9. 測定値の時間依存性および測定値のセットに基づく測定値の分類。

13. 系統的な測定誤差を理由ごとに分類する。

14. 系統的な測定誤差をその発現の性質に応じて分類する。

15. 測定方法の分類、分類に含まれる方法の定義。

16. 用語の定義: 測定器、測定装置、測定トランスデューサ、測定設備、測定システム。

17. 測定器の分類。

18. 測定トランスデューサの分類。

質問19. 直動式測定器の構造

質問20. 比較測定器の構造について

質問 21. 測定器の計量学的特性

26. 測定器の動特性：微分方程式、伝達関数。

27. 測定器の周波数特性。

28. 測定装置の誤差の分類。

29) 加算、乗算、ヒステリシス誤差および変動の決定

30) 主な測定誤差、追加の測定誤差、絶対的な測定誤差、相対的な測定誤差、および減少した測定誤差の決定

31) 測定器の計量特性の標準化

32. 測定器の計量特性の標準化。

34 測定の精度を決定する特性を正規化する方法。 統計分布の特徴。

35 重大な測定誤差の特定と除去。

36. 測定システムの構成とその特徴

8. 物理量の真の実際の測定値。

物理量とは、物体の性質（現象、過程）の一つで、量的な値は異なるものの、多くの物体に定性的に共通するものです。

測定の目的は、物理量の値、つまり許容される特定の単位数を決定することです (たとえば、製品の質量を測定した結果は 2 kg、建物の高さは 12 m など)。 ）。

客観性への近似の程度に応じて、物理量の真の値、実際の値、測定値が区別されます。

物理量の真の値- これは、オブジェクトの対応する特性を定性的および定量的に理想的に反映する値です。 測定ツールや測定方法が不完全であるため、量の真の値を取得することは事実上不可能です。 それらは理論的にしか想像できません。 そして、測定中に得られる値は多かれ少なかれ真の値に近づくだけです。

物理量の実数値- これは実験的に発見された量の値であり、真の値に非常に近いため、特定の目的のために代わりに使用できます。

物理量の測定値・特定の方法および測定器を用いて測定した値です。

9. 測定値の時間依存性および測定値のセットに基づく測定値の分類。

測定値の変化の性質に応じて、静的測定と動的測定があります。

動的測定 - 時間の経過とともにサイズが変化する量の測定値。測定量のサイズが急速に変化する場合は、その瞬間を最も正確に判断して測定する必要があります。 たとえば、地球の表面レベルまでの距離を測定する場合、 熱気球または電流の定電圧を測定します。 本質的に、動的測定は、時間に対する測定量の関数依存性の測定です。

静的測定 - 考慮された量の測定 割り当てられた測定タスクに従っており、測定期間を通じて変化しません。たとえば、製造された製品の線形サイズを常温で測定することは、静的であると考えることができます。これは、作業場での 10 分の 1 度レベルの温度変動によってもたらされる測定誤差は 10 μm/m 以下であり、これは比較にならないほど重要ではないからです。部品の製造誤差によるものです。 したがって、この測定タスクでは、測定された量は変化しないと考えることができます。 州の主要標準に対して線長測定値を校正する場合、サーモスタットにより温度を 0.005 °C のレベルに維持する安定性が確保されます。 このような温度変動により生じる測定誤差は 1,000 分の 1 であり、0.01 μm/m 以下です。 しかし、この測定タスクではこれは不可欠であり、測定プロセス中の温度変化を考慮することは、必要な測定精度を確保するための条件になります。 したがって、これらの測定は動的測定技術を使用して実行する必要があります。

既存の測定値セットによるとの上 電気（電流、電圧、電力） 、機械式 (質量、製品の数、労力); 、火力発電(温度、圧力); 、 物理的な(密度、粘度、濁度); 化学薬品（組成、化学的性質、濃度） 、無線工学等

