Метрологияның негізгі ұғымдары

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 23 бет
Таңдаулыға:

Метрологияның негізгі ұғымдары

Жалпы метрология дегеніміз не? Метрология -- жеке мөлшерлерді өлшеу, талап етілетін дәлдікке қол жеткізу тәсілдері туралы ғылым. Адам үнемі бірдеңені өлшеу, мөлшерді анықтау, қанша уақыт қажет екенін, объектінің қаншалықты алыс орналасқанын білу қажет болатын әлемде өмір сүреді. Мұндай сан ақпаратынсыз адам негізді шешім қабылдап, дұрыс іс-әрекет жасай алмайды.
Қазіргі кезеңдегі метрология ғылым пән ретінде өзінің және шет елдердің өлшем бірліктерін сипаттаумен айналысқан пайда болу сатысын, ең соңында эталон жасалатын өлшем туралы ғылым деп аталатын өскелең шақты бастан өткеріп, есейе келе құдыретті физиканың тарауына айналды, сонымен бірге математикалық әдістерді игеріп, қоршаған әлемді дұрыс бағалайтын өлшем құралдарымен қамтамасыз ететін аспап жасауды басқаратын болды. Академик А.П. Александров: Метрология біздің уақытымызда өте қажет, адамның көзқарасының іргетасының қалануы, сонымен бірге еңбекшілердің әл-ауқаты да соған байланысты -- деп жазды.
Қазіргі уақытта метрология мынадай түрлерге бөлінеді:
* өлшемдердің жалпы теориялық проблемалары қарастырылатын теориялық метрология;
* метрологияның тарихын, оның даму үрдістерін зерттейтін тарихи метрология;
* өзара байланысты жалпы ережелердің, талаптар мен нормалардың, сондай-ақ мемлекет тарапынан реттеу мен бақылауды қажет ететін басқа да мәселелер кешенін қамтитын заңдылық метрология;
* өлшем әдістері мен құралдарын іс жүзінде қолдану мәселелерімен айналысатын қолданбалы метрология.
Метрологияның өндірістің тиімділігін, өнімнің техникалық деңгейі мен сапасын арттырудағы маңызы артып келеді. Ғылым мен техниканың дамуы өлшеудің дәлдігін үнемі арттыруды қажет етеді. Адам нанотехнологияларды ойластырды, яғни жұмыстар молекулалар деңгейінде жүргізілуде, яғни, микропроцессорлық техника жасалуда. Сондықтан өндірістік кәсіпорындардың, ғылыми-өндірістік бірлестіктер мен ғылыми-зерттеу институттарының басшылары метрологияны дамыту, метрологиялық ұйымдар мен қызметтердің қызметін жетілдіруге ерекше көңіл бөлуге тиіс. Метрологиялық қамтамасыз ету мәселелері дұрыс шешілген жағдайда ең жақсы нәтиже береді және жаңа өнім жасаудың, технологиялық процестерді әзірлеу мен игерудің, өндірісті ұйымдастырудың бастапқы сатыларында жүзеге асырылганда барынша аз шығынды қажет етеді.
Метрологияның негізгі міндеттері:
* жеке мөлшерлердің, мемлекеттік эталондар мен үлгілік өлшеу құралдарының (ӨҚ) бірліктерін белгілеу;
* өлшеу мен бақылау теориясын, әдістер мен құралдарын әзірлеу;
* өлшеу мен біркелкі ӨҚ бірыңғайлығын қамтамасыз ету;
* дәлсіздіктерді, ӨК жай-күйін бағалау мен бақылау әдістерін әзірлеу;
* эталондардан немесе үлгілік ӨҚ-дан жұмыста қолданылатын ӨҚ-ға көлемдерді беру әдістерін әзірлеу.
Жеке мөлшер -- бұл көптеген жеке объектілерүшін сапа жағынан ортақ, ал сан жағынан әрбір объектіге тән жеке қасиет. Жеке мөлшерлер актив және пассив болады. Актив жеке мөлшерлер -бұл қосалқы энергия көзін жеткізбей өлшеуге болмайтын мөлшер, мысалы, электр тогының күші. Пассив жеке мөлшерлер -- бұл өлшеу үшін қосалқы энергия көздерін қолдану керек мөлшерлер, мысалы, электр кедергісі.
1960 жылы ұсынылған Халықаралық жеке мөлшерлер бірліктерінің жүйесі (ӨҚ) бойынша 7 негізгі жеке бірлік (Мемстандарт 8.417-81) қолданылады: Метр (м) -ұзындык; 2. Килограмм (кг) -- салмақ; 3. Секунд (с) -- уақыт; 4. Ампер (А) -- токтың күші, 5. Кельвин (К) -- температура; 6. Моль (моль) -заттың саны. 7. Кандела (кд) -- жарықтың қарқындылығы. Негізгі жеке бірліктерге тағы 2 қосымша жеке бірлікті қосуға болады: Радиан (рад) -- бұрыш; 2. Стерадиан (ср) -- дененің бұрышы.
1960 жылдан кейін кейбір негізгі өлшеу бірліктерінің анықтамалары ұдайы өндірістің талаптарына жақсы сәйкес келу және ғылыми зерттеулердің дәлдігі үшін өзгертілді. Бастапқы метрге экватор мен Солтүстік полюстің арасындағы меридиан бойынша қашықтыктың 110 000 000 бөлігі деген анықтама берілген болатын. Алайда 1970 жылы метр екі белгіленген деңгейдің арасындағы криптонның атомындағы электрон көшкен кезде пайда болатын толқындардың жиынтық ұзындығы деген жаңа анықтама қабылданды. 1983 жылдан беру метр -- бұл вакуумда жарық секундтың 1299792458 үлесі ішінде өтетін кашықтық.
Негізгі жеке мөлшерлердің негізінде 50-ден астам туынды жеке мөлшер алынады. Мысалы, 1 Ньютон күшінің жеке бірлігі (Н) салмағы 1 кг денені 1 мс2 үдеуге дейін екпін үшін қажет күшке тең және килограмның салмағын метр ұзындықтың бірлігін уақыт бірлігі секундтың квадратына көбейту арқылы анықталатын үдеуге көбейту арқылы алынады.

