Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по дисциплине Метрология, стандартизация и сертификация

Практическая работа №4 Единицы измерения физических величин

Краткие теоретические сведения

Введем несколько определений.

Физическая величина - свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.

Единица физической величины - величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице.

Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Огромная работа, проделанная Международным комитетом мер и весов, а также итоги работы девятой (1948 г.), десятой (1954 г.) и одиннадцатой (1960 г.) Генеральных конференций по мерам и весам привели к тому, что в 1960 г. была принята Международная система единиц измерения (Systeme International), или сокращенно СИ (SI).

Внедрение Международной системы единиц физических величин во многих странах объясняется следующими причинами:

• широкая универсальность использования во всех областях науки и техники;

• унификация всех областей и видов измерений;

• воспроизведение единиц с высокой степенью точности, а следовательно, с меньшей погрешностью;

• упрощение записи формул наряду со снижением количества допускаемых единиц;

• единая система образования кратных и дольных единиц измерения, имеющих самостоятельные наименования.

Приведенные преимущества обусловили применение системы СИ даже в странах, где ранее использовались национальные единицы (Великобритания, Канада, Австралия).

Основу системы СИ составили семь основных единиц измерения: длины - метр, массы - килограмм, времени - секунда, силы элек­трического тока - Ампер, термодинамической температуры - Кельвин, силы света - кандела, количества вещества - моль.

Если значения всех величин выражены в единицах СИ, то при рас­четах, как уже упоминалось, в формулы не требуется введение коэф­фициентов, которые зависят от выбора единицы.

Дополнительные единицы системы СИ предназначены и использу­ются для образования единиц углового ускорения и угловой скорости. В связи с этим система СИ включает две дополнительные единицы: плоский угол и телесный угол.

Производные единицы системы СИ имеют собственные наименования и образуются из основных и дополнительных единиц. К производным единицам измерения в электронике относятся: частоты - Герц, мощно­сти - Ватт, количества электричества - Кулон, электрического напря­жения (или электродвижущей силы) - Вольт, электрической емкости - Фарад, электрического сопротивления - Ом, электрической проводимо­сти - Сименс, магнитной индукции - Тесла, индуктивности - Генри.

Средства вычислительной техники дополняются следующими еди­ницами измерения: емкости памяти - бит, байт; разрешающей спо­собности дисплея - пиксель; скорости передачи информации - бит/секунда, байт/секунда.

Кратные и дольные единицы. Использование целых единиц не всег­да удобно, так как в результате измерений получаются либо большие, либо малые их значения. Поэтому в системе СИ введены их десятич­ные кратные и дольные единицы, которые образуются с помощью множителей. Кратные и дольные единицы величин пишутся слитно с наименованием основной или производной единицы, например ми­кроампер - мкА, гигагерц - ГГц, нанофарад - нФ.

Наиболее удачным способом образования кратных и дольных еди­ниц является принятая в метрической системе мер десятичная крат­ность между большими и меньшими единицами СИ, которые обра­зуются в результате присоединения приставок, взятых из латинского, греческого и датского языков.

Кратная единица физической величины - это единица, больше си­стемной в целое число раз, например килограмм (10³).

Дольная единица физической величины - это единица, меньше си­стемной в целое число раз, например миллисекунда (10^-3).

В таблице приведены используемые в электронике множители и приставки.

Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц

Дольные и крат­ные приставки

Обозначение

русское

международное

Множитель

пико

п

Р

10^-12

нано

н

п

10^-9

микро

мк

И

10^-6

мили

м

m

10^-3

санти

с

s

10^-2

деци

д

d

10^-1

кило

к

k

10³

мега

М

М

10^б

гига

Г

G

10⁹

тера

Т

Т

10¹²

Сокращенные обозначения единиц (как международных, так и рус­ских), названных в честь ученых и изобретателей, пишутся с заглавных букв, например ватт - Вт, генри - Гн, вольт - В, а единицы, не свя­занные с чьим-либо именем, пишутся с маленькой буквы, например секунда - с, радиан - рад.

Чтобы не было разночтения в обозначении приставок, начинаю­щихся с одинаковой буквы, например мили и мега, гига и гекто, при­ставки Мега, Гига, Тера пишутся с заглавной буквы.

Следует отметить, что десятичностъ метрической системы СИ яв­ляется важным ее преимуществом. В приложении приведена табли­ца единиц физических величин, используемых в электронике и вы­числительной технике.

Практическая работа №4 Единицы физических величин

Цель работы. Освоить перевод основных и производных единиц в кратные, дольные единицы и наоборот.

Для выполнения работы необходимо получить у преподавателя за­дание и перевести заданные единицы в требуемые. Результаты запи­сать в табл.

Задание

Задано

Перевести в единицы

1.

2.

3.

4.

5.

Содержание отчета.

1. Наименование и цель работы.

2. Таблица.

3. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какая метрическая система единиц измерения используется в настоящее время в большинстве стран мира?

2. Укажите достоинства используемой в России метрической си­стемы единиц физических величин.

1. Что такое единица физической величины?

2. Перечислите основные единицы системы СИ.

3. Назовите производные единицы системы СИ.

3. Какие дополнительные единицы включены в систему СИ? Сколько их?

4. Какой способ образования кратных и дольных единиц принят в используемой в России метрической системе единиц?

4. Наименования каких единиц пишутся с заглавной буквы?

5. Наименования каких единиц пишутся с маленькой буквы?

10. Наименование каких приставок пишется с заглавной буквы и почему?

11. Наименование каких приставок пишется с маленькой буквы?

12. Какую степень (положительную или отрицательную) имеют кратные единицы?

13. Какую степень (положительную или отрицательную) имеют дольные единицы?

14. Скольким битам соответствует один байт?
15. Что такое система физических величин?

В приложении приведены варианты заданий по практической ра­боте.