結果を取得する方法に応じた測定値の分類（タイプ別）。

測定結果を取得する方法に応じて、直接測定、間接測定、累積測定、および共同測定が区別されます。

直接測定は、測定量の望ましい値が実験データから直接見出される測定です。

間接測定は、測定量と直接測定を使用して決定された量との間の既知の関係に基づいて、測定量の所望の値が見出される測定量である。

累積測定とは、同じ名前のいくつかの量が同時に測定され、同じ名前の量の直接測定に基づいて得られる連立方程式を解くことによって決定された値が求められる測定値です。

結合測定は、2 つ以上の異なる量の関係を見つけるための測定と呼ばれます。

結果の精度を決定する条件と結果を取得するための測定の数に応じた測定の分類。

結果の精度を決定する条件に応じて、測定値は次の 3 つのクラスに分類されます。

1. 既存の技術レベルで達成可能な最高精度の測定。

これらには、まず第一に、物理量の確立された単位を可能な限り高い精度で再現することに関連する標準測定値が含まれます。さらに、物理定数、主に普遍的なもの (たとえば、重力加速度の絶対値、陽子の磁気回転比など）。

このクラスには、高精度を必要とする特殊な測定も含まれています。

2. 制御および検証測定。その誤差は、一定の確率で、特定の指定値を超えてはなりません。

これらには、規格の実施と遵守、測定機器の状態を国家監督する研究所や工場の測定研究所によって実施される測定が含まれ、一定の確率で結果の誤差が一定の所定値を超えないことが保証されます。

3. 結果の誤差が測定器の特性によって決定される技術的な測定。

技術的な測定の例としては、機械製造企業の生産プロセス中や発電所の配電盤などで実行される測定があります。

測定の数に基づいて、測定は単一と複数に分けられます。

単一測定とは、1 回行われる 1 つの量の測定です。 実際には、1 回の測定には大きな誤差が生じるため、誤差を減らすために、このタイプの測定を少なくとも 3 回実行し、その算術平均を結果として取得することをお勧めします。

複数の測定は、4 回以上実行される 1 つ以上の量の測定です。 複数の測定は、一連の単一の測定です。 測定値が複数であるとみなされる測定値の最小数は 4 です。 複数の測定の結果は、行われたすべての測定結果の算術平均です。 測定を繰り返すと、誤差は減少します。

ランダムな測定誤差の分類。

ランダム誤差は、同じ量を繰り返し測定する際にランダムに変化する測定誤差の構成要素です。

1) ラフ - 許容誤差を超えない

2) ミスは重大なエラーですが、人によって異なります。

3) 予想 - 作成時の実験の結果として得られます。 条件

物理量

物理量– これは物質世界の物理的物体または現象の特性であり、定性的な意味では多くの物体または現象に共通ですが、定量的な意味ではそれぞれの物体または現象に個別的です。 たとえば、質量、長さ、面積、温度などです。

それぞれの物理量には独自のものがあります 定性的および定量的特性 .

定性的特性どのような性質によって決まるのか 物質的なオブジェクトあるいは、この量が物質世界のどのような特徴を特徴づけるか。 このように、鉄、木材、布、ガラスなどの材料は「強度」という性質によって定量的に特徴づけられますが、それぞれの強度の定量的な値は全く異なります。

物理量に反映される、あらゆる物体の特性内容の量的な違いを識別するために、この概念が導入されます。 物理量サイズ 。 このサイズはプロセス中に設定されます 測定値- 数量の定量的値を決定するために実行される一連の操作 (連邦法「測定の均一性の確保について」)

測定の目的は、物理量の値、つまり許容される特定の単位数を決定することです (たとえば、製品の質量を測定した結果は 2 kg、建物の高さは 12 m など)。 ）。 各物理量の大きさの間には、数値形式 (「多い」、「少ない」、「等しい」、「合計」など) の関係があり、この量のモデルとして機能します。

客観性への近似の程度に応じて、それらは区別されます。 物理量の真の値、実際の値、測定値 .

物理量の真の値は、これは、オブジェクトの対応する特性を定性的および定量的に理想的に反映する値です。 測定ツールや測定方法が不完全であるため、量の真の値を取得することは事実上不可能です。 それらは理論的にしか想像できません。 そして、測定中に得られる値は多かれ少なかれ真の値に近づくだけです。

物理量の実際の値は、これは実験的に見つかった量の値であり、真の値に非常に近いため、特定の目的の代わりに使用できます。

物理量の測定値 -特定の方法や測定器を用いて測定した値です。

測定を計画するときは、測定数量の範囲が測定タスクの要件を確実に満たすように努める必要があります（たとえば、管理中、測定数量は製品品質の対応する指標を反映する必要があります）。