Метрология - өлшемдер туралы ғылым. Физикалық шамалар туралы ұғым

Метрология - өлшемдер туралы, олардың бірлігін қамтамасыз ету әдістері мен құралдары және тиісті дәлдікке жету тәсілдері туралы ғылым. Метрология үш бөлімге бөлінеді: теориялық, заңнамалық және қолданбалы метрология.
Теориялық метрология - метрологияның іргелі негіздерін құру, өлшем бірліктерінің жүйесі, физикалық тұрақтыларды жасау, өлшеудің жаңа түрлерін әзірлеумен айналысатын метрологияның бөлігі. Кейде іргелі метрология термині қолданылады.
Заңнамалық метрология - мемлекетте қолданылатын өлшем бірліктері, өлшеу әдістері, құралдары мен зертханаларға қатысты мемлекеттік талаптарды белгілейтін метрологияның бөлігі. Заңнамалық метрология мемлекеттік метрологиялық қызмет, мемлекеттік басқару органдарының және заңды тұлғалардың метрологиялық қызметтері, енгізілетін заңдар мен заңнамалық ережелер арқылы метрологиялық қызметті мемлекеттік реттеу құралы қызметін атқарады. Заңнамалық метрологияға құралдардың түрлерін сынау мен бекіту, оларды тексеру мен калибрлеу, өлшеу құралдарын сертификаттау, өлшеу құралдарын мемлекеттік бақылау мен қадағалау жатады. Метрологиялық ережелер мен заңнамалық метрологияның нормалары халықаралық ұйымдардың құжаттары мен ұстанымдарына сәйкес теңдірілген. Бұл экономикалық және сауда байланыстарының дамуына жағдай туғызады және халықаралық метрологиялық бірлескен қызметіндегі өзара түсіністікке әсер етеді.
Тәжірибелік (қолданбалы) метрология теориялық метрологияның әзірлемелерін және заңнамалық метрологияның ережелерін қызметтің әртүрлі салаларында тәжірибеде қолданумен айналысады.
Өлшенетін шама мен оның өлшем бірлігі арасында қатынас болған кезде өлшеу жүргізусіз болатын практикалық қызметтің бірде-бір саласы жоқ.
Кез келген сараптама, болжау, жоспарлау, бақылау, реттеу кезінде шикізаттық, дайын өнімнің саны мен сапасы туралы дұрыс ақпарат, барлық өндірістік циклдің технологиялық операциясының жүргізілуі туралы ақпарат кажет. Бұл ақпарат әртүрлі физикалық шамаларды, көрсеткіштерді және өлшемдерді өлшеу жолымен алынады.
Дұрыс, өлшенген, белгіленген дәлдікпен алынған ақпарат шешімнің дұрыс қабылдануын қамтамасыз етеді. Ал дұрыс емес ақпарат өнім сапасының төмендеуіне, апатқа, ғылыми-зерттеу кезінде қате қорытындыға, пайдалы қазбалар қорын қате бағалауға, сауда-коммерциялық операция кезінде қате өлшеу мен есептеуге алып келуі мүмкін.
Өлшеу жолдарының бірыңғайлығы ақпарат алмасуға, өлшеу құралдары мен әдістерін стандарттауға, халықаралық тауар айналымы жүйесінде өлшеу нәтижелері мен өнімді сынау нәтижелерінің өзара мойындалуына кепілдік береді.
Өлшеуді жүргізушілер, кәсіби метрологтардың барлығы алынған өлшем нәтижелерінің сенімді болғанын қалайды. Алынған өлшеу нәтижесінің сенімсіздігі адамды өлшеуді қайта жүргізуге, басқа зертханалар мен мамандардың көмегіне жүгінуге мәжбүр етеді.
Метрология саласындағы танымал авторлардың жұмысында өлшеу ұқыпты жүргізілгенмен де, қандай да бір тура өлшейтін өлшем құралдарды қолданса да, өлшенетін шаманың дұрыс мәнін алу мүмкін емес деп айтылған, яғни қателігі нөлге тең шама алу мүмкін емес. Ықтималдыңтар теориясы өлшеу нәтижесін шынайы мәніне жакындату дәрежесін бағалау әдіетерін белгілейді. Ықтималдыңтар теориясы қателіктің ықтимал шектерін бағалауға мүмкіндік береді. Өлшемнің шынайылығы өлшеу нәтижелеріне сенім дәрежесін сипаттайды.
Өлшем құралдарымен толық және шынайы мәндерді алмай ғылыми зерттеулерде, ғарышты игеруде, жаңа материалдар мен жаңа технолог ияларды құру саласында, барлық саладағы бұйымдардың сенімділігін қамтамасыз етуде жетістікгерге жету мүмкін емес.
Көптеген мәселелерді тек әртүрлі орындарда, әр уақытта, әртүрлі өлшеу құралдарын қолдану арқылы алынған көптеген өлшеу нәтижелерінің негізінде шешуге болады. Өндірістің автоматтандырылуы өлшеудің дәлдігін, шынайылығын және салыстырмалышығын арттыруға мәжбүр етеді.
Мәсслелердің күрделілігіне қарай метрология үлкен мәнге ие болады.
Қызмегтің барлық түрін өлшемсіз елестету мүмкін емес. Келеген ендіріс салаларында өлшеулерге кететін шығын келемі жылдың капитал салымының 30%-дан астамын құрайды.
Метрологиялық қамтамасыз ету материалдың, энергетикалық және басқа да қорларды үнемдеу мәселелерін шешуде үлкен мәнге ие, өйткені шынайы сандың елестеу материалдың құндылықтарды, электрлік және жылу энергияларын, мұнай және мұнай өнімдерін, газды, йодты қорларды үнемдеу мен шығынын азайтудың негізі болып табылады.
Қазіргі уақыттағы салмақ өлшейтін құралдар қателігі салдарынан өлшеу кезінде өлшенген барлық өндіріс өнімдерінің 1%-ға жуығы есептелмей қалады (құралдарды әдеттегідей салыстырып тексеру және олардың жарамдылығын мойындау кезінде).
Мұнайдың, газдың, бензиннің көптеген мөлшері есептелмей қалады. Электр энергиясын есептегіштің қателігі-2%, сондықтан 2% электр энергиясы есептелмей қалады. Егер де астық, мұнай, газ, шойын, болат, тыңайтқыштарды тоннамен өлшеп, ал электр энергиясын киловаттпен өлшесек, онда Бұл пайыздар жылына миллиондаған теңге шығынды құрайды.
Егер есептеу дәлдігін екі есеге жоғарылатсақ, онда материалдар мен өнімдердің зор бөлігі есепке алынар еді.
Метрологиялық қызметтік жоқтығы, өлшем бірлігін қамтамасыз ету жөніндегі ережелер мен шарттардың бұзылуы өнім сапасын бақылау кезінде жүргізілетін өлшеулер кезінде, технологиялық үдерістерді реттеу кезінде, диагностика және ауруларды емдеу кезінде үлкен шығындарға алып келеді.
Өнім ендірісі кезінде тек дайын өнім саласын бағалау кезіндегі өлшем жағдайына мән беріп қана қоймай, сонымен қатар белсенді бақылау құралдары көмегімен жүргізілген технологиялық үдерістердегі сапа көрсеткіштерін бақылау мүмкіндігі мен өлшем жағдайына мән беру керек.
Жаңа бұйымды жасар алдында және әрбір технологиялық процесті өндеу алдында өндірілген және аттестатталған өлшем әдістері мен құралдарын, сынамаларды қолдана отырып, өндірістің метрологиялық дайындығы мәсслелерін шешіп алу қажет.
Медицинадағы метрологияның рөлі өте айрықша. Медициналық өлшеу құралдары мен сынау құралдарының көптеген түрі шығарылған (адамға қалыпты әсер ететіндей жасалған). Медицинада диагностика, терапия және гигиена кезінде өлшеулер жүргізіледі.
Биологиялық объектінің нысаннын өлшеу нәтижелері бойынша ағзаның жекелей, сонымен қатар түгелдей жағдайын, жұмыс жасау қабілетін және әрекетін анықтайды. Биологиялық нысанға емдеу мақсатымен жүргізілген терапия кезінде жасанды әсерлер тигізіледі, олардың өлшемдері қатаң нормаланған және өлшеу жолымен бақыланған. Жасанды әсерлер мен ағза өлшемдерін өлшеу нәтижелері бойынша әсерлердің тиімділігін, емдеу жолының дұрыстығын анықтайды.
Гигиенада қоршаған ортаның (су, ауа және т.б.) ағзаға әсерін зерттеу үшін көптеген елшсулер жүргізіледі.
Оператор алынған өлшем нәтижелерінің дұрыстығына сенімді болу керек. Ол үшін сынақтан, метрологиялық аттестаттаудан еткен өлшеу құралдарын қолдану керек болса, ал пайдалану үдерісінде мерзімді салыстырып тексеруден өткізіп тұруы керек.
Өлшеу кезінде қолданатын әдістемелер міндетті түрде метрологиялық аттестаттау мен тіркеуден өтуі тиіс. Аттестатталған әдістеменің қолданылуын қатаң ескере отырып, оператор алынған өлшеу нәтижелеріне және белгіленген шектен қателіктің асыл кетпейтіндігіне сенімді болады.
Қызметтің барлық бағытында заңнамалық метрологияның ережелері, теориялық метрологияның негізгі зерттемелері және тәжірибеде осының барлығын қолдана алатын мамандар болуы қажет (өлшем жағдайына жауапты бас метрологтар, өлшемді жүзеге асырушы операторлар).
Өлшем жүргізуге кеткен шығындар өнімді өңдеу мен өндіруге кеткен жаллы шығындардың айтарлықтай бөлігін құрайды.
Өлшемдер кез келген өндірістік бұйымды жобалау, дайындау, сынау және бақылаудың бар сатысында етеді.
Өндірісі дамыған елдерде ғылыми-техникалық пөтенциал көрсеткіштері өлшеу құралдарының жетілу деңгейі бойынша (өлшеу құралдары мен өлшеу техникалары) бағаланады.

