Что такое действительное значение физической величины
Основные сведения из метрологии
1.7. Система СИ
В России система СИ принята на уровне стандарта в 1981 году. В 2002 году принята новая версия стандарта: ГОСТ 8.417-2002 «ГСИ. Единицы физических величин» [2]. Стандарт устанавливает единицы физических величин, наименования, обозначения, определения и правила применения этих единиц. Стандарт не устанавливает единицы величин, оцениваемых по условным шкалам, единицы количества продукции, а также обозначения единиц физических величин для печатающих устройств с ограниченным набором знаков (ГОСТ 8.430).
Производная единица в системе СИ образуется из одной или нескольких основных единиц. Многим производным единицам присвоены собственные наименования (скорость, площадь ). Семнадцати производным единицам присвоены собственные наименования по именам ученых.
| Физическая Величина | Единица физической величины | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Наименование | Обозначение | Наименование | Обозначение | ||
| Размерность | Физическая величина | Рос. | Международное | ||
| Длина | L |  | метр | м | m |
| Масса | М |  | килограмм | кг | kg |
| Время | T |  | секунда | с | s |
| Сила эл. тока | I |  | ампер | А | А |
| Т/д-я температура |  |  | кельвин | К | К |
| Количество вещества | N |  | моль | моль | mol |
| Сила света | J |  | канделла | кд | cd |
| Множитель | Приставка | Обозначение приставки | Множитель | Приставка | Обозначение приставки | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Междун. | Рос. | Междун. | Рос. | ||||
 | иота | Y | И |  | иокто | y | и |
 | экса | Е | Э |  | атто | a | а |
 | пета | Р | П |  | фемто | f | ф |
 | тера | Т | Т |  | пико | p | п |
 | гига | G | Г |  | нано | n | н |
 | мега | M | М |  | микро | мк | |
 | кило | k | к |  | милли | m | м |
 | гекто | h | г |  | санти | c | с |
 | дека | da | да |  | деци | d | д |
ГОСТ8.417-2002 наряду с единицами физических величин определяет единицы количества информации:
Стандартом МЭК 60027-2 от 01.1999 [3] определены более полные характеристики единиц количества информации (двоичных, или бинарных единиц), с определением бинарных приставок и множителей. Бинарные приставки: килобинарибит, килобинарибайт ( Kibit, KiB ).
| Prefixes for binary multiples | ||||
|---|---|---|---|---|
| Factor | Name | Symbol | Origin | Derivation |
 | kibi | Ki |  |  |
 | mebi | Mi |  |  |
 | gibi | Gi |  |  |
 | tebi | Ti |  |  |
 | pebi | Pi |  |  |
 | exbi | Ei |  |  |
| Examples and comparisons with SI prefixes | |
|---|---|
| one kibibit |  |
| one kilobit |  |
| one mebibyte |  |
| one megabyte |  |
| one gibibyte |  |
1.8. Истинное и действительное значение физической величины, погрешность и вероятность
Истинное значение физической величины идеальным образом отражает соответствующее свойство объекта. Практически получено быть не может.
Действительное значение физической величины находится как результат измерения и приближается к истинному значению настолько, что для данной цели может применяться вместо него.
Изображенная на рис. 1.1 диаграмма отображает взаимосвязь понятий истинное значение (ИЗ), действительное значение (ДЗ) физической величины (ФВ), погрешность ( 
), вероятность 
.
Размеры 
и взаимосвязаны: чем больше , тем больше , следовательно, назначая высокую степень уверенности, мы рассматриваем наихудший вариант контролируемых событий. И наоборот, делая более неопределенными контролируемые посредством измерений события, мы получаем большую уверенность в том, что они произойдут. Например, вероятность того, что ракета попадет в точку, оставленную карандашом, близка к нулю. Если постепенно увеличивать размеры точки до размеров земного шара, то вероятность попадания ракеты в эту точку будет постепенно приближаться к единице.
Практически важным является требование одновременно увеличивать и уменьшать . Такую возможность дает увеличение числа наблюдений. Увеличением числа наблюдений можно добиться, соответственно, роста при фиксированной , или же уменьшения при фиксированной .
Из этих рассуждений становится понятно, почему не следует стремиться к максимальной точности измерений или требовать чрезмерно высокую достоверность результатов. Это потребует дополнительных наблюдений, сделает измерения слишком дорогими.
Шкала физической величины
Истинное значение физической величины (англ. true value (of a quantity)) – значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину.
