็ตาม การวัดจะต้องทำในหน่วยที่ยอมรับโดยทั่วไป ความเหมือนกันของหน่วยในระดับสากลนั้นกำหนดขึ้นโดยข้อตกลงระหว่างประเทศ
ปริมาณทางกายภาพ
ปริมาณทางกายภาพ - ทรัพย์สินทางกายภาพวัตถุทางวัตถุ ปรากฏการณ์ทางกายภาพ กระบวนการที่สามารถระบุลักษณะเชิงปริมาณได้
ค่าปริมาณทางกายภาพ- ตัวเลขตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป (ในกรณีของปริมาณทางกายภาพของเทนเซอร์) ที่แสดงลักษณะปริมาณทางกายภาพนี้ ซึ่งระบุหน่วยการวัดตามที่ได้รับ
ขนาดของปริมาณทางกายภาพ- ความหมายของตัวเลขที่ปรากฏ ค่าปริมาณทางกายภาพ.
ตัวอย่างเช่น รถยนต์สามารถกำหนดลักษณะได้โดยใช้สิ่งนี้ ปริมาณทางกายภาพเหมือนมวล ในเวลาเดียวกัน ความหมายของปริมาณทางกายภาพนี้จะเป็น เช่น 1 ตัน และ ขนาด- หมายเลข 1 หรือ ความหมายจะเป็น 1,000 กิโลกรัมและ ขนาด- หมายเลข 1,000 รถคันเดียวกันสามารถระบุได้โดยใช้อีกคัน ปริมาณทางกายภาพ- ความเร็ว. ในเวลาเดียวกัน ความหมายของปริมาณทางกายภาพนี้จะเป็น เช่น เวกเตอร์ที่มีทิศทางที่แน่นอน 100 กม./ชม. และ ขนาด- หมายเลข 100
มิติของปริมาณทางกายภาพ- หน่วยวัดที่ปรากฎใน ค่าปริมาณทางกายภาพ- ตามกฎแล้ว ปริมาณทางกายภาพมีมิติที่แตกต่างกันมากมาย เช่น ความยาว - นาโนเมตร มิลลิเมตร เซนติเมตร เมตร กิโลเมตร ไมล์ นิ้ว พาร์เซก ปีแสง เป็นต้น หน่วยการวัดบางส่วนเหล่านี้ (โดยไม่คำนึงถึง ตัวประกอบทศนิยม) สามารถเข้าได้ ระบบต่างๆหน่วยทางกายภาพ - SI, GHS ฯลฯ
บ่อยครั้งที่ปริมาณทางกายภาพสามารถแสดงในรูปของปริมาณทางกายภาพพื้นฐานอื่นๆ ได้ (ตัวอย่างเช่น แรงสามารถแสดงในรูปของมวลของร่างกายและความเร่งของมัน) ซึ่งหมายความว่า ตามมิติปริมาณทางกายภาพดังกล่าวสามารถแสดงผ่านมิติของปริมาณทั่วไปเหล่านี้ได้ (มิติของแรงสามารถแสดงเป็นมิติของมวลและความเร่งได้) (บ่อยครั้ง การแสดงมิติของปริมาณทางกายภาพบางอย่างผ่านมิติของปริมาณทางกายภาพอื่น ๆ นั้นเป็นงานที่เป็นอิสระ ซึ่งในบางกรณีก็มีความหมายและวัตถุประสงค์ในตัวเอง)ขนาดของปริมาณทั่วไปดังกล่าวมักมีอยู่แล้ว หน่วยพื้นฐานระบบหน่วยกายภาพหนึ่งหรืออีกระบบหนึ่ง นั่นคือ ระบบที่ไม่ได้แสดงออกผ่านหน่วยอื่นอีกต่อไป ทั่วไปยิ่งขึ้นปริมาณ
ตัวอย่าง.