Метрологиядагы физикалық шамалардың өлшем бірліктері

Физикалық шама - бұл сапа тұрғысынан бірнеше физикалық нысанға, сандық тұрғыдан әрбір физикалық нысанға жеке болатын физикалық нысанның (физикалық жүйенің, кұбылыстың немесе үдерістің) сипаттамасы.
Физикалық шаманы өлшеу дегеніміз - оны өлшем бірлігі ретінде алынған біргекті басқа бір шамамен салыстыру.
Физикалық шамаларды арнайы аспаптардың көмегімен өлшейді. Ең карапайым өлшеу құралдарының бірі - сызғыш. Оның көмегімен қашықтықты және денелердің сызықтық мөлшерін: ұзындығын, енін, биіктігін елшейді.
X физикалық шамасын математикалық әдістердің кемегімен басқа физикалық шамалар арқылы А, В, С түріндс өрнектеуге болады:

Х=kAaBbCg (1)

мұндағы, - тепе-теңдік коэффициенті, (αβϒ)дәреже көрсеткіштері.
(1) теңдеуде көрсетілген формулалар бір физикалық шамалар арқылы басқа физикалық шамаларды сипаттайтын физикалық шама арасындағы теңдеу деп аталады. Мұндай теңдеулердегі тепе-теңдік коэффициентті сирек жағдайларда 1 -ге тең болады. Бұл коэффициенттің мәні, бірліктердің таңдауынан тәуелді болмайды, тек қана теңдеуге кіретін шамалардың байланысына қарай анықталады.
Әрбір шаманың жуйесіне негізгі шамалар саны әбден нақтылы және оны минимумға түйістіруге тырысатын болуы керек. Негізгі шамалар кез келіен түрде бола алады, бірақ жүйенің тәжірибелік қолдану үшін ыңғайлы болуы маңызды. Әдеттегідей, негізгі шамалар ретінде дүниенің материалдық қасиеттерін сипаттайтын: ұзындықты, массалардың уақытты, күшті, температураны, заттық санын және тағы басқа шамаларды таңдалады. Әрбір негізгі шамаға негізгі физикалық шаманың өлішемі деп аталатын латынша немесе грек әліпбиінің бас әріп түріндегі нышан берілген. Мысалы, ұзындық өлшемі - L, масса - М, уақыт - Т, тоқ күші - I және тағы басқалар.
Өлшемнің ұғымы туынды шама үшін де жүргізіледі.
Негізгі шамалар бір-біріне тәуелді емес, бірақ олар туынды деп аталатын басқа физикалық шамалармен байланыс орнату үшін негіз ретінде қызмет етеді.
Туынды физикалық шамалық өлшемін тепе-теңдік коэффициенті және негізгі шамалардың нышандарының әртүрлі дәрежелері мен осы жүйеде қабылданған физикалық шамалармен байланысып жасалған өрнекті дәрежелі бір мүшенің формасындағы өрнек деп атайды. Бір мүшеге кіретін негізгі шамалардың нышандарының дәрежелерін бөлшектерден алады, оқ және теріс қаралатын шаманың байланысы негізгі болып табылады. Шаманың туындысының байланысы жүйенің басқа шамалары арқылы шама туындысының анықтау теңдеуімен өрнектеледі. Шама туындысының өлшемі олардың өлшемдерінің орнына анықтайтын теңдеуіне алмастыру жолымен анықталады. Ол үшін (2) формула түрінде көрсете алатын байланыстың теңдеуінің қарапайым түрі қолданылады. Мысалы, егер жылдамдықтар V үшін анықтайтын V₌ s t теңдеу болса, мұндағы уақыт t пысықтау жолдың ұзындығы s болып табылса, онда жылдамдықтың өлшемі формула L Т бойынша анықталады.
Шама дәнекерлік теңдеулердің формасы бірлік өлшемдеріне тәуелді болмайды. Өлшем бұл қасиетпен шамалардың бағасының барлық басқа қабылдауларынан айырмашылығы болады.
Шамалардың өлшемін dim-нің нышанымен: белгі қояды. Жылдамдықтық өлшемі біздің жағдайда:

Dim V = L Т -1 (2)

сияқты бейнеленеді.
Мысалы, осы түрдегі кез келген шама өлшемінің (ұзындық, масса, уақыт) LМТ-тың шамалары жүйесінде мына формуламен орнектеледі:

Dim х = L[l] М[m] Т[t] (3)