Истинное значение физической величины может быть соотнесено с понятием абсолютной истины. Оно может быть получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений.
6.Действительное значение физической величины.
Вариант1.
Значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.
Метрология— наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Основные постулаты метрологии:
· истинное значение определенной величины существует и оно постоянно;
· истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно.
Отсюда следует, что результат измерения математически связан с измеряемой величиной вероятностной зависимостью.
Поскольку истинное значение есть идеальное значение, то в качестве наиболее близкого к нему используют действительное значение.
Действительное значение физической величины— это значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что может быть использовано вместо него.
Физическая величина — свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.
Например, длина, масса, электропроводность и теплоемкость тел, давление газа в сосуде и т. д.
Единица физической величины — физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1.
Например: масса — 1 кг, сила — 1 Н, давление — 1 Па, длина 1 м, угол 1°.
Значение физической величины — оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
Например: диаметр отверстия — 0,01 м, масса тела — 93 кг.
Измерение — нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Например: измерение диаметра вала — микрометром, давления среды — манометром или вакуумметром.
В метрологии различают истинное и действительное значения физических величин. Истинное значение — значение физической величины, которое идеальным образом отражает в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Истинное значение должно быть свободно от ошибок измерения, но так как все физические величины находят опытным путем и их значения содержат ошибки измерений, то истинное значение физических величин остается неизвестным.
Действительное значение — значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для определенной цели может быть использовано вместо него. При технических измерениях значение физической величины, найденной с допустимой по техническим требованиям погрешностью, принимается за действительное значение.
Вариант 2.
Значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.
1) Действительное значение физической величины.
2) Действительное значение физической величины.
— среднее арифметическое из ряда значений величины, полученных при равноточных измерениях; или
— арифметическое средне взвешенное при неравномерных измерениях.
Valeur conventionnellement vraie d’une grandeur
7.Влияющая физическая величина.
1. Физическая величина, оказывающая влияние на размер измеряемой величины и (или) результат измерений.
Влияющая физическая величина
8.Шкала физической величины.
Упорядоченная совокупность значений физической величины, служащая исходной основой для измерений данной величины.
Шкалы и квалиметрия. Виды шкал, наименований, порядка, интервалов, отношений.
Шкала физической величины
Шкала физической величины – упорядоченная совокупность значений физической величины, служащая исходной основой для измерений данной величины.
2. Шкала физической величины
9.Единица измерения физической величины.
2. Физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин.
Метрическая система единиц.
Эталоны длины и массы, международные прототипы.
Международная система СИ.
Масса, длина и время.
Температура и теплота.
Термодинамическая шкала температуры.
Международная температурная шкала.
Температурная шкала Фаренгейта.
Электричество и магнетизм.
Единицы системы СИ.
Свет и освещенность.
Рентгеновское и гамма-излучение, радиоактивность.
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, величины, по определению считающиеся равными единице при измерении других величин такого же рода. Эталон единицы измерения – ее физическая реализация. Так, эталоном единицы измерения «метр» служит стержень длиной 1 м.
В принципе, можно представить себе какое угодно большое число разных систем единиц, но широкое распространение получили лишь несколько. Во всем мире для научных и технических измерений и в большинстве стран в промышленности и быту пользуются метрической системой.
В системе единиц для каждой измеряемой физической величины должна быть предусмотрена соответствующая единица измерения. Таким образом, отдельная единица измерения нужна для длины, площади, объема, скорости и т.д., и каждую такую единицу можно определить, выбрав тот или иной эталон. Но система единиц оказывается значительно более удобной, если в ней всего лишь несколько единиц выбраны в качестве основных, а остальные определяются через основные. Так, если единицей длины является метр, эталон которого хранится в Государственной метрологической службе, то единицей площади можно считать квадратный метр, единицей объема – кубический метр, единицей скорости – метр в секунду и т.д.
Удобство такой системы единиц (особенно для ученых и инженеров, которые гораздо чаще встречаются с измерениями, чем остальные люди) в том, что математические соотношения между основными и производными единицами системы оказываются более простыми. При этом единица скорости есть единица расстояния (длины) в единицу времени, единица ускорения – единица изменения скорости в единицу времени, единица силы – единица ускорения единицы массы и т.д. В математической записи это выглядит так: v = l/t, a = v/t, F = ma = ml/t2. Представленные формулы показывают «размерность» рассматриваемых величин, устанавливая соотношения между единицами. (Аналогичные формулы позволяют определить единицы для таких величин, как давление или сила электрического тока.) Такие соотношения носят общий характер и выполняются независимо от того, в каких единицах (метр, фут или аршин) измеряется длина и какие единицы выбраны для других величин.
В технике за основную единицу измерения механических величин обычно принимают не единицу массы, а единицу силы. Таким образом, если в системе, наиболее употребительной в физических исследованиях, металлический цилиндр принимается за эталон массы, то в технической системе он рассматривается как эталон силы, уравновешивающей действующую на него силу тяжести. Но поскольку сила тяжести неодинакова в разных точках на поверхности Земли, для точной реализации эталона необходимо указание местоположения. Исторически было принято местоположение на уровне моря на географической широте 45°. В настоящее же время такой эталон определяется как сила, необходимая для того, чтобы придать указанному цилиндру определенное ускорение. Правда, в технике измерения проводятся, как правило, не со столь высокой точностью, чтобы нужно было заботиться о вариациях силы тяжести (если речь не идет о градуировке измерительных приборов).
Немало путаницы связано с понятиями массы, силы и веса. Дело в том, что существуют единицы всех этих трех величин, носящие одинаковые названия. Масса – это инерционная характеристика тела, показывающая, насколько трудно выводится оно внешней силой из состояния покоя или равномерного и прямолинейного движения. Единица силы есть сила, которая, воздействуя на единицу массы, изменяет ее скорость на единицу скорости в единицу времени.
Все тела притягиваются друг к другу. Таким образом, всякое тело вблизи Земли притягивается к ней. Иначе говоря, Земля создает действующую на тело силу тяжести. Эта сила называется его весом. Сила веса, как указывалось выше, неодинакова в разных точках на поверхности Земли и на разной высоте над уровнем моря из-за различий в гравитационном притяжении и в проявлении вращения Земли. Однако полная масса данного количества вещества неизменна; она одинакова и в межзвездном пространстве, и в любой точке на Земле.
Точные эксперименты показали, что сила тяжести, действующая на разные тела (т.е. их вес), пропорциональна их массе. Следовательно, массы можно сравнивать на весах, и массы, оказавшиеся одинаковыми в одном месте, будут одинаковы и в любом другом месте (если сравнение проводить в вакууме, чтобы исключить влияние вытесняемого воздуха). Если же некое тело взвешивать на пружинных весах, уравновешивая силу тяжести силой растянутой пружины, то результаты измерения веса будут зависеть от места, где проводятся измерения. Поэтому пружинные весы нужно корректировать на каждом новом месте, чтобы они правильно показывали массу. Простота же самой процедуры взвешивания явилась причиной того, что сила тяжести, действующая на эталонную массу, была принята за независимую единицу измерения в технике. См. также СИЛА; ТЕПЛОТА.
Вариант2.
Физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин.
В физике и технике единицы измерения (единицы физических величин, единицы величин[1]) используются для стандартизованного представления результатов измерений. Численное значение физической величины представляется как отношение измеренного значения к некоторому стандартному значению, которое и является единицей измерения. Число с указанием единицы измерения называется именованным.
Различают базовые единицы измерения, которые определяются с помощью эталонов, и производные единицы, определяемые с помощью базовых. Выбор величины и количества базовых единиц измерения может быть произвольным и определяется только традициями или соглашениями. Существует большое количество различных систем единиц измерения, которые различаются выбором базовых единиц измерения.
10.Система единиц физических величин.
11.Измерение физической величины.
Совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.
Статья в вики, определение измерения, классификация измерений.
Измерение физических величин, принципы выбора СИ для конкретных измерений.
12.Статическое измерение
Измерение физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения.
Статическое измерение — измерение физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения.
13.Динамическое измерение.
Динамическое измерение— измерение величины, размер которой изменяется с течением времени. Быстрое изменение размера измеряемой величины требует ее измерения с точнейшим определением момента времени. Например, измерение расстояния до уровня поверхности Земли с воздушного шара или измерение постоянного напряжения электрического тока. По существу динамическое измерение является измерением функциональной зависимости измеряемой величины от времени..
Динамические измерения связаны с такими величинами, которые в процессе измерений претерпевают те или иные изменения.
Динамические измерения в идеальном виде на практике редки.
14.Прямое измерение.
Измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно.
– измерение длины детали микрометром;
– измерение силы тока амперметром;
– измерение массы на весах.