Измерение (физика) | это… Что такое Измерение (физика)?
Толкование
- Измерение (физика)
Измерение — совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений). Получившееся значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины. Измерение физической величины опытным путём проводится с помощью различных средств измерений — мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, систем, установок и т. д. Измерение физической величины включает в себя несколько этапов: 1) сравнение измеряемой величины с единицей; 2) преобразование в форму, удобную для использования (различные способы индикации).
- Принцип измерений — физическое явление или эффект, положенное в основу измерений.
- Метод измерений — приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.
Характеристикой точности измерения является его погрешность Примеры измерений
- В простейшем случае, прикладывая линейку с делениями к какой-либо детали, по сути сравнивают её размер с единицей, хранимой линейкой, и, произведя отсчёт, получают значение величины (длины, высоты, толщины и других параметров детали).
- С помощью измерительного прибора сравнивают размер величины, преобразованной в перемещение указателя, с единицей, хранимой шкалой этого прибора, и проводят отсчёт.
В тех случаях, когда невозможно выполнить измерение (не выделена величина как физическая и не определена единица измерений этой величины) практикуется оценивание таких величин по условным шкалам, например, Шкала Рихтера интенсивности землетрясений, Шкала Мооса – шкала твёрдости минералов
Наука, предметом изучения которой являются все аспекты измерений, называется метрологией.
Содержание
- 1 Классификация измерений
- 1.1 По видам измерений
- 1.2 По методам измерений
- 1.3 По назначению
- 1.4 По точности
- 1.5 По отношению к изменению измеряемой величины
- 1.6 По числу измерений
- 1.7 По результатам измерений
- 2 История
- 3 Единицы и системы измерения
- 4 Литература и документация
- 4.1 Литература
- 4.2 Нормативно-техническая документация
- 5 Ссылки
- 6 См. также
Классификация измерений
По видам измерений
Основная статья: Виды измерений
- Прямое измерение — измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно.
- Косвенное измерение — определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.
- Совместные измерения — проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними.
- Совокупные измерения — проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях.
По методам измерений
- Метод непосредственной оценки — метод измерений, при котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений
- Метод сравнения с мерой — метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.
- Нулевой метод измерений — метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля.
- Метод измерений замещением — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины.
- Метод измерений дополнением — метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению
- Дифференциальный метод измерений — метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами
По назначению
Технические и метрологические измерения
По точности
Детерминированные и случайные
По отношению к изменению измеряемой величины
Статические и динамические
По числу измерений
Однократные и многократные
По результатам измерений
- Абсолютное измерение — измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.
- Относительное измерение — измерение отношения величины к одноимённой величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноимённой величине, принимаемой за исходную.
История
Единицы и системы измерения
Основная статья: Единицы измерения
- Международная система единиц (СИ)
- Метрическая система мер
- Система СГС
- Английская система мер
Литература и документация
Литература
- Кушнир Ф. В. Радиотехнические измерения: Учебник для техникумов связи — М.: Связь, 1980
- Нефедов В. И., Хахин В. И., Битюков В. К. Метрология и радиоизмерения: Учебник для вузов — 2006
- Н. С. Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям — М.: Логос, 2007
Нормативно-техническая документация
- РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения
- ГОСТ 8. 207-76 ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения
- МИ 2222-92 ГСИ. Виды измерений. Классификация
Ссылки
- Метрология
- Метрология
- Метрология измерений
См. также
- Погрешность измерения
- Средство измерений
- Физическая величина
- Измерение давления
- Калибровка
- Точность
- Воспроизводимость
- Основное уравнение измерений
- Динамометр
- Измерения в телекоммуникациях
207-76 ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положенияWikimedia Foundation. 2010.
Игры ⚽ Нужен реферат?
- Измерение (математика)
- Измерение звука
Полезное
Измерение (физика) | это… Что такое Измерение (физика)?
Толкование
- Измерение (физика)
Измерение — совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений).
Получившееся значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины. Измерение физической величины опытным путём проводится с помощью различных средств измерений — мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, систем, установок и т. д. Измерение физической величины включает в себя несколько этапов: 1) сравнение измеряемой величины с единицей; 2) преобразование в форму, удобную для использования (различные способы индикации).- Принцип измерений — физическое явление или эффект, положенное в основу измерений.
- Метод измерений — приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.
Характеристикой точности измерения является его погрешность Примеры измерений
- В простейшем случае, прикладывая линейку с делениями к какой-либо детали, по сути сравнивают её размер с единицей, хранимой линейкой, и, произведя отсчёт, получают значение величины (длины, высоты, толщины и других параметров детали).
