2. Роль отечественных и зарубежных ученых в становлении метрологии.

2. Роль отечественных и зарубежных ученых в становлении метрологии.

Метрология как наука охватывает круг проблем, связанных с измерениями. В дословном переводе – «метро»-мера, «логос»-учение. Т. о. метр-гия – учение о мерах. По стандарту метр-гия – это наука об измерениях, м-дах и ср-вах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Возникновение ее связано с необходимостью измерения результатов своего труда. 1-ый счетный инструмент – палец.

Измерение – это процесс сравнения. Один из самых древних способов измерения – измерение веса с помощью семян бобов (гран – ед. изм. ). Много возникло антропометрических единиц измерения – вершок, локоть, пядь, верста. В последствии в другие времена люди перешли к пониманию ценности вещественных мер – мина (измерение времени с помощью воды, мина ≈ 2 часа).

Важным итогом стало осознание роли и внедрение в практику естественных мер: 1-ая ест-ая мера – вращение Земли вокруг Солнца (мера времени). Относительная погрешность результата измерения при этом . Точность естественных мер времени была весьма высокой по сравнению с песочными и механическими часами (с вещественными мерами).

Христиан Гюйгенс предложил измерять время по ударам сердца, находясь в церкви. Галилео Галилей – математический маятник . Не смотря на все проблемы идея Гюйгенса не была реализована. Она обсуждалась в комиссии мер и весов, созданной России в то время. В то время в России работал Эйлер. Комиссия рассмотрела возможность определения сажени через длину меридиана Земли. После этого были введены в соответствии с международным соглашением вещественные международные прототипы единиц длины и массы (1875г. – Метрическая конвенция). Размеры этих единиц стали распространяться посредством сличений. Платиново-иридиевые прототипы длины работают с погрешностью 10^-7.

В 1954 – 10-ая генеральная конференция по мерам и весам приняла определение метра, как длины, =ой 1. 650. 763, 73 длин волн в вакууме излучения атома криптона 86. Относительная погрешность т. о. уменьшалась в несколько сот раз.

Претерпела изменения и единицы времени – секунда, определяемая теперь как 9. 192. 631. 770 периодов излучения цезия 133.

Активное внедрение естественных единиц продолжается по сей день.

Метр-гия в начале носила описательный хар-р. 1-ый учебник – «Общая метр-гия» 1849 Петрушевского. Эта книга в то время была удостоена императорской академией демидовской премии.

Большую роль сыграли отеч. ученые М. В. Ломоносов – дал определение понятия массы и меры.

Якоби Б. С., Струвве О. В. – инициаторы заключения метрической конвенции (по которой все перешли на общую(единую) метрическую систему единиц).

Менделеев Д. И. – выдающийся метролог. Он счит, что «наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры»

Квалиметрия – наука об измерении качества (философия оперирует квалиметрическими м-дами).

Метр-гия делится на: 1) теоретическую – включает в себя учение об измеряемых величинах, их размерностях, единицах и системах единиц, теорию измерений, вопрос обработки результатов измерения и вычисления измеряемых величин.

Адекватным математическим аппаратом современной метр-гии является теория вероятности, математическая статистика, а также дифференциальное и интегральное исчисление.

2) Понятием прикладной метр-гии объединяются законодательная и организацонно-практическая деятельность, направленная на обеспечение единства измерений как в нашей стране, так и на международном уровне (з-н о единстве измерений, з-н о техническом регулировании, ГОСТы)

1. общие положения теоретической метрологии

Теор вер-сти мат статисстика

 

3. Измерительные шкалы (шкала порядка, реперная шкала, шкала интервалов, шкала отношений).

 

Квалиметрия – наука об измерении качества (философия оперирует квалиметрическими м-дами).

Измерения заключаются в получении информации о размере измеряемой величины. Единственным способом получения такой информации является сравнение. В простейшем случае это сравнение по принципу больше/меньше, хуже/лучше (на сколько больше, на сколько хуже).

Шкалы порядка. Напр., масса оного тела м. б. больше или меньше массы другого тела, поэтому расположив их в порядке возрастания или убывания, мы получим шкалу порядка. Это простейшая шкала, позволяющая получить ориентировочные представления о размере величин. Часто по этой шкале м. расставить величины чисто умозрительно (матрешки). Это говорит о том, что органолептический способ, основанный на 5 органах чувств – зрение, слух, обоняние, осязание, вкус, ничуть не хуже инструментального, особенно если к точности измерений не предъявляется высоких требований.

Некоторые точки на шкале порядка м. зафиксировать в кач опорных, реперных. Т. т. мы переходим к реперным шкалам (измерение твердости минералов, чувствительности фотопленок). 1-ую реперную шкалу в 1806 г. предложил Френсис Боффорд для измерения силы ветра (важно для парусных судов) – сила ветра по Боффорду:

Действие ветра (реперные точки)	Название	Баллы	Сила ветра с м/с
Дым идет вертикально	Штиль		0-0, 9
Дым идет наклонно	Тихий		0, 9-2, 4
Ощущение ветра лицом	Легкий		2, 4-4, 4
Развиваются флаги	Слабый		4, 4-6, 7
Поднимается пыль	Умеренный		6, 7-9, 3
Появляются волны	Свежий		9, 3-12, 3
Свист в вантах	Сильный		12, 3-15, 6
На волнах образуется пена	Крепкий		15, 6-18, 9
Трудно идти против ветра	Очень крепкий		18, 9-22, 6
Срывает черепицу	Шторм		22, 6-26, 4
Вырывает деревья	Сильный шторм		26, 4-30, 4
Большие разрушения	Жестокий шторм		30, 4-34, 8
Опустошительное действие	Ураган		34, 8-39, 2

Эта шкала базируется на реперных точках.

По реперным шкалам мы измеряем и t. 0⁰-тройная точка воды. На базе этих реперных точек была создана международная практическая температурная шкала (МПТШ). К 0 по Кельвину мы можем только приблизиться, но не достичь его.

Реперные точки	Температура (Кельвин)
Тройная точка водорода	13, 81
Точка кипения водорода	20, 28
Точка кипения неона	27, 102
Тройная точка кислорода	54, 316
Точка кипения кислорода	90, 188
Тройная точка воды	273, 16
Точка кипения воды	373, 15
Точка затвердевания цинка	692, 73
Точка затвердевания серебра	1235, 18
Точка затвердевания золота	1337, 58

Недостаток реперных шкал: неопределенность интервалов между реперными точками.

В некоторых случаях м. измерять величины в интервалах или в долях интервала между 2-мя реперными точками. Для этого д. обеспечиваться возм-ть пропорционального деления шкал. Это достигается за счет преобразовании измеряемой величины в другую величину. В этом случае реперную шкалу м. преобразовать в шкалу интервалов. По ней уже можно говорить не только о том, что один размер больше другого, но и определять на сколько больше. Сказать во сколько раз больше нельзя. Особенность (недостаток) шкалы интервалов – начальная точка на ней выбирается произвольно (летоисчисление – шкала интервалов).

В этой ситуации возникает новая проблема – проблема согласования шкал. Этого можно избежать если в качестве одной из 2-х реперных точек выбрать нулевую точку. Построенная т. о. шкала наз шкалой отношений. В отл от шкалы интервалов фиксация 0-ой точки позволяет по шкале отношений определять во сколько раз одно значение больше или меньше другого.

 

 

12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: