Автомобильные мануалы


назад    Оглавление    вперед


страница - 40

ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН И ИХ ЭТАЛОНЫ

129

из основных и производных физических величин. Основные выбираются по соглашению и принимаются условно независимыми от других величин этой системы. Производные величины определяются через основные. При этом размерность физической величины представляет собой выражение, отражающее связь производной величины с основными при коэффициенте пропорциональности равном 1.

Размерность любой физической величины представляет собой произведение возведенных в степень размерностей первичных величин. Конкретные практические ситуации обычно ограничиваются использованием трех основных единиц системы. Тогда размерность любой величины

[Q] = [Mf.[Lf.[T]\

Это основная формула размерности (в данном случае для трех основных единиц).

Переход от одной системы единиц к другой должен быть таким, чтобы обеспечивались два условия:

1)размерности новых основных единиц должны быть независимыми функциями размерностей основных единиц начальной системы;

2)размерности основных единиц начальной системы единственным образом могут быть выражены через размерности основных единиц новой системы, то есть обратное преобразование единственно.

Предположим, что необходимо перейти к новой системе, где размерности основных единиц

м Ы; м

Тогда размерности [р\], [р2]и [Рз] °У~ дут соответственно равны:

[Pl] = [Mf-[Lfl .[7f,

[p2] = [Mf.[Lf.[Tf,

[p3] = [Mf-[Lf-[Tf при условии, что

M-i

h

и3

х3

Т3

Производные единицы, имеющие специальные наименования, представлены в табл. 1.13.1.

Последовательность значений, присвоенная последовательности одноименных физических величин различного размера в соответствии с правилами, принятыми по соглашению, называют шкалой физической величины. Единица физической величины - это физичес-

кая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1. Совокупность основных и производных единиц, относящаяся к некоторой системе величин и образованная в соответствии с принятыми принципами, образует систему единиц физических величин.

СИ - международная система единиц с основными единицами: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела, моль; дополнительными - радиан, стерадиан и неограниченным числом производных единиц. К основным относятся единицы физических величин длины, массы, времени, силы электрического тока, термодинамической температуры, силы света и количества вещества. К дополнительным относятся единицы плоского и телесного углов.

Наиболее предпочтительной и рекомендуемой для использования в технике является система СИ. Все основные единицы этой системы имеют первичные эталоны, представляющие собой средства измерений (комплексы средств измерений), обеспечивающие воспроизведение и хранение единиц физических величин с наивысшей доступной точностью. Первичные эталоны основных единиц воспроизводят единицу в соответствии с ее определением.

1.13.2. ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН И ИХ ЭТАЛОНЫ

За единицу длины - метр (русское обозначение - м, международное - т) принята (в 1983 году XYIII Генеральной конференцией мер и весов) длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299792458 долю секунды. Государственный первичный эталон для воспроизведения единицы длины - метра как 1650763,73 длин волн в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2р\о и 5d$ атома криптона-86 (определение 1960 г, ГОСТ 8.020-75), воспроизводит его со среднеквадратическим отклонением результата измерения Sq = 5 • 10~9. Для реализации нового определения метра в системе СИ введена вторая константа (первая - это магнитная постоянная ро = 4я • 10~7 Гн/м) - это установленная по соглашению скорость света в вакууме с = 299792458 м/с. Это определение метра повысило точность его воспроизводства до 10"12.

Единица времени - секунда (русское обозначение - с, международное - s) равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Государственный первичный эталон времени и частоты, используя в качестве репера частоты генератор колебаний на атомном водороде, имеет погрешность воспроизведения 3 • ю-12.


1.13.1. Производные единицы, имеющие специальные наименования

Величина

Единица

Наименование

Размерность

Наименование

Обозначение

Выражение через ДР- ед.

Частота

т-1

герц

Гц; Hz

S"1

Сила, вес

LMT-2

ньютон

Н, N

m • kg • s"2

Давление, механическое напряжение, модуль упругости

L 1MT"2

паскаль

Па; Ра

ш"1 • kg • s-2

Энергия, работа, количество теплоты

L2MT-2

джоуль

Дж; J

m2 • kg • s2

Мощность, поток энергии

L2MT~3

ватт

Вт; W

m2 • kg • s3

Количество электричества (электрический заряд)