мұндағы, L, М, Т - ұзындық, масса және уақыт ретінде негізгі қабылданған шамалардың нышандары осы жағдайда:l, m, t −олардың шамасының туындысының х өлшсмдік көрсеткіштері.
Мысалы, теңдеуге қарағанда өлшем шамалардың арасындағы байланыс, ортақ мінездемеден астам болып табылады, өйткені ол ылғи бір өлшемді күшті және кинетикалық энергияның әртүрлі табиғат шамаларын иемдене алады.
Өлшемдерді кең түрде қолдану:
- бір жүйеден басқасына бірлік ауыстыруға;
- есептеу формулаларының дұрыстығы тексеруге;
- шама туынды өлшемдерінің өзгеруі негізгі шамалар өлшемдерінің өзгеруін бағалауға мүмкіндік береді.
Физикалық шама мәні - қабылданған бірлікпен физикалық шама өлшемін сандық түрде өрнектеу.
Физикалық шаманың нақты мәні -- тәжірибелік жолмен алынған және шынайы мәнге өте жақындатылған, өлшеу барысында шынайы мән орнына қолданылатын физикалық шама мәні.
Физикалық шаманың өлшем бірлігі - бұл шартты түрде сандық мәні бірге тең деп алынған белгіленген мөлшердегі физикалық шама.
Өлшем бірліктері кейбір нәрселерді сандық түрде өрнектеу қажет болғанда, мысалы, сусымалы және сұйық заттардың санын, қашықтық, процесс сипаттамаларын өрнектеу үшін пайда бола бастады. Көпем, ұзындық, масса өлшемдері пайда болды.
Алғашында өлшем бірліктер оларды жаңғырту үшін мөлшермен байланысты болды. Өлшенетін шаманың өлшем көпемі мөлшермен жаңғыртылған шама көпеміне тең болады. Өйткені бір бірлік өлшенетін шаманың үлкен және кіші мөлшерін өлшеу үшін қолайсыз болды, өзара еселі және бөлшектік қатынасты бірнеше бірліктер қолданылды, сонымен қатар бұл қатынастардың әртүрлі коэффициенттері де қолданылды.
Ғылым мен техниканың дамуына байланысты шамалардың бірліктерінің өлшемін жасауда қолданылатын физикалық нысандардың қасиеттері тұрақтылық пен жаңғыртушылық талаптарына сай келмеді. Бұл бірліктердің табиғи өлшемдерінен бас тартуға алып келді. Метрикалық өлшемдерді жасауға көшті, ұзындық пен массаның бірлігі - метр мен килограммның заттық эталондары жасалды (мысалы, ұзындықтың бірлігінің табиғи дәл өлшемі - Жер меридианы бөлшегінің ұзындығы).
Ары қарай, ғылымның дамуы мен өлшем дәлдігіне деген талантардың артуына байланысты адамның қолымен жасалған эталондар масса мен ұзындық бірлігінің жоғары дәлдікпен сақталуы мен көшірілуін қамтамасыз ете алмайтыны анықталды. Физикалық шамалар бірлігінің тура және сенімді жаңғыртылуы мен сақталуы үшін қолдануға болатын физикалық құбылыстарды зерттеу басталды. Монохроматты жарық толқынының ұзындығын қолдана отырып ұзындықты өлшеу мүмкіндігі анықталды, ол дәлдікті он есе арттырды. Бірақ кейінірек мұндай дәлдік те жеткіліксіз болды және жоғары дәлдікке жету үшін зерттеулер жүргізілді.
Сонымен, шама өлшем бірліктерінің дамуын бірнеше кезеңдерге бөлуге болады.
Бірінші кезеңде шаманың өлшем бірлігін еркінше таңдалған табиғи немесе антроломорфты шамамен байланыстырған. Өлшенетін шама бірлігінің мөлшері жаңғыртылатын шама мөлшеріне теңестірілген.
Екінші кезең табиғатпен жаңғыртылған шама бірлігінен бас гартумен және жасайды, заттай эталондарға (метрге, килограммға) өтумен сипатталады.
Үшінші кезеңде физикалық шамалар бірліктерінің дамуы анықталды. Шама бірліктерінің жасанды эталондары ғылым мен техника талаптарына сай жаңғыра, сақтала және беріле қамтамасыз ете алмайтыны анықталды. Физикалық константалар мен жоғары тұрақты қүбылыстарды қолдану физикалық шама бірліктерін жаңғырту дәлдігін арттыруға мүмкіндік берді. Қазір метр мөлшері вакуумдағы жарық жылдамдығы арқылы анықталады. Мұндай тәсіл бізді физикалық шамалардың табиғи бірлігіне жақындатты.
Жекелеген физикалық шамалар бойынша бір кезеңнен келесі кезеңге ауысу әлі де орын алуда.
Апайда масса бірлігі екінші кезеңде қалған. Масса бірлігі ретінде алғашында судың текше дециметрінің массасы алынған, казіргі кезге дейін масса бірлігі килограммның жасанды эталондарымен - 1889 жылы дайындалған платина-иридийлі гирлермен анықталады. Килограммды анықтау басқа бірліктермен байланыссыз, бұл бірлік тәуелсіз болып қалады.
Жоғарыда айтылғандай, алғашында физикалық шамалардың бірліктері бір-бірімен байланыссыз ерікті таңдалды. Мысалы шынтақ I Генрихтің скилетр ұзындығымен сәйкес келді, көп елдерде кеңінен қолданылатын ұзындың бірлігі фут - Ұлы Карлдың табан ұзындығына тең болды.
Әр мемлекетте және тіпті әр қалада өзіндік бірліктер жасалды. Ф.Энгельс атапөткендей, сол Уақытта Германияның құрамына көптеген ұсақ мемлекеттер кіргендіктен елде жүздеген өлшемдер мен шамалар болған. Бір бірліктерді басқа бірліктерге аудару өте күрделі болды және өлшеу нәтижелерінің кателігінің артуына әкеліп соқтырды. Одан басқа, әртүрлі еқбек салалары өз бірліктерін жасады. Осының барлығы ғылым мен техниканың дамуын тежеді.
1872 жылы метрикалық жүйенің эталондары жөніндегі Халықаралық комиссия шартты материалды эталондар негізіндегі масса және ұзындық бірліктеріне көшу туралы шешім қабылдады.
1875 жылы 17 мемлекет (соның ішінде Ресей) Метрикалық конвенқияға қол қойған дилломатиялық конференция өтті. Ол бойынша:
- метр мен килограммның халықаралық эталондары қабылданды;
- өлшемдер мен шамалардың Халықаралық бюросы кұрылды;
- өлшемдер мен шамалардың Халықаралық комитеті кұрылды;
- өлшемдер мен шамалар бойынша Бас конференцияны алты жылда бір рет шақыру бекітілді.
Платина мен иридий қоспасынан метр мен килограммның үлгілері жасалды.
1889 жылы Парижде өлшемдер мен шамалар бойынша I Бас конференция өткізіліп, онда дайындалған үлгілерден метр мен килограммның халықаралық эталондары бекітіліп, олар өлшемдер мен шамалардың Халықаралық бюросына сақтауға берілді. Қалған дайындалған метр мен килограмм үлгілері жеребе бойынша Метрикалық конвенцияға қол қойған мемлекеттерге таратылды. Ресей екі эталондық метр (№ 11 и № 28) және екі эталондық килограммға (№ 12 и № 26) ие болды. № 28 Мстр және № 12 килограмм Ресейдің мемлекеттік эталондары ретінде бекітілді. Сөйтіп, 1899 жылы халықаралық метрикалық өлшемдердің бекітілуі аяқталды.
Ол уақытта Ресейде метрикалық өлшемдерді ендіру туралы сұрақ шешілмеген еді, метрикалық өлшемдер тек факультативті тұрғыда ғана қабылданды. Олар Кеңес декретінде 1918 жылғы 14 қыркүйектен бастап қана міндетті ретінде енгізілген. Метрикалық өлшемдерге толық көшу 1927 жылы аяқталды.
Өнеркәсіп пен сауданың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін физикалық шамалар бірліктерінің ауқымды жүйесін құру қажт болды.
Алғаш рет физикалық шамалар бірліктерінің жүйесі деген ұғымды 1832 жылы неміс ғалымы Карл Гаусс (1777 - 1855) енгізді. Ол бірнеше тәуелсіз кез келген шамаларды таңдап алуды ұсынды. Осы шамалардың бірліктері негізгі деп аталды. Одан кейін, шамалар арасындағы заңды байланыстарды қолдана отырып, басқа шамалар бірліктерін шығарды, оларды туынды бірліктер деп атады. Осы негізгі және туынды бірліктердің жиынтығы физикадың шамалар бірліктерінің жүйесі болып табылады.
Алғашында МКС (метр-килограмм-секунд) бірліктер жүйесі құрылды, ол негізгі үш бірлік ұзындық, масса және уақытқа негіздепді. Кейінірек - СГС жүйесі, ол да негізгі бірліктер: ұзындық, масса және уақыт - сантиметр, грамм, секунд негізінде және МТС жүйесі (метр - тонна - секунд). Кейбір аралықта техникалық бірліктер жүйесі - МКГКС қолданылды, ол ұзындық, күш, уақыт бірліктері негізінде (метр - килограмм - күш - секунд).
Физикалық шамалардың өлшем бірліктер жүйесі қатарының болуы, жүйеден тыс бірліктердің көптігі, бір жүйеден екінші жүйеге ауысу кезеңіндегі ыңғайсыздың ғылым мен техниканың барлық салаларын қанағаттандыратын, халықаралық дәрежеде қабылданатын бірыңғай әмбебап бірліктер жүйесін құруды қажет етті.
1948 жылы өлшемдер мен шамалар бойынша IX Бас конференцияда бірыңғай тәжірибелік бірліктер жүйесі ұсынылды, онда негізгі бірліктер болып метр, килограмм, секунд және электрлік шамалардың бір бірлігі алынды.
X Бас конференқияда (1954 жылы) жаңа жүйенің негізгі бірліктері: ұзындық - метр, масса - килограмм, уақыт - секунд, ток күші - ампер, термодинамикалық темлература - кельвин, жарық күші - кандепа қабылданды.
