Ремонт Дизайн Мебель

Единицы измерения физ величин. Физические величины. Термодинамическая шкала температуры

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ГОСТ 8.417-81

(СТ СЭВ 1052-78)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ Ю.В. Тарбеев ,д-р техн. наук; К.П. Широков ,д-р техн. наук; П.Н. Селиванов , канд. техн. наук; Н.А. Ерюхина ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам Член Госстандарта Л.К. Исаев УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 марта 1981 г. № 1449

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Государственная система обеспечения единства измерений

ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

State system for ensuring the uniformity of measurements.

Units of physical quantities

ГОСТ

8.417-81

(СТ СЭВ 1052-78 )

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 марта 1981 г. № 1449 срок введения установлен

с 01.01 1982 г.

Настоящий стандарт устанавливает единицы физических величин (далее - единицы), применяемые в СССР, их наименования, обозначения и правила применения этих единиц Стандарт не распространяется на единицы, применяемые в научных исследованиях и при публикациях их результатов, если в них не рассматривают и не используют результаты измерений конкретных физических величин, а также на единицы величин, оцениваемых по условным шкалам*. * Под условными шкалами понимаются, например, шкалы твердости Роквелла и Виккерса, светочувствительности фотоматериалов. Стандарт соответствует СТ СЭВ 1052-78 в части общих положений, единиц Международной системы, единиц, не входящих в СИ, правил образования десятичных кратных и дольных единиц, а также их наименований и обозначений, правил написания обозначений единиц, правил образования когерентных производных единиц СИ (см. справочное приложение 4).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Подлежат обязательному применению единицы Международной системы единиц*, а также десятичные кратные и дольные от них (см. разд. 2 настоящего стандарта). * Международная система единиц (международное сокращенное наименование - SI , в русской транскрипции - СИ), принята в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) и уточнена на последующих ГКМВ. 1.2. Допускается применять наравне с единицами по п. 1.1 единицы, не входящие в СИ, в соответствии с пп. 3.1 и 3.2 , их сочетания с единицами СИ, а также некоторые нашедшие широкое применение на практике десятичные кратные и дольные от вышеперечисленных единиц. 1.3. Временно допускается применять наравне с единицами по п. 1.1 единицы, не входящие в СИ, в соответствии с п. 3.3, а также некоторые, получившие распространение на практике кратные и дольные от них, сочетания этих единиц с единицами СИ, десятичными кратными и дольными от них и с единицами по п. 3.1. 1.4. Во вновь разрабатываемой или пересматриваемой документации, а также публикациях значения величин должны выражаться в единицах СИ, десятичных кратных и дольных от них и (или) в единицах, допускаемых к применению в соответствии с п. 1.2. Допускается также в указанной документации применять единицы по п. 3.3, срок изъятия которых будет установлен в соответствии с международными соглашениями. 1.5. Во вновь утверждаемой нормативно-технической документации на средства измерений должна предусматриваться их градуировка в единицах СИ, десятичных кратных и дольных от них или в единицах, допускаемых к применению в соответствии с п. 1.2. 1.6. Вновь разрабатываемая нормативно-техническая документация по методам и средствам поверки должна предусматривать поверку средств измерений, проградуированных во вновь вводимых единицах. 1.7. Единицы СИ, установленные настоящим стандартом, и единицы, допускаемые к применению пп. 3.1 и 3.2, должны применяться в учебных процессах всех учебных заведений, в учебниках и учебных пособиях. 1.8. Пересмотр нормативно-технической, конструкторской, технологической и другой технической документации, в которой применяются единицы, не предусмотренные настоящим стандартом, а также приведение в соответствие с пп. 1.1 и 1.2 настоящего стандарта средств измерений, градуированных в единицах, подлежащих изъятию, осуществляют в соответствии с п. 3.4 настоящего стандарта. 1.9. При договорно-правовых отношениях по сотрудничеству с зарубежными странами, при участии в деятельности международных организаций, а также в поставляемой за границу вместе с экспортной продукцией (включая транспортную и потребительскую тару) технической и другой документации, применяют международные обозначения единиц. В документации на экспортную продукцию, если эта документация не отправляется за границу, допускается применять русские обозначения единиц. (Новая редакция, Изм. № 1). 1.10. В нормативно-технической конструкторской, технологической и другой технической документации на различные виды изделий и продукции, используемые только в СССР, применяют предпочтительно русские обозначения единиц. При этом независимо от того, какие обозначения единиц использованы в документации на средства измерений при указании единиц физических величин на табличках, шкалах и щитках этих средств измерений применяют международные обозначения единиц. (Новая редакция, Изм. № 2). 1.11. В печатных изданиях допускается применять либо международные, либо русские обозначения единиц. Одновременно применение обоих видов обозначений в одном и том же издании не допускается, за исключением публикаций по единицам физических величин.

2. ЕДИНИЦЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЫ

2.1. Основные единицы СИ приведены в табл. 1.

Таблица 1

Величина

Наименование

Размерность

Наименование

Обозначение

Определение

международное

Длина Метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299792458 S [ XVII ГКМВ (1983 г.), Резолюция 1].
Масса

килограмм

Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма [ I ГКМВ (1889 г.) и III ГКМВ (1901 г)]
Время Секунда есть время, равное 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 [ XIII ГКМВ (1967 г.), Резолюция 1]
Сила электрического тока Ампер есть сила равная силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 m один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 m силу взаимодействия, равную 2 × 10 -7 N [МКМВ (1946 г.), Резолюция 2, одобренная IX ГКМВ (1948 г.)]
Термодинамическая температура Кельвин есть единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды [Х III ГКМВ (1967 г.), Резолюция 4]
Количество вещества Моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 kg . При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц [ XIV ГКМВ (1971 г.), Резолюция 3]
Сила света Кандела есть сила, равная силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 × 10 12 Hz , энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 W / sr [ XVI ГКМВ (1979 г.), Резолюция 3]
Примечания: 1. Кроме температуры Кельвина (обозначение Т ) допускается применять также температуру Цельсия (обозначение t ), определяемую выражением t = T - Т 0 , где Т 0 = 273,15 К, по определению. Температура Кельвина выражается в Кельвинах, температура Цельсия - в градусах Цельсия (обозначение международное и русское °С). По размеру градус Цельсия равен кельвину. 2. Интервал или разность температур Кельвина выражают в кельвинах. Интервал или разность температур Цельсия допускается выражать как в кельвинах, так и в градусах Цельсия. 3. Обозначение Международной практической температуры в Международной практической температурной шкале 1968 г., если ее необходимо отличить от термодинамической температуры, образуется путем добавления к обозначению термодинамической, температуры индекса «68» (например, Т 68 или t 68). 4. Единство световых измерений обеспечивается в соответствии с ГОСТ 8.023-83.
(Измененная редакция, Изм. № 2, 3). 2.2. Дополнительные единицы СИ приведены в табл. 2.

Таблица 2

Наименование величины

Наименование

Обозначение

Определение

международное

Плоский угол Радиан есть угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу
Телесный угол

стерадиан

Стерадиан есть телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы
(Измененная редакция, Изм. № 3). 2.3. Производные единицы СИ следует образовывать из основных и дополнительных единиц СИ по правилам образования когерентных производных единиц (см. обязательное приложение 1). Производные единицы СИ, имеющие специальные наименования, также могут быть использованы для образования других производных единиц СИ. Производные единицы, имеющие специальные наименования, и примеры других производных единиц приведены в табл. 3 - 5. Примечание. Электрические и магнитные единицы СИ следует образовывать в соответствии с рационализованной формой уравнений электромагнитного поля.