ถ้ากำลังของปริมาณทางกายภาพเขียนเป็น
ว- นี่คือคำย่อ หนึ่งในหน่วยวัดปริมาณทางกายภาพนี้ (วัตต์) ลิเทรา ถึงคือการกำหนดระบบหน่วยสากล (SI) สำหรับตัวประกอบทศนิยม "กิโล"
ปริมาณทางกายภาพที่มีมิติและไม่มีมิติ
- ปริมาณทางกายภาพเชิงมิติ- ปริมาณทางกายภาพ เพื่อกำหนดค่าที่จำเป็นในการใช้หน่วยวัดปริมาณทางกายภาพนี้ ปริมาณทางกายภาพส่วนใหญ่เป็นมิติ
- ปริมาณทางกายภาพที่ไร้มิติ- ปริมาณทางกายภาพ เพื่อกำหนดมูลค่าที่เพียงพอเพียงเพื่อระบุขนาดของมันเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสัมพัทธ์คือปริมาณทางกายภาพที่ไม่มีมิติ
ปริมาณทางกายภาพแบบเติมและไม่เติม
- ปริมาณทางกายภาพของสารเติมแต่ง- ปริมาณทางกายภาพ ความหมายที่แตกต่างกันซึ่งสามารถบวกคูณด้วยสัมประสิทธิ์ตัวเลขหารด้วยกัน ตัวอย่างเช่น มวลปริมาณทางกายภาพคือปริมาณทางกายภาพแบบบวก
- ปริมาณทางกายภาพที่ไม่ใช่สารเติมแต่ง- ปริมาณทางกายภาพที่ผลบวกคูณด้วยสัมประสิทธิ์ตัวเลขหรือหารกันไม่มีความหมาย ความหมายทางกายภาพ- ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิปริมาณทางกายภาพเป็นปริมาณทางกายภาพที่ไม่บวก
ปริมาณทางกายภาพที่กว้างขวางและเข้มข้น
เรียกว่าปริมาณทางกายภาพ
- กว้างขวางหากขนาดของค่าคือผลรวมของค่าของปริมาณทางกายภาพนี้สำหรับระบบย่อยที่ประกอบเป็นระบบ (เช่นปริมาตรน้ำหนัก)
- เข้มข้นหากขนาดของค่าไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของระบบ (เช่น อุณหภูมิ ความดัน)
ปริมาณทางกายภาพบางอย่าง เช่น โมเมนตัมเชิงมุม พื้นที่ แรง ความยาว เวลา ไม่ได้ครอบคลุมหรือเข้มข้น
ปริมาณที่ได้มาจากปริมาณที่มากบางส่วน:
- เฉพาะเจาะจงปริมาณ คือ ปริมาณหารด้วยมวล (เช่น ปริมาตรจำเพาะ)
- ฟันกรามปริมาณคือปริมาณหารด้วยปริมาณของสาร (เช่น ปริมาตรโมล)
ปริมาณสเกลาร์ เวกเตอร์ ปริมาณเทนเซอร์
ในกรณีทั่วไปที่สุดเราสามารถพูดได้ว่าปริมาณทางกายภาพสามารถแทนได้ด้วยเทนเซอร์ในระดับหนึ่ง (วาเลนซ์)
ระบบหน่วยของปริมาณทางกายภาพ
ระบบหน่วยของปริมาณทางกายภาพคือชุดของหน่วยการวัดปริมาณทางกายภาพ ซึ่งมีจำนวนหน่วยวัดที่เรียกว่าพื้นฐานจำนวนหนึ่ง และหน่วยการวัดที่เหลือสามารถแสดงผ่านหน่วยพื้นฐานเหล่านี้ได้ ตัวอย่างของระบบหน่วยกายภาพ ได้แก่ ระบบหน่วยสากล (SI), GHS
สัญลักษณ์ของปริมาณทางกายภาพ
วรรณกรรม
- ริงกิตมาเลเซีย 29-99มาตรวิทยา ข้อกำหนดและคำจำกัดความพื้นฐาน
- เบอร์ดัน จี.ดี., บาซาคุตซา วี.เอ. หน่วยของปริมาณทางกายภาพ- - คาร์คอฟ: โรงเรียนวิชชา, .