- С помощью измерительного прибора сравнивают размер величины, преобразованной в перемещение указателя, с единицей, хранимой шкалой этого прибора, и проводят отсчёт.
В тех случаях, когда невозможно выполнить измерение (не выделена величина как физическая и не определена единица измерений этой величины) практикуется оценивание таких величин по условным шкалам, например, Шкала Рихтера интенсивности землетрясений, Шкала Мооса – шкала твёрдости минералов
Наука, предметом изучения которой являются все аспекты измерений, называется метрологией.
Содержание
- 1 Классификация измерений
- 1.1 По видам измерений
- 1.2 По методам измерений
- 1.3 По назначению
- 1.4 По точности
- 1.5 По отношению к изменению измеряемой величины
- 1.6 По числу измерений
- 1.7 По результатам измерений
- 2 История
- 3 Единицы и системы измерения
- 4 Литература и документация
- 4. 1 Литература
- 4.2 Нормативно-техническая документация
- 4.
- 5 Ссылки
- 6 См. также
Классификация измерений
По видам измерений
Основная статья: Виды измерений
- Прямое измерение — измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно.
- Косвенное измерение — определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.
- Совместные измерения — проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними.
- Совокупные измерения — проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях.
По методам измерений
- Метод непосредственной оценки — метод измерений, при котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений
- Метод сравнения с мерой — метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.
- Нулевой метод измерений — метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля.
- Метод измерений замещением — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины.
- Метод измерений дополнением — метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению
- Дифференциальный метод измерений — метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами
По назначению
Технические и метрологические измерения
По точности
Детерминированные и случайные
По отношению к изменению измеряемой величины
Статические и динамические
По числу измерений
Однократные и многократные
По результатам измерений
- Абсолютное измерение — измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.
- Относительное измерение — измерение отношения величины к одноимённой величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноимённой величине, принимаемой за исходную.
История
Единицы и системы измерения
Основная статья: Единицы измерения
- Международная система единиц (СИ)
- Метрическая система мер
- Система СГС
- Английская система мер
Литература и документация
Литература
- Кушнир Ф. В. Радиотехнические измерения: Учебник для техникумов связи — М.: Связь, 1980
- Нефедов В. И., Хахин В. И., Битюков В. К. Метрология и радиоизмерения: Учебник для вузов — 2006
- Н. С. Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям — М.: Логос, 2007
Нормативно-техническая документация
- РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения
- ГОСТ 8. 207-76 ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения
- МИ 2222-92 ГСИ. Виды измерений. Классификация
Ссылки
- Метрология
- Метрология
- Метрология измерений
См. также
- Погрешность измерения
- Средство измерений
- Физическая величина
- Измерение давления
- Калибровка
- Точность
- Воспроизводимость
- Основное уравнение измерений
- Динамометр
- Измерения в телекоммуникациях
Получившееся значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины. Измерение физической величины опытным путём проводится с помощью различных средств измерений — мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, систем, установок и т. д. Измерение физической величины включает в себя несколько этапов: 1) сравнение измеряемой величины с единицей; 2) преобразование в форму, удобную для использования (различные способы индикации).
1 Литература
207-76 ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положенияWikimedia Foundation. 2010.
Игры ⚽ Поможем написать курсовую
- Измерение (математика)
- Измерение звука
Полезное
Измерение и единицы измерения в физике
В этой статье мы узнаем о различных единицах измерения, доступных для измерения физической величины.
Начнем с определения измерения в физике.
Что такое измерение?
Измерение – это процесс вычисления количества неизвестной физической величины с использованием стандартной известной величины. Например, если мы хотим измерить длину книги, мы используем весы.
Здесь
- длина книги неизвестная физическая величина
- шкала – известное стандартное количество
Использование стандартного количества для измерения имеет решающее значение в наши дни, потому что раньше люди использовали свои части тела, такие как руки и ладони, для выполнения измерений. Однако части тела каждого человека различны, что приводит к неправильным результатам во время измерения.
Шкала является стандартной мерой для измерения длиныРезультатом измерения физических величин является числовое значение и эталон измерения. Например, предположим, что мы измеряем длину книги как 22 см. Здесь
- 22 — числовое значение, называемое величиной .
- см — эталон, известный как единица измерения.
Единица измерения в физике
Как упоминалось ранее, единицы измерения служат эталоном для определения измерения физической величины.
Они придают особое значение величине вещества. Например, если мы скажем, что объем книги равен 32, у нас не будет реального смысла в этом. Это потому, что объем может быть 32 мм 3 или 32 см 3 или 32 м 3 .