Таблица 3

Примеры производных единиц СИ, наименования которых образованы из наименований основных и дополнительных единиц

Величина

Наименование

Размерность

Наименование

Обозначение

международное

Площадь

квадратный метр

Объем, вместимость

кубический метр

Скорость

метр в секунду

Угловая скорость

радиан в секунду

Ускорение

метр на секунду в квадрате

Угловое ускорение

радиан на секунду в квадрате

Волновое число

метр в минус первой степени

Плотность

килограмм на кубический метр

Удельный объем

кубический метр на килограмм

ампер на квадратный метр

ампер на метр

Молярная концентрация

моль на кубический метр

Поток ионизирующих частиц

секунда в минус первой степени

Плотность потока частиц

секунда в минус первой степени - метр в минус второй степени

Яркость

кандела на квадратный метр

Таблица 4

Производные единицы СИ, имеющие специальные наименования

Величина

Наименование

Размерность

Наименование

Обозначение

Выражение через основные и дополнительные, единицы СИ

международное

Частота
Сила, вес
Давление, механическое напряжение, модуль упругости
Энергия, работа, количество теплоты

m 2 × kg × s -2

Мощность, поток энергии

m 2 × kg × s -3

Электрический заряд (количество электричества)
Электрическое напряжение, электрический потенциал, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила

m 2 × kg × s -3 × A -1

Электрическая емкость

L -2 M -1 T 4 I 2

m -2 × kg -1 × s 4 × A 2

m 2 × kg × s -3 × A -2

Электрическая проводимость

L -2 M -1 T 3 I 2

m -2 × kg -1 × s 3 × A 2

Поток магнитной индукции, магнитный поток

m 2 × kg × s -2 × A -1

Плотность магнитного потока, магнитная индукция

kg × s -2 × A -1

Индуктивность, взаимная индуктивность

m 2 × kg × s -2 × A -2

Световой поток
Освещенность

m -2 × cd × sr

Активность нуклида в радиоактивном источнике (активность радионуклида)

беккерель

Поглощенная доза излучения, керма, показатель поглощенной дозы (поглощенная доза ионизирующего излучения)
Эквивалентная доза излучения
(Измененная редакция, Изм. № 3).

Таблица 5

Примеры производных единиц СИ, наименования которых образованы с использованием специальных наименований, приведенных в табл. 4

Величина

Наименование

Размерность

Наименование

Обозначение

Выражение через основные и дополнительные единицы СИ

международное

Момент силы

ньютон-метр

m 2 × kg × s -2

Поверхностное натяжение

Ньютон на метр

Динамическая вязкость

паскаль-секунда

m -1 × kg × s -1

кулон на кубический метр

Электрическое смещение

кулон на квадратный метр

вольт на метр

m × kg × s -3 × A -1

Абсолютная диэлектрическая проницаемость

L -3 M -1 × T 4 I 2

фарад на метр

m -3 × kg -1 × s 4 × A 2

Абсолютная магнитная проницаемость

генри на метр

m × kg × s -2 × A -2

Удельная энергия

джоуль на килограмм

Теплоемкость системы, энтропия системы

джоуль на кельвин

m 2 × kg × s -2 × K -1

Удельная теплоемкость, удельная энтропия

джоуль на килограмм-кельвин

Дж/(кг × К)

m 2 × s -2 × K -1

Поверхностная плотность потока энергии

ватт на квадратный метр

Теплопроводность

ватт на метр-кельвнн

m × kg × s -3 × K -1

джоуль на моль

m 2 × kg × s -2 × mol -1

Молярная энтропия, молярная теплоемкость

L 2 MT -2 q -1 N -1

джоуль на моль-кельвин

Дж/(моль × К)

m 2 × kg × s -2 × K -1 × mol -1

ватт на стерадиан

m 2 × kg × s -3 × sr -1

Экспозиционная доза (рентгеновского и гамма-излучения)

кулон на килограмм

Мощность поглощенной дозы

грэй в секунду

3. ЕДИНИЦЫ, НЕ ВХОДЯЩИЕ В СИ

3.1. Единицы, перечисленные в табл. 6 , допускаются к применению без ограничения срока наравне с единицами СИ. 3.2. Без ограничения срока допускается применять относительные и логарифмические единицы за исключением единицы непер (см. п. 3.3). 3.3. Единицы, приведенные в табл. 7 , временно допускается применять до принятия по ним соответствующих международных решений. 3.4. Единицы, соотношения которых с единицами СИ даны в справочном приложении 2 , изымаются из обращения в сроки, предусмотренные программами мероприятий по переходу на единицы СИ, разработанными в соответствии с РД 50-160-79 . 3.5. В обоснованных случаях в отраслях народного хозяйства допускается применение единиц, не предусмотренных настоящим стандартом, путем введения их в отраслевые стандарты по согласованию с Госстандартом.

Таблица 6

Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ

Наименование величины

Примечание

Наименование

Обозначение

Соотношение с единицей СИ

международное

Масса

атомная единица массы

1,66057 × 10 -27 × kg (приблизительно)

Время 1

86400 s

Плоский угол

(p /180) rad = 1,745329… × 10 -2 × rad

(p /10800) rad = 2,908882… × 10 -4 rad

(p /648000) rad = 4,848137…10 -6 rad

Объем, вместимость
Длина

астрономическая единица

1,49598 × 10 11 m (приблизительно)

световой год

9,4605 × 10 15 m (приблизительно)

3,0857 × 10 16 m (приблизительно)

Оптическая сила

диоптрия

Площадь
Энергия

электрон-вольт

1,60219 × 10 -19 J (приблизительно)

Полная мощность

вольт-ампер

Реактивная мощность
Механическое напряжение

ньютон на квадратный миллиметр

1 Допускается также применять другие единицы, получившие широкое распространение, например неделя, месяц, год, век, тысячелетие и т.п. 2 Допускается применять наименование «гон» 3 Не рекомендуется применять при точных измерениях. При возможности смещения обозначения l с цифрой 1 допускается обозначение L . Примечание. Единицы времени (минуту, час, сутки), плоского угла (градус, минуту, секунду), астрономическую единицу, световой год, диоптрию и атомную единицу массы не допускается применять с приставками
(Измененная редакция, Изм. № 3).

Таблица 7

Единицы, временно допускаемые к применению

Наименование величины

Примечание

Наименование

Обозначение

Соотношение с единицей СИ

международное

Длина

морская миля

1852 m (точно)

В морской навигации

Ускорение

В гравиметрии

Масса

2 × 10 -4 kg (точно)

Для драгоценных камней и жемчуга

Линейная плотность

10 -6 kg / m (точно)

В текстильной промышленности

Скорость

В морской навигации

Частота вращения

оборот в секунду

оборот в минуту

1/60 s -1 = 0,016(6) s -1

Давление
Натуральный логарифм безразмерного отношения физической величины к одноименной физической величине, принимаемой за исходную

1 Np = 0,8686…В = = 8,686… dB

(Измененная редакция, Изм. № 3).

4. ПРАВИЛА ОБРАЗОВАНИЯ ДЕСЯТИЧНЫХ КРАТНЫХ И ДОЛЬНЫХ ЕДИНИЦ, А ТАКЖЕ ИХ НАИМЕНОВАНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

4.1. Десятичные кратные и дольные единицы, а также их наименования и обозначения следует образовывать с помощью множителей и приставок, приведенных в табл. 8.