各製品パラメータについて、次の要件を満たす必要があります。

可能性を排除した、測定値の定式化の正確さ さまざまな解釈（例えば、製品の「質量」や「重さ」、容器の「体積」や「容量」などがどのような場合に決まるのかを明確に定義する必要があります。）

測定対象の特性の確実性（たとえば、「部屋の温度は～℃以下」）により、異なる解釈が可能になる可能性があります。要件の文言を変更する必要があります。この要件が最大値に対して確立されているのか、それとも最大値に対して確立されているのかが明らかであること 平均気温敷地（後で測定を実行するときに考慮されます）。

標準化された用語の使用。

物理単位

定義上、1 に等しい数値が割り当てられる物理量は、 物理量の単位。

物理量の多くの単位は、測定に使用される尺度 (メートル、キログラムなど) によって再現されます。 開発の初期段階では 物質文化（奴隷所有社会や封建社会では）長さ、質量、時間、面積、体積など、狭い範囲の物理量を表す単位がありました。 物理量の単位は相互に関連せずに選択され、さらにはその単位が異なります。 さまざまな国そして 地理的領域。 こうして出来上がったのが 多数の多くの場合、名前は同じですが、肘、足、ポンドなどサイズが異なります。

民族間の貿易関係の拡大や科学技術の発展に伴い、物理量の単位数が増加し、単位の統一や単位系の創設の必要性がますます高まってきました。 物理量の単位とその体系に関して特別な国際協定が締結され始めました。 18世紀に フランスではメートル法が提案され、後に国際的に認められました。 これに基づいて、多くのメートル法単位系が構築されました。 現在、国際単位系 (SI) に基づいて、物理量の単位のさらなる順序付けが行われています。

物理量の単位は次のように分けられます。 全身的な、 つまり、任意の単位系に含まれる単位、および非単位系単位 (mmHg、馬力、電子ボルトなど) が含まれます。

システムユニット物理量は次のように分けられます 基本的な、任意に選択 (メートル、キログラム、秒など)、および デリバティブ、量間の接続方程式によって形成されます (メートル/秒、キログラム/立方メートル、ニュートン、ジュール、ワットなど)。

物理量の単位よりも何倍も大きいまたは小さい量を表現する便宜のために、次を使用します。 単位の倍数 (例: キロメートル - 10 3 m、キロワット - 10 3 W) そして約数 (たとえば、1 ミリメートルは 10 -3 メートル、ミリ秒は 10 -3 秒です)。

メートル単位系では、物理量の倍数単位および分数単位 (時間と角度の単位を除く) は、システム単位に 10 n を乗算することによって形成されます。ここで、n は正の整数または 負の数。 これらの数値はそれぞれ、倍数や単位を形成するために採用される 10 進数の接頭辞の 1 つに対応します。

1960 年、国際度量衡機構 (IIOM) の第 11 回度量衡総会で、国際度量衡システムが採択されました。 単位(SI)。

国際単位系の基本単位は： メーター (m) – 長さ、 キログラム (kg) – 質量、 2番 (s) – 時間、 アンペア (A) – 電流の強さ、 ケルビン (K) – 熱力学温度、 カンデラ (cd) – 光度、 ほくろ – 物質の量。

物理量のシステムとともに、いわゆる非システム単位が依然として測定の実践で使用されています。 これらには、たとえば、圧力の単位 - 大気圧、水銀柱ミリメートル、長さの単位 - オングストローム、熱量の単位 - カロリー、音響量の単位 - デシベル、バックグラウンド、オクターブ、時間の単位 - 分と時間などが含まれます。現在、それらを最小限に抑える傾向にあります。

国際単位系には、普遍性、あらゆる種類の測定の単位の統一、系の一貫性 (一貫性) (単位系の比例係数) など、多くの利点があります。 物理方程式無次元）、科学、技術、科学のプロセスにおけるさまざまな専門家間の相互理解の向上 経済的つながり国家間。

現在、ロシアにおける物理量の単位の使用はロシア連邦憲法（第71条）によって合法化されている（規格、基準、メートル法、時間計算はロシア連邦憲法の管轄下にある） ロシア連邦） そして 連邦法「測定値の均一性の確保について」 法律の第 6 条は、度量衡総会によって採択され、使用が推奨された国際単位系の量の単位のロシア連邦における使用を決定します。 国際機関法定計量学。 同時に、ロシア連邦では、ロシア連邦政府によって確立された名前、指定、記述規則および適用に関する非体系的な数量単位の使用が、SI と同等の基準で受け入れられることができます。量の単位。