X Бас конференқиядан кейін өлшемдер мен шамалардың Халықаралық комитеті жаңа жүйенің туынды бірліктерінің тізімін дайындапб Бұл жүйені Халықаралық бірліктер жүйесі деп атауды ұсынды.
XІ Бас конференқия 1960 жылғы өлшемдер мен шамалар бойынша жаңа жүйені нақты қабылдады. оған Халықаралық бірліктер жүйесі деген атау берді, қысқартылған түрде: SI - СИ.
1963 жылы КСРО-да ГОСТ 9867-61 Халықаралық бірліктер жүйесі енгізілді, осыған орай СИ бірлікгерін қолдану бекітілді.
1978 жылы СЭВ сгандарттау бойынша Комиссиясының 43 отырысында СТ СЭВ 1052-78 Метрология. Физикалық шамалар бірліктері бекітілді, ол Мемстандарттық 6 сәуірдегі 1979 жылғы №113 қаулысы бойынша КСРО мемлекеттік стандарты ретінде енгізіліп, алдымен келісім-құқықтық қатынастар мен халық шаруашылығында 1 қақтардан 1980 жылғы бастап қолданыла бастады. СТ СЭВ 1052-78 стандарты СЭВ мемлекет-мүшелерінде қолданылатын физикалық шамалар бірліктерін, мемлекеттер арасындағы келісім - құқықтық қатынастардағы және СЭВ органдарында қолданылатын бірліктерді бекітті. Кейін ГОСТ 8.417-81 ГСИ. Физикалық шамалар бірліктері енгізілді, ол ғылымның, техниканың және экономиканың барлық салаларын қамтыды.
Жаңа жүйенің артықшылықтарына оның әмбебаптығы (барлық өлшемдер саласын қамтиды), келісімділік (барлық туынды бірліктер бірыңғай ереже бойынша жасалған) және ғылым мен техниканың даму дәрежесіне орай жаңа туынды бірліктерді жасау мүмкіндіктері жатты.
Өлшем бірліктерінің халықаралық жүйесі (СИ) -- өлшемдердің халықаралық қалпы, метрикалық жүйесінің заманауи нұсқасы. СИ күндепікті , өмірмен қатар ғылым және техникада әлемдегі ең көп пайдаланатын бірліктер жүйесі болып табылады. Қазіргі кезде әлемнің көп елдерінде СИ заңды түрдегі бірліктер жүйесі ретінде қабылданған және тіпті күндепікті өмірде дәстүрлі бірліктерді қолданатын елдердің өзі осы жүйе бірліктерін ғылымда әрқашан пайдаланады. Осы аздаған елдер (мысалы, АҚШ) дәстүрлі бірліктердің өзін СИ бірліктеріне ауыстырған.
СИ бойынша ұзындықтық негізгі бірлігі метр (1 м), уақыт-секунд (1 с), масса - килограмм (1 кг), электр тоғының күшіамер (1 А), термодинамикалық темлература - кельвин (1 К), жарық күші - кандепла (1 кд) және зат мөлшері - моль (1 моль) болып табылады.
Метр 1299792458 секунд аралығында вакуумде өтетін жарық жолының ұзындығына тең.
299792458мсвакуумдағы постулатталған жылдамдығы, дәл, қателіксіз тұрақты.
Секунд- цезий-133 атомының қалыпты жағдайының өте жұқа құрылымының екі деңгейінің арасындағы ауысымға сәйкес 9192631770 сәулелену кезеңі жүзеге асатын аралық.
Килограмм килограмның халықаралық эталон - платина- иридий гірдің массасына тең.
Ампер өзгермейтін тоқ күшіне тең, ол тоқ бір-бірінен 1 м аралықта вакуум ішінде орналасқан, ұзындығы шексіз және көлденең қимасының ауданы өте аз болатын екі параллель тік өткізгіш арқылы өткенде, өткізгіштің әрбір 1 м ұзындығы бойында 2 :: 10-7 ньютонға тең өзара әрекеттесу күшін тудырады.
Анықтамаға сәйкес ампер өлшемі килограмм мен метр эталондарына сүйенсді. Бірақ ампер де метр сияқты негізгі бірлік болып табылады.
ФИЗИКАЛЫҚ ШАМАЛАР БІРЛІКТЕРІ МЕМСТ 8.417-81
Кельвинсудың үштік нүктесінің термодинамикалық температурасының 1273,16 бөлігіне тең. Бұл эталон басқа шамаларға тәуелді емес.
Кандела 540-Ю12 Гц жиілікті монохромалы сәулеленуді пайдаланатын берілген бағытта бағытталған жарық күшіне тең, осы бағыттағы жарықтық энеогетикалық күші 1683 Втср құрайды.
Моль - массасы 0,012 кг көміртегі-12 атом сатты қанша болса,сонша құрылымдықэлементтерден тұратын жүйедегі заттарының мөлшері.
Моль эталоны оны анықтаудың біркелкі болмағандығынан жүзеге асырылмаған. сондықтан бірліктер жүйесіндегі негізгі бірліктің бірінің эталоны жоқ.
Туынды бірліктер физикалық байланыстар формулалары арқылы, СИ жүйесінің ережелері бойынша негізгі бірліктердеы жасалған.
1-кестеде негізгі бірліктерден жасалған Сй туынды бірліктерінің мысалдары ке
1-кестеде негізгі бірліктерден жасалған Сй туынды бірліктерінің мысалдары келтірілген.