Таблица 8

Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименований

Множитель

Приставка

Обозначение приставки

Множитель

Приставка

Обозначение приставки

международное

международное

4.2. Присоединение к наименованию единицы двух или более приставок подряд не допускается. Например, вместо наименования единицы микромикрофарад следует писать пикофарад. Примечания: 1 В связи с тем, что наименование основной единицы - килограмм содержит приставку «кило», для образования кратных и дольных единиц массы используется дольная единица грамм (0,001 kg , кг), и приставки надо присоединять к слову «грамм», например, миллиграмм (mg , мг) вместо микрокилограмм (m kg , мккг). 2. Дольную единицу массы - «грамм» допускается применять и без присоединения приставки. 4.3. Приставку или ее обозначение следует писать слитно с наименованием единицы, к которой она присоединяется, или соответственно, с ее обозначением. 4.4. Если единица образована как произведение или отношение единиц, приставку следует присоединять к наименованию первой единицы, входящей в произведение или в отношение. Допускается применять приставку во втором множителе произведения или в знаменателе лишь в обоснованных случаях, когда такие единицы широко распространены и переход к единицам, образованным в соответствии с первой частью пункта, связан с большими трудностями, например: тонна-километр (t × km ; т × км), ватт на квадратный сантиметр (W / cm 2 ; Вт/см 2), вольт на сантиметр (V / cm ; В/см), ампер на квадратный миллиметр (A / mm 2 ; А/мм 2). 4.5. Наименования кратных и дольных единиц от единицы, возведенной в степень, следует образовывать путем присоединения приставки к наименованию исходной единицы, например, для образования наименований кратной или дольной единицы от единицы площади - квадратного метра, представляющей собой вторую степень единицы длины - метра, приставку следует присоединять к наименованию этой последней единицы: квадратный километр, квадратный сантиметр и т.д. 4.6. Обозначения кратных и дольных единиц от единицы, возведенной в степень, следует образовывать добавлением соответствующего показателя степени к обозначению кратной или дольной от этой единицы, причем показатель означает возведение в степень кратной или дольной единицы (вместе с приставкой). Примеры: 1. 5 km 2 = 5(10 3 m) 2 = 5 × 10 6 m 2 . 2. 250 cm 3 /s = 250(10 -2 m) 3 /(1 s) = 250 × 10 -6 m 3 /s. 3. 0,002 cm -1 = 0,002(10 -2 m) -1 = 0,002 × 100 m -1 = 0,2 m -1 . 4.7. Рекомендации по выбору десятичных кратных и дольных единиц приведены в справочном приложении 3.

5. ПРАВИЛА НАПИСАНИЯ ОБОЗНАЧЕНИЙ ЕДИНИЦ

5.1. Для написания значений величин следует применять обозначения единиц буквами или специальными знаками (…°,… ¢ ,… ¢ ¢), причем устанавливаются два вида буквенных обозначений: международные (с использованием букв латинского или греческого алфавита) и русские (с использованием букв русского алфавита). Устанавливаемые стандартом обозначения единиц приведены в табл. 1 - 7 . Международные и русские обозначения относительных и логарифмических единиц следующие: процент (%), промилле (о / оо), миллионная доля (рр m , млн -1), бел (В, Б), децибел (dB , дБ), октава (-, окт), декада (-, дек), фон (phon , фон). 5.2. Буквенные обозначения единиц должны печататься прямым шрифтом. В обозначениях единиц точку как знак сокращения не ставят. 5.3. Обозначения единиц следует применять после числовых: значений величин и помещать в строку с ними (без переноса на следующую строку). Между последней цифрой числа и обозначением единицы следует оставлять пробел, равный минимальному расстоянию между словами, которое определено для каждого типа и размера шрифта по ГОСТ 2.304-81. Исключения составляют обозначения в виде знака, поднятого над строкой (п. 5.1), перед которыми пробела не оставляют. (Измененная редакция, Изм. № 3). 5.4. При наличии десятичной дроби в числовом значении величины обозначение единицы следует помещать после всех цифр. 5.5. При указании значений величин с предельными отклонениями следует заключать числовые значения с предельными отклонениями в скобки и обозначения единицы помешать после скобок или проставлять обозначения единиц после числового значения величины и после ее предельного отклонения. 5.6. Допускается применять обозначения единиц в заголовках граф и в наименованиях строк (боковиках) таблиц. Примеры:

Номинальный расход. m 3 / h

Верхний предел показаний, m 3

Цена деления крайнего правого ролика, m 3 , не более

100, 160, 250, 400, 600 и 1000

2500, 4000, 6000 и 10000

Тяговая мощность, kW
Габаритные размеры, mm:
длина
ширина
высота
Колея, mm
Просвет, mm
5.7. Допускается применять обозначения единиц в пояснениях обозначений величин к формулам. Помещение обозначений единиц в одной строке с формулами, выражающими зависимости между величинами или между их числовыми значениями, представленными в буквенной форме, не допускается. 5.8. Буквенные обозначения единиц, входящих в произведение, следует отделять точками на средней линии, как знаками умножения*. * В машинописных текстах допускается точку не поднимать. Допускается буквенные обозначения единиц, входящих в произведение, отделять пробелами, если это не приводит к недоразумению. 5.9. В буквенных обозначениях отношений единиц в качестве знака деления должна применяться только одна черта: косая или горизонтальная. Допускается применять обозначения единиц в виде произведения обозначений единиц, возведенных в степени (положительные и отрицательные)**. ** Если для одной из единиц, входящих в отношение, установлено обозначение в виде отрицательной степени (например s -1 , m -1 , К -1 ; c -1 , м -1 , К -1), применять косую или горизонтальную черту не допускается. 5.10. При применении косой черты обозначения единиц в числителе и знаменателе следует помещать в строку, произведение обозначений единиц в знаменателе следует заключать в скобки. 5.11. При указании производной единицы, состоящей из двух и более единиц, не допускается комбинировать буквенные обозначения и наименования единиц, т.е. для одних единиц приводить обозначения, а для других - наименования. Примечание. Допускается применять сочетания специальных знаков…°,… ¢ ,… ¢ ¢ , % и о / оо с буквенными обозначениями единиц, например…°/ s и т. д.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ПРАВИЛА ОБРАЗОВАНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ЕДИНИЦ СИ

Когерентные производные единицы (далее - производные единицы) Международной системы, как правило, образуют при помощи простейших уравнений связи между величинами (определяющих уравнений), в которых числовые коэффициенты равны 1. Для образования производных единиц величины в уравнениях связи принимают равными единицам СИ. Пример. Единицу скорости образуют с помощью уравнения, определяющего скорость прямолинейно и равномерно движущейся точки

v = s/t ,

Где v - скорость; s - длина пройденного пути; t - время движения точки. Подстановка вместо s и t их единиц СИ дает

[v ] = [s ]/[t ] = 1 m/s.

Следовательно, единицей скорости СИ является метр в секунду. Он равен скорости прямолинейно и равномерно движущейся точки, при которой эта точка за время 1 s перемещается на расстояние 1 m . Если уравнение связи содержит числовой коэффициент, отличный от 1, то для образования когерентной производной единицы СИ в правую часть подставляют величины со значениями в единицах СИ, дающими после умножения на коэффициент общее числовое значение, равное числу 1. Пример. Если для образования единицы энергии используют уравнение

Где Е - кинетическая энергия; m - масса материальной точки; v - скорость движения точки, то когерентную единицу энергии СИ образуют, например, следующим образом:

Следовательно, единицей энергии СИ является джоуль (равный ньютон-метру). В приведенных примерах он равен кинетической энергии тела массой 2 kg , движущегося со скоростью 1 m / s , или же тела массой 1 kg , движущегося со скоростью

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

Соотношение некоторых внесистемных единиц с единицами СИ

Наименование величины

Примечание

Наименование

Обозначение

Соотношение с единицей СИ

международное

Длина

ангстрем

икс-единица

1,00206 × 10 -13 m (приблизительно)

Площадь
Масса
Телесный угол

квадратный градус

3,0462... × 10 -4 sr

Сила, вес

килограмм-сила

9,80665 N (точно)

килопонд

грамм-сила

9,83665 × 10 -3 N (точно)

тонна-сила

9806,65 N (точно)

Давление

килограмм-сила на квадратный сантиметр

98066,5 Ра (точно)

килопонд на квадратный сантиметр

миллиметр водяного столба

мм вод. ст.