Однако, если мы используем такие единицы, как см 3 , мы получаем фактическое значение объема книги 32 см 3 .
Различные типы единиц измерения
В физике мы можем разделить единицы измерения на 3 основных типа:
1. Основные единицы
Это единицы, используемые для измерения основных величин. Например, килограмм для массы, метр для длины, секунда для времени и т. д.
Основные единицы могут выражаться без помощи каких-либо других единиц.
Например, Килограмм (кг) является основной единицей, поскольку она выражается независимо и не может быть разбита на несколько единиц.
2. Производные единицы
Это единицы измерения производных величин. Например, ньютон для силы, джоуль для энергии, ватт для мощности и т. д.
Производные единицы не могут быть выражены при отсутствии основных единиц. Например, Ньютон (Н) является производной единицей, поскольку ее нельзя выразить в отсутствие основной единицы ( метр ), и мы можем разбить ее на несколько единиц (Ньютон равен кг м/с 2 ).
3. Дополнительные единицы
Это единицы, объединенные с основными единицами для образования производных единиц. Например, радиан (единица плоского угла) и стерадиан (единица телесного угла).
Системы единиц измерения
В мире существует 4 системы стандартных единиц, используемых для измерения физической величины:
1.
Система СГСВ этой системе мы используем сантиметры, граммы и секунды для измерения длина, масса и время соответственно. Отсюда и название CGS (сантиметр, грамм, секунда).
| Физическая величина | СГС Единица измерения |
|---|---|
| Длина | сантиметр (см) |
| Масса | грамм (г) |
| Время | секунда (с) |
2. Система единиц FPS
В этой системе мы измеряем длину в футах, массу в фунтах и время в секундах. Отсюда и название FPS (Foot, Pound, Second).
| Физическое количество | Система FPS |
|---|---|
| Длина | футов (футов) |
| Масса | фунтов (фунтов) |
| Время | секунда (с) |
3.
Система MKSВ этой системе мы измеряем длину, массу и время физических величин в метрах, килограммах и секундах соответственно. Отсюда и название МКС (Масса, Килограмм, Секунда).
| Физическое количество | Система MKS |
|---|---|
| Длина | метр (м) |
| Масса | килограмм (кг) 901 16 |
| Время | секунды (с) |
4. Единица измерения СИ
До 1960 года существовало несоответствие в единицах измерения, поскольку в разных странах использовались разные единицы измерения. В США для измерения массы обычно используются фунты. Но в Индии используется килограмм.
Чтобы устранить эти различия, в 1960 году была введена Внутренняя система единиц (известная как единицы СИ). Она стандартизирует единицы измерения во всем мире.
Система единиц СИ обеспечивает стандартную единицу для 7 основных величин и 2 дополнительных величин.
| Основные величины | Единица СИ | Символ |
|---|---|---|
| Длина | Метр | м |
| Масса | Килограмм | кг |
| Время | Секунда | с |
| Ток | Ампер 90 116 | A |
| Количество вещества | Моль | моль |
| Температура | Кельвин | K |
| Сила света | Кандела | Cd |
Единицы дополнительных величин:
- Плоский угол – радиан (рад)
- Solid Angle – Стерадиан (старший)
Единицы измерения различных физических величин
Ниже вы можете найти справочную таблицу для единиц измерения различных физических величин, которые мы используем на регулярной основе:
| Физические величины | Единица измерения |
|---|---|
| Площадь | м 2 |
| Объем | м 3 |
| Плотность | кг м -3 |
| м с -1 | |
| Ускорение | м с -2 |
| Импульс | кг м с -1 |
| Сила | Ньютон (Н), кг м с -2 |
| Паскаль (Па), кг·м -1 с -2 | |
| Работа | Джоуль (Дж), кг·м 2 с -2 |
| Энергия | 903 11 Дж, кг·м 2 с -2|
| Мощность | Ватт (Вт), кг·м 2 с -3 |
| Угол | Радиан (рад) |
| Крутящий момент 90 116 | Н·м |
| Частота | Гц (с -1 ) |
| Импульс | Н с |
| Гравитационная постоянная | Н·м 2 кг -2 |
| Поверхностное натяжение | 903 11 Н·м -1|
| Угловой момент | кг·м 2 с -1 |
| Момент инерции | кг·м 2 |
Связанная статья: Размерное уравнение и формула 9 0003
измерений: определение и типы | StudySmarter
Измерить — значит сравнить величину физического свойства объекта или системы с образцом или стандартом, который может сообщить нам его значение.