実際の活動では、GOST 8.417-2002 で規制されている物理量の単位に従う必要があります。 国家システム測定の均一性を確保します。 量の単位。」

標準と必須の使用 基本と派生 国際単位系の単位、およびこれらの単位の小数倍および約数を使用する場合、SI に含まれない一部の単位、SI 単位との組み合わせ、および国際単位系の小数倍および約数を使用することが許可されています。実際に広く使用されている単位をリストします。

この規格は、乗数 (10 -24 から 10 24 まで) と接頭辞を使用した SI 単位の小数倍数と約数の名前と指定の形成規則、単位指定の記述規則、一貫した派生 SI の形成規則を定義しています。単位

SI 単位の小数倍数と約数の名前と指定を形成するために使用される係数と接頭辞を表に示します。

SI 単位の小数倍数と約数の名前と指定を形成するために使用される係数と接頭辞

10 進乗数	プレフィックス	プレフィックス指定	10 進乗数	プレフィックス	プレフィックス指定
国際	ラス	国際	ラス
10 24	イオッタ	Y	そして	10 –1	デシ	d	d
10 21	ゼッタ	Z	Z	10 –2	センチ	c	と
10 18	エクサ	E	E	10 –3	ミリ	メートル	メートル
10 15	ペタ	P	P	10 –6	マイクロ	µ	mk
10 12	てら	T	T	10 –9	ナノ	n	n
10 9	ギガ	G	G	10 –12	ピコ	p	n
10 6	メガ	M	M	10 –15	フェムト	f	f
10 3	キロ	k	に	10 –18	アト	ある	あ
10 2	ヘクト	h	G	10 –21	ゼプト	z	h
10 1	響板	だ	はい	10 –24	イオクト	y	そして

コヒーレント派生ユニット国際単位系は、原則として、数値係数が 1 に等しい、数量間の最も単純な接続方程式 (定義方程式) を使用して形成されます。派生単位を形成するには、接続方程式内の数量の指定が置き換えられます。 SI 単位の指定によって表されます。

結合方程式に 1 以外の数値係数が含まれている場合、SI 単位の一貫した導関数を形成するには、SI 単位の値を含む量の表記が右側に代入され、係数を乗算した後、合計数値は 1 に等しくなります。

物理量

物理量 - 物性定量的に特徴付けることができる物質、物理現象、プロセス。

物理量値- この物理量を特徴づける 1 つ以上の (テンソル物理量の場合) 数値。それらの取得に基づいた測定単位を示します。

物理量の大きさ- に表示される数字の意味 物理量値.

たとえば、これを使用して車の特性を評価できます。 物理量、塊のように。 同時に、 意味この物理量は、たとえば 1 トンになります。 サイズ- 番号 1、または 意味 1000キログラムになります、そして サイズ- 番号 1000。同じ車を別の車を使用して特徴付けることができます。 物理量- スピード。 同時に、 意味この物理量のベクトルは、例えば時速100kmというある方向のベクトルとなり、 サイズ- 100番。

物理量の次元- に登場する測定単位 物理量値。 一般に、物理量にはさまざまな次元があります。たとえば、長さ - ナノメートル、ミリメートル、センチメートル、メートル、キロメートル、マイル、インチ、パーセク、光年などです。これらの測定単位の一部は (物理量を考慮せずに)、小数因数) を入力できます さまざまなシステム 物理単位- SI、SGSなど

多くの場合、物理量は、他のより基本的な物理量を使って表現できます。 (たとえば、力は物体の質量とその加速度で表現できます。) つまり、 したがって、寸法このような物理量は、これらのより一般的な量の次元を通じて表現できます。 (力の次元は質量と加速度の次元で表現できます。) (多くの場合、ある物理量の次元を他の物理量の次元で表現することは、 独立したタスク場合によっては、それ自体の意味と目的があります。)このようなより一般的な量の次元は、多くの場合、すでに定義されています。 基本単位何らかの物理単位系、つまり、それ自体が他のものを通じて表現されなくなったもの、 さらに一般的な数量。