9,80665 Ра (точно)

миллиметр ртутного столба

мм рт. ст.

Напряжение (механическое)

килограмм-сила на квадратный миллиметр

9,80665 × 10 6 Ра (точно)

килопонд на квадратный миллиметр

9,80665 × 10 6 Ра (точно)

Работа, энергия
Мощность

лошадиная сила

Динамическая вязкость
Кинематическая вязкость

ом-квадратный миллиметр на метр

Ом × мм 2 /м

Магнитный поток

максвелл

Магнитная индукция

гпльберт

(10/4 p) А = 0,795775…А

Напряженность магнитного поля

(10 3 / p) А/ m = 79,5775…А/ m

Количество теплоты, термодинамический потенциал (внутренняя энергия, энтальпия, изохорно-изотермический потенциал), теплота фазового превращения, теплота химической реакции

калория (межд.)

4,1858 J (точно)

калория термохимическая

4,1840 J (приблизительно)

калория 15-градусная

4,1855 J (приблизительно)

Поглощенная доза излучения
Эквивалентная доза излучения, показатель эквивалентной дозы
Экспозиционная доза фотонного излучения (экспозиционная доза гамма- и рентгеновского излучений)

2,58 × 10 -4 C / kg (точно)

Активность нуклида в радиоактивном источнике

3,700 × 10 10 Bq (точно)

Длина
Угол поворота

2 p rad = 6,28… rad

Магнитодвижущая сила, разность магнитных потенциалов

ампервиток

Яркость
Площадь
Измененная редакция, Изм. № 3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

1. Выбор десятичной кратной или дольной единицы от единицы СИ диктуется прежде всего удобством ее применения. Из многообразия кратных и дольных единиц, которые могут быть образованы при помощи приставок, выбирают единицу, приводящую к числовым значениям величины, приемлемым на практике. В принципе кратные и дольные единицы выбирают таким образом, чтобы числовые значения величины находились в диапазоне от 0,1 до 1000. 1.1. В некоторых случаях целесообразно применять одну и ту же кратную или дольную единицу, даже если числовые значения выходят за пределы диапазона от 0,1 до 1000, например, в таблицах числовых значений для одной величины или при сопоставлении этих значений в одном тексте. 1.2. В некоторых областях всегда используют одну и ту же кратную или дольную единицу. Например, в чертежах, применяемых в машиностроении, линейные размеры всегда выражают в миллиметрах. 2. В табл. 1 настоящего приложения приведены рекомендуемые для применения кратные и дольные единицы от единиц СИ. Представленные в табл. 1 кратные и дольные единицы от единиц СИ для данной физической величины не следует считать исчерпывающими, так как они могут не охватывать диапазоны физических величин в развивающихся и вновь возникающих областях науки и техники. Тем не менее, рекомендуемые кратные и дольные единицы от единиц СИ способствуют единообразию представления значений физических величин, относящихся к различным областям техники. В этой же таблице помещены также получившие широкое распространение на практике кратные и дольные единицы от единиц, применяемых наравне с единицами СИ. 3. Для величин, не охваченных табл. 1, следует использовать кратные и дольные единицы, выбранные в соответствии с п. 1 данного приложения. 4. Для снижения вероятности ошибок при расчетах десятичные кратные и дольные единицы рекомендуется подставлять только в конечный результат, а в процессе вычислений все величины выражать в единицах СИ, заменяя приставки степенями числа 10. 5. В табл. 2 настоящего приложения приведены получившие распространение единицы некоторых логарифмических величин.

Таблица 1

Наименование величины

Обозначения

единиц СИ

единиц, не входящих и СИ

кратных и дольных от единиц, не входящих в СИ

Часть I . Пространство и время

Плоский угол

rad ; рад (радиан)

m rad ; мкрад

... ° (градус)... (минута)..." (секунда)

Телесный угол

sr ; cp (стерадиан)

Длина

m ; м (метр)

… ° (градус)

… ¢ (минута)

… ² (секунда)

Площадь
Объем, вместимость

l (L); л (литр)

Время

s ; с (секунда)

d ; сут (сутки)

min ; мин (минута)

Скорость
Ускорение

m / s 2 ; м/с 2

Часть II . Периодические и связанные с ними явления

Hz ; Гц (герц)

Частота вращения

min -1 ; мин -1

Часть III . Механика

Масса

kg ; кг (килограмм)

t ; т (тонна)

Линейная плотность

kg / m ; кг/м

mg / m ; мг/м

или g / km ; г/км

Плотность

kg / m 3 ; кг/м 3

Mg / m 3 ; Мг/м 3

kg / dm 3 ; кг/дм 3

g / cm 3 ; г/см 3

t / m 3 ; т/м 3

или kg / l ; кг/л

g / ml ; г/мл

Количество движения

kg × m / s ; кг × м/с

Момент количества движения

kg × m 2 / s ; кг × м 2 /с

Момент инерции (динамический момент инерции)

kg × m 2 , кг × м 2

Сила, вес

N ; Н (ньютон)

Момент силы

N × m ; Н × м

MN × m ; МН × м

kN × m ; кН × м

mN × m ; мН × м

m N × m ; мкН × м

Давление

Ра; Па (паскаль)

m Ра; мкПа

Напряжение
Динамическая вязкость

Ра × s ; Па × с

mPa × s ; мПа × с

Кинематическая вязкость

m 2 / s ; м 2 /с

mm 2 / s ; мм 2 /с

Поверхностное натяжение

mN / m ; мН/м

Энергия, работа

J ; Дж (джоуль)

(электрон-вольт)

GeV ; ГэВ MeV ; МэВ keV ; кэВ

Мощность

W ; Вт (ватт)

Часть IV . Теплота

Температура

К; К (кельвин)

Температурный коэффициент
Теплота, количество теплоты
Тепловой поток
Теплопроводность
Коэффициент теплопередачи

Вт/(м 2 × К)

Теплоемкость

kJ / K ; кДж/К

Удельная теплоемкость

Дж/(кг × К)

kJ /(kg × К); кДж/(кг × К)

Энтропия

kJ / K ; кДж/К

Удельная энтропия

Дж/(кг × К)

kJ /(kg × K); кДж/(кг × К)

Удельное количество теплоты

J / kg ; Дж/кг

MJ / kg ; МДж/кг kJ / kg ; кДж/кг

Удельная теплота фазового превращения

J / kg ; Дж/кг

MJ / kg ; МДж/кг

kJ / kg ; кДж/кг

Часть V . Электричество и магнетизм

Электрический ток (сила электрического тока)

A; A (ампер)

Электрический заряд (количество электричества)

С; Кл (кулон)

Пространственная плотность электрического заряда

С/ m 3 ; Кл/м 3

C / mm 3 ; Кл/мм 3

МС/ m 3 ; МКл/м 3

С/с m 3 ; Кл/см 3

kC / m 3 ; кКл/м 3

m С/ m 3 ; мКл/м 3

m С/ m 3 ; мкКл/м 3

Поверхностная плотность электрического заряда

С/ m 2 , Кл/м 2

МС/ m 2 ; МКл/м 2

С/ mm 2 ; Кл/мм 2

С/с m 2 ; Кл/см 2

kC / m 2 ; кКл/м 2

m С/ m 2 ; мКл/м 2

m С/ m 2 ; мкКл/м 2

Напряженность электрического поля

MV / m ; МВ/м

kV / m ; кВ/м

V / mm ; В/мм

V / cm ; В/см

mV / m ; мВ/м

m V / m ; мкВ/м

Электрическое напряжение, электрический потенциал, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила

V , В (вольт)

Электрическое смещение

С/ m 2 ; Кл/м 2

С/с m 2 ; Кл/см 2

kC / cm 2 ; кКл/см 2

m С/ m 2 ; мКл/м 2

m С/ m 2 , мкКл/м 2

Поток электрического смещения
Электрическая емкость

F , Ф (фарад)

Абсолютная диэлектрическая проницаемость, электрическая постоянная

m F / m , мкФ/м

nF / m , нФ/м

pF / m , пФ/м

Поляризованность

С/ m 2 , Кл/м 2

С/с m 2 , Кл/см 2

kC / m 2 ; кКл/м 2

m С/ m 2 , мКл/м 2

m С/ m 2 ; мкКл/м 2

Электрический момент диполя

С × m , Кл × м

Плотность электрического тока

А/ m 2 , А/м 2

МА/ m 2 , МА/м 2

А/ mm 2 , А/мм 2

A /с m 2 , А/см 2

kA / m 2 , кА/м 2 ,

Линейная плотность электрического тока

kA / m ; кА/м

А/ mm ; А/мм

А/с m ; А/см

Напряженность магнитного поля

kA / m ; кА/м

A / mm ; А/мм

A / cm ; А/см

Магнитодвижущая сила, разность магнитных потенциалов
Магнитная индукция, плотность магнитного потока

Т; Тл (тесла)

Магнитный поток

Wb , Вб (вебер)

Магнитный векторный потенциал

Т × m ; Тл × м

kT × m ; кТл × м

Индуктивность, взаимная индуктивность

Н; Гн (генри)

Абсолютная магнитная проницаемость, магнитная постоянная

m Н/ m ; мкГн/м

nH / m ; нГн/м

Магнитный момент

А × m 2 ; А м 2

Намагниченность

kA / m ; кА/м

А/ mm ; А/мм

Магнитная поляризация
Электрическое сопротивление
Электрическая проводимость

S ; См (сименс)

Удельное электрическое сопротивление

W × m ; Ом × м

G W × m ; ГОм × м

М W × m ; МОм × м

k W × m ; кОм × м

W × cm ; Ом × см

m W × m ; мОм × м

m W × m ; мкОм × м

n W × m ; нОм × м

Удельная электрическая проводимость

MS / m ; МСм/м

kS / m ; кСм/м

Магнитное сопротивление
Магнитная проводимость
Полное сопротивление
Модуль полного сопротивления
Реактивное сопротивление
Активное сопротивление
Полная проводимость
Модуль полной проводимости
Реактивная проводимость
Активная проводимость
Активная мощность
Реактивная мощность
Полная мощность

V × A , В × А

Часть VI . Свет и связанные с ним электромагнитные излучения

Длина волны
Волновое число
Энергия излучения
Поток излучения, мощность излучения
Энергетическая сила света (сила излучения)

W / sr ; Вт/ср

Энергетическая яркость (лучистость)

W /(sr × m 2); Вт/(ср × м 2)

Энергетическая освещенность (облученность)

W / m 2 ; Вт/м 2

Энергетическая светимость (нзлучательность)

W / m 2 ; Вт/м 2

Сила света
Световой поток

lm ; лм (люмен)

Световая энергия

lm × s ; лм × с

lm × h; лм × ч

Яркость

cd / m 2 ; кд/м 2

Светимость

lm / m 2 ; лм/м 2

Освещенность

l х; лк (люкс)

Световая экспозиция

lx × s ; лк × с

Световой эквивалент потока излучения

lm / W ; лм/Вт

Часть VII . Акустика

Период
Частота периодического процесса
Длина волны
Звуковое давление

m Ра; мкПа

Скорость колебания частицы

mm / s ; мм/с

Объемная скорость

m 3 / s ; м 3 /с

Скорость звука
Поток звуковой энергии, звуковая мощность
Интенсивность звука

W / m 2 ; Вт/м 2

mW / m 2 ; мВт/м 2

m W / m 2 ; мкВт/м 2

pW / m 2 ; пВт/м 2

Удельное акустическое сопротивление

Pa × s / m ; Па × с/м

Акустическое сопротивление

Pa × s / m 3 ; Па × с/м 3

Механическое сопротивление

N × s / m ; Н × с/м

Эквивалентная площадь поглощения поверхностью или предметом
Время реверберации

Часть VIII Физическая химия и молекулярная физика

Количество вещества

mol ; моль (моль)

kmol ; кмоль

mmol ; ммоль

m mol ; мкмоль

Молярная масса

kg / mol ; кг/моль

g / mol ; г/моль

Молярный объем

m 3 / moi ; м 3 /моль

dm 3 / mol ; дм 3 /моль cm 3 / mol ; см 3 /моль

l / mol ; л/моль

Молярная внутренняя энергия

J / mol ; Дж/моль

kJ / mol ; кДж/моль

Молярная энтальпия

J / mol ; Дж/моль

kJ / mol ; кДж/моль

Химический потенциал

J / mol ; Дж/моль

kJ / mol ; кДж/моль

Химическое сродство

J / mol ; Дж/моль

kJ / mol ; кДж/моль

Молярная теплоемкость

J /(mol × K); Дж/(моль × К)

Молярная энтропия

J /(mol × K); Дж/(моль × К)

Молярная концентрация

mol / m 3 ; моль/м 3

kmol / m 3 ; кмоль/м 3

mol / dm 3 ; моль/дм 3

mol /1; моль/л

Удельная адсорбция

mol / kg ; моль/кг

mmol / kg ; ммоль/кг

Температуропроводность

M 2 / s ; м 2 /с

Часть IX . Ионизирующие излучения

Поглощенная доза излучения, керма, показатель поглощенной дозы (поглощенная доза ионизирующего излучения)

Gy ; Гр (грэй)

m G у; мкГр

Активность нуклида в радиоактивном источнике (активность радионуклида)

Bq ; Бк (беккерель)

(Измененная редакция, Изм. № 3).

Таблица 2

Наименование логарифмической величины

Обозначение единицы

Исходное значение величины

Уровень звукового давления
Уровень звуковой мощности
Уровень интенсивности звука
Разность уровней мощности
Усиление, ослабление
Коэффициент затухания

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Справочное

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ 8.417-81 СТ СЭВ 1052-78

1. Разделы 1 - 3 (пп. 3.1 и 3.2); 4, 5 и обязательное Приложение 1 к ГОСТ 8.417-81 соответствуют разделам 1 - 5 и приложению к СТ СЭВ 1052-78. 2. Справочное приложение 3 к ГОСТ 8.417-81 соответствует информационному приложению к СТ СЭВ 1052-78.

Для количественного описания различных свойств физических объектов, физических систем, явлений или процессов в РМГ 29-99 (Рекомендации по межгосударственной стандартизации) введено понятие величины .

Величина - это свойство, которое может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и количественно.

Величины делятся на идеальные иреальные.

Идеальные величины главным образом относятся к области математики и являются обобщением (моделью) конкретных реальных понятий. Они вычисляются тем или иным способом.

Реальные величины делятся на физические и нефизические .

Физическая величина в общем случае может быть определена как величина, свойственная некоторым материальным объектам (процессам, явлениям), изучаемым в естественных (физика, химия) и технических науках. К физической величине можно отнести массу, температуру, время, длину, напряжение, давление, скорость и др.