TI

кулон

Кл; С

s • A

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

L2MT-3i-i

вольт

В, V

m2 • kg • s"3 • A"1

Электрическая емкость

L2M1T4I2

фарад

Ф, F

m-kg1 • s4 • A2

Электрическое сопротивление

L2MT"3I-2

ом

Ом; Q

m2 • kg • s-3 • A2

Электрическая проводимость

L*2M 1T3I2

сименс

См; S

m-2<Kg-l . s3 • A2

Поток магнитной индукции, магнитный поток

L2MT-3!-l

вебер

Вб, Wb

m2 • kg • s2 • A1

Плотность магнитного потока, магнитная индукция

MT~2I 1

тесла

Тл; Т

kg • s2 • A"1

Индуктивность, взаимная индуктивность

L2MT"2P2

генри

Гн; Н

m2 • kg • s2 • A-2

Световой поток

J

люмен

лм; 1ш

cd • sr

Освещенность

L-2 J

люкс

лк; 1х

m2 • cd ♦ sr

Активность нуклида в радиоактивном источнике

T-i

беккерель

Бк; Bg

Поглощенная доза излучения, керма, показатель поглощенной дозы излучения

L2T-2

грей

Гр; Gy

m2 • s-2


ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН И ИХ ЭТАЛОНЫ

131

Единица массы - килограмм (русское обозначение - кг, международное - kg) равен массе международного прототипа килограмма. Погрешность воспроизведения единицы государственным первичным эталоном - 3 • Ю-8. Государственный первичный эталон массы состоит из копии международного прототипа килограмма (прототип N 12), эталонных весов на 1 кг N 1 и N 2, служащих для передачи единицы массы от прототипа N 12 эталонам-копиям и от эталонов-копий рабочим эталонам.

Единица термодинамической температуры

- Кельвин (русское обозначение - К, международное - К) равен 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Погрешность воспроизведения с помощью государственного первичного эталона 0,0001 К (0,0001°С). Установлено равенство единиц 1°С= 1К. Соотношение между температурой Кельвина и Цельсия: t°C = Т[К] - 273[К].

Международная практическая температурная шкала (МПТШ-68) основана на 12 воспроизводимых равновесных температурных состояниях - определяющих точках. В интервалах между определяющими точками значения температуры основываются на показаниях эталонных термометров и рассчитываются по предписанным интерполяционным формулам, устанавливающим связь между показаниями эталонных приборов и МПТШ-68.

В качестве эталонного термометра в области от 13,81 до 903,89 К принят платиновый термометр сопротивления. Эта область разбита на 5 подобластей, для каждой из которых определены формулы интерполяции в виде полиномов 4-й степени. В области от 903,89 до 1337,58 К эталонным термометром является термопара с электродами из платины и плати -нородия, содержащего 10% родия. Выше 1337,58 К Международная практическая температура определяется спектральным термометром в соответствии с законом излучения Планка:

Lx (*> тб*) *Мс/( тб* (Аи))) -1 LifaTaiAu)) ехр(с/(Х,Г68)) -1

где с = 0,014388 м»К; Lx(XyT) - спектральная плотность излучения черного тела при длине волны X и подлежащей измерению температуре Tg; Lx(X,T(Au)) " спектральная плотность черного тела при исходной температуре T(fo(Au) = 1337,58 К (точка затвердевания золота) при той же длине волны X.

Область температур ниже 13,81 К (тройной точки водорода) в МПТШ-68 не определена.

Единица силы электрического тока - ампер (русское обозначение - А, международное-А) равен 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 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 • 10"7 Н. Государственный первичный эталон воспроизводит единицу с погрешностью 0,001%, измеряя взаимодействие с помощью токовых весов.

Единица силы света - кандела (русское обозначение - кд, международное - cd) равна силе света, испускаемого с поверхности площадью 1/600000 м2 полного излучателя в перпендикулярном направлении, при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины при давлении 101325 Па. Единица воспроизводится при помощи излучателя -цилиндрической трубы из окиси тория, открытой с одной стороны и помещенной в расплавленную платину. Погрешность воспроизведения 0,5%.

Единица количества вещества - моль (русское обозначение - моль, международное -mol) равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.

Единица плоского угла - радиан (русское обозначение - рад, международное - rad) равен углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. Государственный эталон воспроизводит углы в диапазоне 0 - 360° и состоит из набора многогранных призм и автоматизированной измерительной системы, которая служит для наведения на изображение марок двух автоколлиматоров и измерения разности смещения этих марок, пропорциональной углу между гранями многогранной призмы. Погрешность воспроизведения единицы: среднее квадратическое отклонение Sq = 0,01м и ненсключенная систематическая 0Q = 0,02". При значении измеряемого угла 10м абсолютная погрешность А = 0,008.

Для специальных задач измерений созданы государственные специальные эталоны. В линейных измерениях специальными областями являются измерения параметров шероховатости поверхности и отклонений формы. Для метрологического обеспечения этих измерений созданы государственные специальные эталоны единицы длины.

Государственный специальный эталон единицы длины в области измерения Лщах (наибольшая высота профиля неровностей -расстояние между линией выступов и линией впадин профиля неровностей) и Rz (высота неровностей профиля по десяти точкам - сум1




содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]