例。
物理量パワーを次のように書くと

P= 42.3 × 103 W = 42.3 kW、 Rは、この物理量の一般に受け入れられている文字指定です。 42.3×103W- この物理量の値、 42.3×103- この物理量のサイズ。

W- これは略語です の 1 つこの物理量の測定単位 (ワット)。 リテラ には、小数点「キロ」の国際単位系 (SI) の指定です。

次元および無次元の物理量

• 次元物理量- 物理量。その値を決定するには、この物理量の何らかの測定単位を適用する必要があります。 物理量の大部分は次元です。
• 無次元物理量- 値を決定するには、そのサイズを示すだけで十分な物理量。 たとえば、比誘電率は無次元の物理量です。

加法的および非加法的な物理量

• 加法的な物理量- 物理量、 さまざまな意味これは、合計したり、数値係数を乗算したり、互いに除算したりできます。 例えば、物理量質量は加算的な物理量である。
• 非加算的な物理量- 合計したり、数値係数を乗算したり、その値を互いに除算したりすることが物理的な意味を持たない物理量。 例えば、物理量温度は非加算的な物理量である。

広範囲かつ集中的な物理量

物理量はと呼ばれます

• その値の大きさが、システムを構成するサブシステムのこの物理量の値 (たとえば、体積、重量) の合計である場合、広範囲。
• 値の大きさがシステムのサイズ (温度、圧力など) に依存しない場合、集中的です。

角運動量、面積、力、長さ、時間などの一部の物理量は、広範囲にも集中にもなりません。

導出量は、いくつかの広範な量から形成されます。

• 特定の量は質量で割った量です (比容積など)。
• 大臼歯量は、物質の量 (たとえば、モル体積) で割った量です。

スカラー、ベクトル、テンソル量

まさに 一般的な場合 物理量は、あるランク（価数）のテンソルで表現できると言えます。

物理量の単位系

物理量単位系は物理量の測定単位の集合であり、いわゆる基本測定単位が一定数存在し、残りの測定単位はこれらの基本単位で表現できます。 物理単位系の例としては、国際単位系 (SI)、GHS があります。

物理量の記号

文学

• RMG 29-99計測学。 基本的な用語と定義。
• ブルダン G.D.、バザクツァ V.A. 物理量の単位。 - ハリコフ：ヴィシュチャ学校、。

すでに確立したように、物理学は私たちの周囲の世界の一般的なパターンを研究します。 これを行うために、科学者は物理現象の観察を行います。 しかし、現象を説明するときは、日常的な言葉ではなく、厳密に定義された特別な言葉を使用するのが通例です。 ある意味、 - 条項。 前の段落ですでにいくつかの物理用語に遭遇しました。 多くの用語は、その意味を学び、覚えるだけで済みます。

さらに、物理学者は次のことを説明する必要があります。 さまざまなプロパティ物理現象とプロセスの（特性）を評価し、それらを定性的だけでなく定量的にも特徴付けます。 例を挙げてみましょう。

石の落下時間と、石が落ちる高さからの依存性を調べてみましょう。 経験上、高さが高くなるほど落下時間は長くなります。 これ 定性的説明、実験結果の詳細な説明は許可されていません。 落下などの現象のパターンを理解するには、たとえば、高さが 4 倍になると、石が落ちるまでの時間は通常 2 倍になることを知っておく必要があります。 これは、現象の特性とそれらの関係の定量的な特性の例です。

物理的な物体、プロセス、現象の性質（特性）を定量的に記述するために、物理量が使用されます。 あなたが知っている物理量の例としては、長さ、時間、質量、速度などがあります。

物理量は、物体、プロセス、現象の特性を定量的に記述します。

あなたは以前にいくつかの量を見つけたことがあります。 数学の授業では、問題を解くときに、セグメントの長さを測定し、移動した距離を求めました。 この場合、同じ物理量、つまり長さを使用しました。 他のケースでは、歩行者、車、アリなど、さまざまな物体の移動時間を調べましたが、今回は 1 つの物理量のみを使用しました。 すでにお気づきのとおり、異なる物体に対して同じ物理量には時間がかかります。 さまざまな意味。 たとえば、異なるセグメントの長さは同じではない場合があります。 したがって、まったく同じ量が異なる値をとり、さまざまな物体や現象を特徴付けるために使用されることがあります。