К нефизическим относятся величины, присущие общественным (нефизическим) наукам - философии, социологии, экономике и т.д. Нефизические величины, для которых единица измерения не может быть введена, могут быть только оценены. Примеры нефизических величин: оценка учащихся по 5-ти балльной шкале, число сотрудников в организации, цена товара, ставка налога и др. Оценивание нефизических величин не входит в задачи теоретической метрологии.

Физическая величина – одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них (качественная сторона определяет «род» величины, например, электрическое сопротивление как общее свойство проводников электричества, а количественная – ее «размер», например, сопротивление конкретного проводника).

Различают физические величины измеряемые и оцениваемые .

Измеряемые физические величины можно выразить количественно в виде определенного числа установленных единиц измерения.

Оцениваемые физические величины – величины, для которых по каким-либо причинам не может быть введена единица измерения, и они могут быть только оценены.

Оценивание – операция приписывания данной физической величине определенного числа принятых для нее единиц, проведенная по установленным правилам. Оценивание осуществляется при помощи шкал .

Для выражения количественного содержания свойства конкретного объекта употребляется понятие «размер физической величины», оценку которого устанавливают в процессе измерения.

Размер физической величины (размер величины) – это количественная определённость физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу.

Например, каждый человек обладает определённым ростом, массой, вследствие чего людей можно различать по их росту или массе, т.е. по размерам интересующих нас физических величин.

Размер является объективной количественной характеристикой, не зависящей от выбора единиц измерений.

Например, если мы запишем 3,5 кг и 3500 г, то это два варианта представления одного и того же размера. Каждый из них является значением физической величины (в данном случае – массы).

Значение физической величины – это выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для неё единиц.

Значение физической величины Q получают в результате измерения и вычисляют в соответствии с основным уравнением измерения :

Q = q [Q], (1)

где q – отвлечённое число, называемое числовым значением , а [Q] – размер единицы измерения данной физической величины.

Числовое значение физической величины – отвлеченное число, выражающее отношение значения величины к соответствующей единице данной физической величины.

Числовое значение результата измерения будет зависеть от выбора единицы физической величины. (Пример про удава из мультфильма).

Цифры 3,5 и 3500 – это отвлечённые числа, входящие в значение физической величины и указывающие на числовые значения физической величины. В приведенном примере масса объекта приводится числами – 3,5 и 3500, а единицами являются килограмм (кг) и грамм (г).

Значение величины не следует смешивать с размером . Размер физической величины данного объекта существует реально и независимо от того, знаем мы его или нет, выражаем его в каких-либо единицах или нет. Значение же физической величины появляется только после того, как размер величины данного объекта выражен с помощью какой-либо единицы.

Единица физической величины - физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице. Она применяется для количественного выражения однородных физических величин.

Однородные физические величины – это физические величины, которые выражаются в одинаковых единицах и могут сравниваться друг с другом (например, длина и диаметр детали).

Физические величины объединены в систему .

Система физических величин (система величин) - это совокупность физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимают за независимые, а другие определяют как функции этих независимых величин.

Все величины, входящие в систему физических величин, делят на основные и производные .

Основная физическая величина - физическая величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.

Производная физическая величина – физическая величина, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы.

Формализованным отражением качественного различия физических величин является их размерность.

Размерность физической величины - это выражение, отражающее связь данной величины с физическими величинами, принятыми в данной системе единиц за основные с коэффициентом пропорциональности, равным единице.

Размерность физической величины обозначается символом dim (от лат. dimension – размерность).

Размерность основных физических величин обозначается соответствующими заглавными буквами:

длина - dim l = L

масса - dim m = М

время - dim t = Т

сила электрического тока – dim i= I

термодинамическая температура – dim Q = Q

количество вещества - dim n = N

сила света – dim j = J

Размерность dim x любой производной физической величины х определяют через уравнение связи между величинами. Она имеет вид произведения основных величин, возведённых в соответствующие степени:

dim x = L a М b Т g I e Q i N v J t , (2)

где L, М, Т, I … - условные обозначения основных величин данной системы;

a, b, g, e … - показатели размерности, каждый из которых может быть положительным или отрицательным, целым или дробным числом, а также нулём.

Показатель размерности - показатель степени, в которую возведена размерность основной физической величины, входящая в размерность производной физической величины.

По наличию размерности физические величины делятся на размерные и безразмерные.

Размерная физическая величина – физическая величина, в размерности которой хотя бы одна из основных физических величин возведена в степень, не равную нулю.

Безразмерная физическая величина – все показатели размерности равны нулю. Они не имеют единиц измерения, то есть ни в чем не измеряются (Например, коэффициент трения).

Шкалы измерений

Оценивание и измерение физических величин осуществляется при помощи различных шкал.

Шкала измерений - это упорядоченная совокупность значений физической величины, которая служит основой для ее измерения.

Поясним это понятие на примере температурных шкал. В шкале Цельсия за начало отсчета принята температура таяния льда, а в качестве основного интервала (опорной точки) - температура кипения воды. Одна сотая часть этого интервала является единицей температуры (градус Цельсия).

Различают следующие основные типы шкал измерений : наименований, порядка, разностей (интервалов), отношений и абсолютные шкалы.

Шкалы наименований отражают качественные свойства. Элементы этих шкал характеризуются только соотношениями эквивалентности (равенства) и сходства конкретных качественных проявлений свойств.

Примером таких шкал является шкала классификации (оценки) цвета объектов по наименованиям (красный, оранжевый, желтый, зеленый и т.д.), опирающаяся на стандартизованные атласы цветов, систематизированные по сходству. Измерения в шкале цветов выполняются путем сравнения при определенном освещении образцов цвета из атласа с цветом исследуемого объекта и установления равенства (эквивалентности) их цветов.

В шкалах наименований отсутствуют такие понятия, как «нуль», «единица измерений», «размерность», «больше» или «меньше». Шкала наименований может состоять из любых знаков (число, наименование, другие условные обозначения). Цифры или числа такой шкалы – не более чем кодовые знаки.

Шкала наименование позволяет составлять классификации, идентифицировать и различать объекты.

Шкала порядка (шкала рангов) - упорядочивает объекты относительно какого-либо их свойства в порядке убывания или возрастания.

Полученный при этом упорядоченный ряд называют ранжированным . Он может дать ответы на вопросы: «Что больше или меньше?», «Что хуже или лучше?». Более подробную информацию - на сколько больше или меньше, во сколько раз лучше или хуже – шкала порядка дать не может.

Примером шкалы порядка является построенная по росту группа людей, где каждый последующий ниже всех предыдущих; балльная оценка знаний; место спортсмена; шкалы баллов ветра (шкала Бофорта) и землетрясений (шкала Рихтера); шкалы чисел твердости (шкалы Роквелла, Бринеля, Виккерса) и т.д.

В шкалах порядка может быть или отсутствовать нулевой элемент (например, ранжированные классы точности приборов (0,1 и 2) ).

С помощью шкал порядка можно измерять качественные, не имеющие строгой количественной меры, показатели. Особенно широко эти шкалы используются в гуманитарных науках: педагогике, психологии, социологии.

Шкала разностей (интервалов) содержит разность значений физической величины. Для этих шкал имеют смысл соотношения эквивалентности, порядка, суммирования интервалов (разностей) между количественными проявлениями свойств.

Данная шкала состоит из одинаковых интервалов, имеет условную (принятую по соглашению) единицу измерения и произвольно выбранное начало отсчета - нуль.

Физической величиной называется одно из свойств физического объекта (явления, процесса), которое является общим в качественном отношении для многих - физических объектов, отличаясь при этом количественным значением.