1-кесте - Негізгі және қосымша бірліктерден жасалған туынды бірліктердің мысалдары
Шама
Бірлік
Атауы
Белгіленуі
Аудан
шаршы метр
м2
Көлем, сыйымдылық
куб метр
м3
Жылдамдық
секунд метр
мс
Үдеу
секунд метр квадрат
мс2
Бұрыштық жылдамдық
секундрадиан
радс
Бұрыштық үдеу
секундрадиан квадрат
радс2
Толқын саны
метр минус бірінші дәрежесі
М-1
Тығыздық
килограммкуб метр
кгм3
Меншікті көлем
куб метркилограмм
м3 кг
Электр тоғының тығыздығы
амперквадрат метр
Ам2
Магнитті өріс кернеулігі
амперметр
Ам
Малярлі концентрация
молькубтық метр
мольм3
Иондаушы бөлшектер ағыны
секундтың минус бірінші дәрежесі
с-1
Иондаушы бөлшектер ағынының тығыздығы
Секундтық минус бірінші дәрежесіметрдің минус екінші дәрежесі
c-1-m-2
Жарықтылық
кандепашаршы метр
кдм2

2 - кестеде өзіндік атауға ие және басқа туынды бірліктерді жасау үшін қолданылатын СИ туынды бірліктері көрсетілген.