Измерения в повседневной жизни включают:
- Измерение ветра и метеорологических условий, позволяющих летать самолетам.
- Измерение потребности региона в электроэнергии, обеспечивающее бесперебойную работу электросети.
- Измерение спроса на продукты в супермаркете
- Измерение волн и ветра, чтобы серферы и моряки могли безопасно выходить на улицу.
- Измерение потребления энергии в вашем доме, чтобы энергетическая компания знала сумму, которую вам нужно заплатить.
- Измерение температуры человека для проверки его здоровья.
Рисунок 1. Физическое свойство «длина» измеряется, а затем переводится в единицы с использованием стандарта.
Как измерения соотносятся с единицами измерения и физическими величинами?
Единиц сообщает нам значение физической величины, которую мы измеряем.
Действия по измерению объекта проводятся для изучения его свойств (или физической величины), а затем сравниваются с принятой нормой для получения значения (единицы измерения).
См. пример ниже:
Вы хотите узнать вес посылки. Вес – это физическое количество посылки. Вам нужно сравнить это с единицей измерения, чтобы узнать ее значение. Единицы измерения различаются в зависимости от используемой системы единиц измерения.
Измерение с использованием различных систем единиц измерения
Существует несколько различных систем единиц измерения. Наиболее общепринятой системой единиц является Международная система единиц (СИ) . Другими системами единиц являются обычная система США и имперская система.
Измерения с использованием разных систем могут давать разные значения, поскольку они измеряют одни и те же физические величины, используя разные единицы измерения. Примером этого является определение температуры в имперской системе, в которой используется шкала Фаренгейта.
Температура замерзания воды составляет 273,15 Кельвина в системе СИ и 32 F в имперской системе.
Проведение измерений
Вообще говоря, существует два метода измерений: один основан на эталоне , а другой использует формальные единицы измерения.
Измерение по эталону
Принцип прост: вы берете объект и используете его в качестве эталона для измерения величины.
Повседневный пример — использование ложки для измерения сахара в кофе. Тем не менее, вы можете увидеть проблему с этим — ложки бывают разных размеров, и вы также можете добавить больше сахара в зависимости от того, насколько вы наполняете ложку.
Проведение измерений с использованием формальных единиц
Этот метод предполагает использование эталона, чтобы вы могли воспроизводить измерения каждый раз, когда они вам нужны.
Допустим, вам нужно 10 граммов сахара. Вам понадобятся весы, но теперь вы сможете каждый раз отмерять ровно 10 граммов сахара. Вы можете добавлять и удалять сахар, чтобы получить правильное измерение и воспроизвести его, когда захотите кофе.
Способность воспроизводить значения, используя инструмент в качестве эталона, — вот почему системы единиц важны при измерениях.
Проведение точных измерений
При проведении измерений важна точность.
Чтобы достичь этого, вы должны следовать этим инструкциям:
- Установите ваши инструменты на ноль.
- Если у вас есть инструменты, которые используют метки для считывания результатов, всегда считывайте значение, глядя прямо над значениями, а не сбоку. Если вы не будете осторожны при чтении значений, могут возникнуть ошибки параллакса . Рисунок 2. При использовании инструментов с метками убедитесь, что ваши глаза находятся прямо над меткой, чтобы избежать ошибок параллакса.
- При необходимости повторите измерения. Многие ошибки происходят из-за измерений, которые содержат незначительные ошибки. Вы можете уменьшить некоторые ошибки, измерив несколько раз, а затем усреднив результаты.
При измерении времени, необходимого маятнику для совершения полного колебания, если вы используете таймер, измеренное время будет зависеть от времени вашей реакции. В этом случае необходимо провести несколько измерений, чтобы можно было рассчитать более точное среднее значение.
Представление измерений в реальной жизни
Чтобы графически представить ваши измерения в реальной жизни, вы можете использовать график. Графики — это рисунки, в которых используются переменные «x» и «y», чтобы связать изменение одного значения с другим. Проще говоря, график — это графическое отношение двух или более переменных. Обычно x называют независимой переменной, а y — зависимой переменной.
См. пример графика ниже, показывающего, как движение маятника затухает с течением времени.
Рис. 3. Простой график, показывающий время, необходимое маятнику для раскачивания. Время сокращается с каждым измерением..
Переменная «x» представляет измерение. Первая точка — это первое измерение, где маятник приходит и уходит за 2 секунды. После первого измеренного значения x1 вы делаете второе измерение x2, затем x3, x4 и так далее.
Вторая точка – второе измерение x2. Маятник движется меньше, пока медленно не остановится.