Каждая физическая величина имеет свои качественную и количественную характеристики. Качественная характеристика определяется тем, какое свойство материального объекта или какую особенность материального мира эта величина характеризует. Так, свойство "прочность" в количественном отношении характеризует такие материалы, как сталь, дерево, ткань, стекло и многие другие, в то время как количественное значение прочности для каждого из них совершенно разное. Для выражения количественного содержания свойства конкретного объекта употребляется понятие "размер физической величины". Этот размер устанавливается в процессе измерения.

Целью измерений является определение значения физической величины - некоторого числа принятых для нее единиц (например, результат измерения массы изделия составляет 2 кг, высоты здания -12 м и др.).

В зависимости от степени приближения к объективности различают истинное, действительное и измеренное значения физической величины.Истинное значение физической величины - это значение, идеально отражающее в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Из-за несовершенства средств и методов измерений истинные значения величин практически получить нельзя. Их можно представить только теоретически. А значения величины, полученные при измерении, лишь в большей или меньшей степени приближаются к истинному значению.

Действительное значение физической величины - это значение величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.

Измеренное значение физической величины - это значение, полученное при измерении с применением конкретных методов и средств измерений.



При планировании измерений следует стремиться к тому, чтобы номенклатура измеряемых величин соответствовала требованиям измерительной задачи (например, при контроле измеряемые величины должны отражать соответствующие показатели качества продукции).

Для каждого параметра продукции должны соблюдаться требования:- корректность формулировки измеряемой величины, исключающая возможность различного толкования (например, необходимо четко определять, в каких случаях определяется "масса" или "вес" изделия, "объем" или "вместимость" сосуда и т.д.);

Определенность подлежащих измерению свойств объекта (например, "температура в помещении не более...°С " допускает возможность различного толкования. Необходимо так изменить формулировку требования, чтобы было ясно, установлено ли это требование к максимальной или к средней температуре помещения, что будет в дальнейшем учтено при выполнении измерений)

Использование стандартизованных терминов (специфические термины следует пояснять при первом их упоминании).

Существует несколько определений понятия "измерения", каждое из которых описывает какую-нибудь характерную особенность этого многогранного процесса. В соответствии с ГОСТ 16263-70 "ГСИ. Метрология. Термины и определения" измерение - это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Это широко распространенное определение измерения отражает его цель, а также исключает возможность использования данного понятия вне связи с физическим экспериментом и измерительной техникой. Под физическим экспериментом понимают количественное сравнение двух однородных величин, одна из которых принята за единицу, что "привязывает" измерения к размерам единиц, воспроизводимых эталонами.

Интересно отметить толкование данного термина философом П.А.Флоренским, которое вошло в "Техническую энциклопедию" издания 1931 г. "Измерение - основной познавательный процесс науки и техники, посредством которого неизвестная величина количественно сравнивается с другою, однородною с нею и считаемою известной".

Измерения в зависимости от способа получения числового значения измеряемой величины делятся на прямые и косвенные.

Прямые измерения - измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Например, измерение длины линейкой, температуры термометром и т.п.

Косвенные измерения - измерения, при которых искомое

значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Например, площадь прямоугольника определяют по результатам измерения его сторон (s=l.d) , плотность твердого тела определяют по результатам измерений его массы и объема (р= m/v) и т.п.

Наибольшее распространение в практической деятельности получили прямые измерения, т.к. они просты и могут быть быстро выполнены. Косвенные измерения применяют тогда, когда нет возможности получить значение величины непосредственно из опытных данных (например, определение твердости твердого тела) или когда приборы для измерения величин, входящих в формулу, точнее, чем для измерения искомой величины.

Деление измерений на прямые и косвенные позволяет использовать определенные способы оценивания погрешностей их результатов.

Изучение физических явлений и их закономерностей, а также использование этих закономерностей в практической деятельности человека связано с измерением физических величин.

Физическая величина - это свойство, в качественном отношении общее многим физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Физической величиной является например, масса. Массой обладают разные физические объекты: все тела, все частицы вещества, частицы электромагнитного поля и др. В качественном отношении все конкретные реализации массы, т. е. массы всех физических объектов, одинаковы. Но масса одного объекта может быть в определенное число раз больше или меььше, чем масса другого. И в этом количественном смысле масса есть свойство, индивидуальное для каждого объекта. Физическими величинами являются также длина, температура, напряженность электрического поля, период колебаний и др.

Конкретные реализации одной и той же физической величины называются однородными величинами. Например, расстояние между зрачками ваших глаз и высота Эйфелевой башни есть конкретные реализации одной и той же физической величины - длины и потому являются однородными величинами. Масса данной книги и масса спутника Земли «Космос-897» также однородные физические величины.

Однородные физические величины отличаются друг от друга размером. Размер физической величины - это

количественное содержание в данном объекте свойства, соответствующего понятию «физическая величина».

Размеры однородных физических величин различных объектов можно сравнивать между собой, если определить значения этих величин.

Значением физической величины называется оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц (см. с. 14). Например, значение длины некоторого тела, 5 кг - значение массы некоторого тела и т. д. Отвлеченное число, входящее в значение физической величины (в наших примерах 10 и 5), называется числовым значением. В общем случае значение X некоторой величины можно выразить в виде формулы

где числовое значение величины, ее единица.

Следует различать истинное и действительное значения физической величины.

Истинное значение физической величины - это значение величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта.

Действительное значение физической величины есть значение величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.

Нахождение значения физической величины опытным путем при помощи специальных технических средств называется измерением.

Истинные значения физических величин, как правило, неизвестны. Например, никто не знает истинных значений скорости света, расстояния от Земли до Луны, массы электрона, протона и других элементарных частиц. Мы не знаем истинного значения своего роста и массы своего тела, не знаем и не можем узнать истинного значения температуры воздуха в нашей комнате, длины стола, за которым работаем, и т. д.

Однако, пользуясь специальными техническими средствами, можно определить действительные

значеиия всех этих и многих других величин. При этом степень приближения этих действительных значений к истинным значениям физических величин зависит от совершенства применяемых при этом технических средств измерения.

К средствам измерений относятся меры, измерительные приборы и др. Под мерой понимают средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Например, гиря - мера массы, линейка с миллиметровыми делениями - мера длины, измерительная колба - мера объема (вместимости), нормальный элемент - мера электродвижущей силы, кварцевый генератор - мера частоты электрических колебаний и др.

Измерительный прибор - это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдением. К измерительным приборам относятся динамометр, амперметр, манометр и др.

Различают измерения прямые и косвенные.

Прямым измерением называют измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. К прямым измерениям относятся, например, измерение массы на равноплечных весах, температуры - термометром, длины - масштабной линейкой.

Косвенное измерение - это измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между ней и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Косвенными измерениями являются, например, нахождение плотности тела по его массе и геометрическим размерам, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения.

Измерения физических величин основываются на различных физических явлениях. Например, для измерения температуры используется тепловое расширение тел или термоэлектрический эффект, для измерения массы тел взвешиванием - явление тяготения и т.д. Совокупность физических явлений, на которых основаны измерения, называют принципом измерения. Принципы измерений не рассматриваются в данном пособии. Изучением принципов и методов измерений, видов средств измерений, погрешностей измерений и других вопросов, связанных с измерениями, занимается метрология.


В науке и технике используются единицы измерения физических величин, образующие определенные системы. В основу совокупности единиц, устанавливаемой стандартом для обязательного применения, положены единицы Международной системы (СИ). В теоретических разделах физики широко используются единицы систем СГС: СГСЭ, СГСМ и симметричной Гауссовой системы СГС. Определенное применение находят также единицы технической системы МКГСС и некоторые внесистемные единицы.