物理量を導入する必要性は、物理法則が物理量の助けを借りて書かれているという事実にもあります。

式や計算では、物理量はラテン語とギリシャ語のアルファベットで表されます。 一般に受け入れられている指定があります。たとえば、長さ - l または L、時間 - t、質量 - m または M、面積 - S、体積 - V などです。

物理量の値（測定の結果得られた同じ長さのセグメント）を書き留めると、この値が単なる数値ではないことがわかります。 セグメントの長さが 100 であるとはいえ、それがどの単位 (メートル、センチメートル、キロメートルなど) で表現されるかを明確にする必要があります。 したがって、物理量の値は名前付きの数であると言われます。 これは、数値の後にこの量の単位の名前を続けて表すことができます。

物理量の値 = 数値 * 量の単位。

多くの物理量 (長さ、時間、質量など) の単位は、もともと日常生活の必要性から生まれました。 彼らのために 異なる時間さまざまな人々がさまざまな単位を思いつきました。 興味深いことに、多くの量単位の名前には次のような特徴があります。 さまざまな国これらの単位を選択するときに人体の寸法が使用されたため、これらは同じです。 たとえば、「キュビット」と呼ばれる長さの単位が使用されていました。 古代エジプト、バビロン、アラブ世界、イギリス、ロシア。

しかし、長さはキュビトだけでなく、バ​​ーショク、フィート、リーグなどでも測定されました。同じ名前であっても、同じサイズの単位は民族によって異なっていたと言うべきです。 1960 年に科学者は国際単位系 (SI または SI) を開発しました。 このシステムはロシアを含む多くの国で採用されています。 したがって、このシステムのユニットの使用は必須です。
物理量の基本単位と派生単位を区別するのが通例です。 SI では、基本的な機械単位は長さ、時間、質量です。 長さはメートル (m)、時間は秒 (s)、質量はキログラム (kg) で測定されます。 派生単位は、物理量間の関係を使用して基本単位から形成されます。 たとえば、面積の単位である平方メートル（m2）は、一辺の長さが1メートルの正方形の面積に等しくなります。

測定や計算を行う際には、数値が量の単位とは何倍も異なる物理量を扱わなければならないことがよくあります。 このような場合、単位の名前に接頭辞が追加され、単位を特定の数で乗算または除算することを意味します。 非常に多くの場合、許容される単位に 10、100、1000 など (複数の値) を掛けたり、単位を 10、100、1000 など (複数の値、つまり分数) で除算したりすることが使用されます。 たとえば、1000 メートルは 1 キロメートル (1000 メートル = 1 km) であり、接頭辞はキロです。

物理量の単位の 10 倍、100 倍、1000 倍を意味する接頭辞を表 1 に示します。
結果

物理量は、物理的なオブジェクト、プロセス、または現象の特性の定量的特性です。

物理量は、さまざまな物理的オブジェクトおよびプロセスの同じ特性を特徴付けます。

物理量の値は名前付きの数値です。
物理量の値 = 数値 * 量の単位。

質問

1. 物理量は何に使われますか? 物理量の例を挙げてください。
2. 次の用語のうち、物理量であるものとそうでないものはどれですか? 定規、車、寒さ、長さ、速度、温度、水、音、質量。
3. 物理量の値はどのように書かれていますか?
4. SIとは何ですか？ 何のためにあるのでしょうか？
5. どの単位が基本単位と呼ばれ、どれが微分単位と呼ばれますか? 例を挙げてください。
6. 体重は250gです。この体の質量をキログラム（kg）とミリグラム（mg）で表します。
7. 距離 0.135 km をメートルとミリメートルで表します。
8. 実際には、体積の非システム単位がよく使用されます - リットル: 1 l = 1 dm 3。 SI では、体積の単位は立方メートルと呼ばれます。 1立方メートルは何リットルですか? 一辺 1 cm の立方体に含まれる水の体積を求め、必要な接頭辞を使用してこの体積をリットルと立方メートルで表します。
9. 風などの物理現象の特性を説明するために必要な物理量に名前を付けてください。 科学の授業で学んだことや観察したことを活用してください。 これらの量を測定する物理実験を計画してください。
10. 古代と現代の長さと時間の単位を知っていますか?