2 - кестеде - Өзінің жеке атаулары бар СИ жүйесіндегі туынды бірліктер

Шама
Бірлік
Туынды бірліктің СИ жүйесіндегі негізгі бірлік арқылы белгіленуі
атауы
белгі-ленуі

Жиілік
герц
Гц
1 с
Күш
ньютон
Н
кг :: мс2
Қысым
паскаль
Па
кг(м :: С2)
Энергия,жұмыс, жылу мөлшері
джоуль
Дж
кг :: м2с2
Қуат, энергия ағыны
ватт
Вт
кг :: м2с3
Электр мөлшері, электр заряды
кулон
Кл
А-с
Электрк кернеуі электр пөтенқиалы
вольт
В
кг :: м2(А-с3)
Электр сыйымдылығы
фарад
Ф
А2 :: с4(кг :: М2)
Электрлік кедергі
ом
Ом
кг :: м2(А2 :: с3)
Электр өткізгіштік
сименс
См
А2 :: с3(кг -м2)
Магнит индукқия ағыны
вебер
Вб
кг -м2(А -с2)
Магнит индукқиясы
тесла
Тл
кг(А -с2)
Индуктивтілік
генри
Гн
кг -м2(А2 :: с2)
Жарық ағыны
люмен
лм
кд -ср
Жарықтылық
люкс
лк
кд :: срм2
Радионуклидтің белсенділігі
беккерель
Бк
1с
Шығару дозасы
грәй
Гр
м2с2
Әквиваленттік шығару дозасы
зиверт
Зв
М2с2

Арнайы атауларды колданатын СИ жүйесіндегі туынды бірліктердің мысалдары 3-кестеде көрсетілген.

3-кесте - Арнайы атауларды қолданатын СИ жүйесіндегі туынды бірліктердің мысалдары
Шама
Бірлік
Аталуы
Белгіленуі
Күш сәті
ньютон-метр
Н :: м
Беттік керіліс
ньютонның метрге қатынасы
Нм
Динамикалық тұтқырлық
паскаль-секунд
11 а :: с
Электр зарядының кеқістіктік тығыздығы
кулонның метр кубқа қатынысы
Клм3
Электр жылжуы
Кулонның метр квадратқа қатынасы
Клм2
Электр өрісінің кернеулігі
вольттің метрге қатынасы
Вм
Абсолютті диэлектриялық өтімділік
фарадтық метрге қатынасы
Фм
Абсолютті магниттік өтімділік
генридің метрге қатынасы
Гнм
Меншікті энергия
Джоульдің килограммға қатынасы
Джкг
Жүйенің жылу сыйымдылығы, жүйенің энтролиясы
Джоульдің кельвинге қатынасы
ДжК
Меншікті жылу сыйымдылығы, меншікті энтропия
Джоульдің килограмм-кельвинға қатынасы
Дж(кг :: К)
Энергия ағынының беттік тығыздығы
ваттық метр квадратқа қатынасы
Втм2
Жылу өткізгіштік
ваттметр-кельвинға катынасы
Вт(м :: К)
Молярлық ішкі энергия
джоульдың мольге қатынасы
Д жмоль
Молярлық энтропия, молярлық жылу сыйымдылық
джоульдің моль кельвинге қатынасы
Дж(моль :: К)
жарықтық энергетикалық күші (шығару күші)
Ваттық стерадианға. қатынасы
Втср
экспозициялық шығару дозасы (Рентген және гамма шығару)
Кулонның килограммға қатынасы
Клкг
Жұтылу дозасының қуаты
грэйдің секундқа катынасы
Грс
Жүйеден тыс бірліктер - бірліктердің кабылданған жүйесіне кірмейтін бірліктері. Мысалы, СИ бірліктеріне кірмейтін бірліктер келесі топтарға бөлінеді:
- мерзіміне ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.