Международная система (СИ) построена на 6 основных единицах (метр, килограмм, секунда, кельвин, ампер, кандела) и 2 дополнительных (радиан, стерадиан). В окончательной редакции проекта стандарта “Единицы физических величин” приведены: единицы системы СИ; единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ, например: тонна, минута, час, градус Цельсия, градус, минута, секунда, литр, киловатт–час, оборот в секунду, оборот в минуту; единицы системы СГС и другие единицы, применяемые в теоретических разделах физики и астрономии: световой год, парсек, барн, электронвольт; единицы, временно допускаемые к применению такие, как: ангстрем, килограмм–сила, килограмм–сила–метр, килограмм–сила на квадратный сантиметр, миллиметр ртутного столба, лошадиная сила, калория, килокалория, рентген, кюри. Важнейшие из этих единиц и соотношения между ними приведены в табл.П1.

Сокращенные обозначения единиц, приведенные в таблицах, применяются только после числового значения величины или в заголовках граф таблиц. Нельзя применять сокращенные обозначения вместо полных наименований единиц в тексте без числового значения величин. При использовании как русских, так и международных обозначений единиц используется прямой шрифт; обозначения (сокращенные) единиц, названия которых даны по именам ученых (ньютон, паскаль, ватт и т.д.) следует писать с заглавной буквы (Н, Па, Вт); в обозначениях единиц точку как знак сокращения не применяют. Обозначения единиц, входящих в произведение, разделяются точками как знаками умножения; в качестве знака деления применяют обычно косую черту; если в знаменатель входит произведение единиц, то оно заключается в скобки.



Для образования кратных и дольных единиц используются десятичные приставки (см. табл. П2). Особенно рекомендуется применение приставок, представляющих собой степень числа 10 с показателем, кратным трем. Целесообразно использовать дольные и кратные единицы, образованные от единиц СИ и приводящие к числовым значениям, лежащим между 0,1 и 1000 (например: 17 000 Па следует записать как 17 кПа).

Не допускается присоединять две или более приставок к одной единице (например: 10 –9 м следует записать как 1 нм). Для образования единиц массы приставку присоединяют к основному наименованию “грамм” (например: 10 –6 кг= =10 –3 г=1 мг). Если сложное наименование исходной единицы представляет собой произведение или дробь, то приставку присоединяют к наименованию первой единицы (например кН∙м). В необходимых случаях допускается в знаменателе применять дольные единицы длины, площади и объема (например В/см).

В табл.П3 приведены основные физические и астрономические постоянные.

Таблица П1

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В СИСТЕМЕ СИ

И ИХ СООТНОШЕНИЕ С ДРУГИМИ ЕДИНИЦАМИ

Наименование величин Единицы измерения Сокращенное обозначение Размер Коэффициент для приведения к единицам СИ
СГС МКГСС и внесистемные единицы
Основные единицы
Длина метр м 1 см=10 –2 м 1 Å=10 –10 м 1 св.год=9,46×10 15 м
Масса килогамм кг 1г=10 –3 кг
Время секунда с 1 ч=3600 с 1 мин=60 с
Температура кельвин К 1 0 С=1 К
Сила тока ампер А 1 СГСЭ I = =1/3×10 –9 А 1 СГСМ I =10 А
Сила света кандела кд
Дополнительные единицы
Плоский угол радиан рад 1 0 =p/180 рад 1¢=p/108×10 –2 рад 1²=p/648×10 –3 рад
Телесный угол стерадиан ср Полный телесный угол=4p ср
Производные единицы
Частота герц Гц с –1

Продолжение табл.П1

Угловая скорость радиан в секунду рад/с с –1 1 об/с=2p рад/с 1об/мин= =0,105 рад/с
Объем кубический метр м 3 м 3 1см 2 =10 –6 м 3 1 л=10 –3 м 3
Скорость метр в секунду м/с м×с –1 1см/с=10 –2 м/с 1км/ч=0,278 м/с
Плотность килограмм на куби-ческий метр кг/м 3 кг×м –3 1г/см 3 = =10 3 кг/м 3
Сила ньютон Н кг×м×с –2 1 дин=10 –5 Н 1 кг=9,81Н
Работа, энергия, количество тепла джоуль Дж (Н×м) кг×м 2 ×с –2 1 эрг=10 –7 Дж 1 кгс×м=9,81 Дж 1 эВ=1,6×10 –19 Дж 1 кВт×ч=3,6×10 6 Дж 1 кал=4,19 Дж 1 ккал=4,19×10 3 Дж
Мощность ватт Вт (Дж/с) кг×м 2 ×с –3 1эрг/с=10 –7 Вт 1л.с.=735Вт
Давление паскаль Па (Н/м 2) кг∙м –1 ∙с –2 1дин/см 2 =0,1Па 1 ат=1 кгс/см 2 = =0,981∙10 5 Па 1мм.рт.ст.=133 Па 1атм= =760 мм.рт.ст.= =1,013∙10 5 Па
Момент силы ньютон–метр Н∙м кгм 2 ×с –2 1 дин×см= =10 –7 Н×м 1 кгс×м=9,81 Н×м
Момент инерции килограмм–метр в квадрате кг×м 2 кг×м 2 1 г×см 2 = =10 –7 кг×м 2
Динамическая вязкость паскаль–секунда Па×с кг×м –1 ×с –1 1П/пуаз/= =0,1Па×с

Продолжение табл.П1

Кинематическая вязкость квадратный метр на секунду м 2 /с м 2 ×с –1 1Ст/стокс/= =10 –4 м 2 /с
Теплоемкость системы джоуль на кельвин Дж/К кг×м 2 х х с –2 ×К –1 1 кал/ 0 С=4,19 Дж/К
Удельная теплоемкость джоуль на килограмм–кельвин Дж/ (кг×К) м 2 ×с –2 ×К –1 1 ккал/(кг× 0 С)= =4,19×10 3 Дж/(кг×К)
Электрический заряд кулон Кл А×с 1СГСЭ q = =1/3×10 –9 Кл 1СГСМ q = =10 Кл
Потенциал, электрическое напряжение вольт В (Вт/А) кг×м 2 х х с –3 ×А –1 1СГСЭ u = =300 В 1СГСМ u = =10 –8 В
Напряженность электрического поля вольт на метр В/м кг×м х х с –3 ×А –1 1 СГСЭ Е = =3×10 4 В/м
Электрическое смещение (электрическая индукция) кулон на квадратный метр Кл/м 2 м –2 ×с×А 1СГСЭ D = =1/12p х х 10 –5 Кл/м 2
Электрическое сопротивление ом Ом (В/А) кг×м 2 ×с –3 х х А –2 1СГСЭ R = 9×10 11 Ом 1СГСМ R = 10 –9 Ом
Электрическая емкость фарад Ф (Кл/В) кг –1 ×м –2 х с 4 ×А 2 1СГСЭ С = 1 см= =1/9×10 –11 Ф

Окончание табл.П1

Магнитный поток вебер Вб (В×с) кг×м 2 ×с –2 х х А –1 1СГСМ ф = =1 Мкс (максвел) = =10 –8 Вб
Магнитная индукция тесла Тл (Вб/ м 2) кг×с –2 ×А –1 1СГСМ В = =1 Гс(гаусс)= =10 –4 Тл
Напряженность магнитного поля ампер на метр А/м м –1 ×А 1СГСМ Н = =1Э(эрстед)= =1/4p×10 3 А/м
Магнитодвижущая сила ампер А А 1СГСМ Fm
Индуктивность генри Гн (Вб/А) кг×м 2 х х с –2 ×А –2 1СГСМ L = 1 см= =10 –9 Гн
Световой поток люмен лм кд
Яркость кандела на квадратный метр кд/м 2 м –2 ×кд
Освещенность люкс лк м –2 ×кд