Единица количества вещества

Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде С12 массой 0,012кг.

При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами или специфицированными группами частиц.

Международная система включает в себя две дополнительные единицы – для измерения плоского и телесного углов. Они не могут быть основными, так как являются безразмерными величинами. Присвоение углу самостоятельной размерности привело бы к необходимости изменений уравнений механики, относящихся к вращательному и криволинейному движению. Вместе с тем они не являются производными, так как не зависят от выбора основных единиц. Поэтому указанные единицы включены в СИ в качестве дополнительных, необходимых для образования некоторых производных единиц – угловой скорости, углового ускорения и т.п.

Радиан равен углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.

Государственный первичный эталон радиана состоит из 36-гранной призмы и эталонной угломерной автоколлимационной установки с ценой деления отсчетных устройств 0,01’’. Воспроизведение единицы плоского угла осуществляется методом калибровки, исходя из того, что сумма всех центральных углов многогранной призмы равна 2π рад.

Стерадиан равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.

Измеряют телесный угол путем определения плоских углов при вершине конуса. Телесному углу 1ср соответствует плоский угол 65⁰32’. Для пересчета пользуются формулой:

где Ω – телесный угол в ср; α – плоский угол при вершине в градусах.

Телесному углу π соответствует плоский угол 120⁰, а телесному углу 2π – плоский угол 180⁰.

Обычно углы измеряют все-таки в градусах – это удобнее.

1. Она является универсальной, то есть охватывает все области измерений. С её внедрением можно отказаться от всех других систем единиц.

2. Она является когерентной, то есть системой, в которой производные единицы всех величин получаются с помощью уравнений с числовыми коэффициентами, равными безразмерной единице (система является связанной и согласованной).

3. Единицы в системе унифицированы (вместо ряда единиц энергии и работы: килограм-сила-метр, эрг, калория, киловатт-час, электрон-вольт и др. – одна единица для измерения работы и всех видов энергии – джоуль).

4. Осуществляется четкие разграничение единиц массы и силы (кг и Н).

1. Не все единицы имеют удобный для практического использования размер: единица давления Па – очень маленькая величина; единица электрической емкости Ф – очень большая величина.

2. Неудобство измерения углов в радианах (градусы воспринимаются легче)

3. Многие производные величины не имеют пока собственных названий.

Таким образом, принятие СИ является очередным и очень важным шагом в развитии метрологии, шагом вперед в совершенствовании систем единиц физических величин.

Понятие «метрологическая характеристика». Группы метрологических характеристик средств измерений. Характеристики погрешностей средств измерений. Понятие «Класс точности». Способы обозначения классов точности.

Для сравнения и оценки разнообразных СИ пользуются рядом показателей, которые характеризуют их с метрологической точки зрения.

Метрологические характеристики СИ – это такие технические характеристики, которые влияют на результат и точность измерений.

В зависимости от назначения и особенностей, средства измерений могут характеризоваться разными метрологическими характеристиками. ГОСТ 8.009-84 устанавливает полный перечень метрологических характеристик. Можно выделить несколько групп характеристик:

1. Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений:

> Функция преобразования измерительного преобразователя – зависимость выходного сигнала от входного;

> Градуировочная характеристика – зависимость между значениями входной и выходной величины СИ, полученная в результате градуировки. Градуировочная характеристика может быть представлена в виде формулы, таблицы или графика;

> Цена деления шкалы – разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы;

> Длина деления шкалы – расстояние между центрами (или осями) двух соседних отметок шкалы;

> Диапазон измерений – область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые погрешности СИ;

> Пределы измерений – наибольшее и наименьшее значения диапазона измерений;

> Чувствительность – отношение изменения сигнала на входе измерительного прибора к вызвавшему его изменению измеряемой величины. Обычно чувствительность определяют по формуле:

, где Δy – изменение выходного сигнала; Δx – изменение входного сигнала. Если чувствительность постоянная (функция преобразования линейна), то шкала у прибора равномерная, в противном случае шкала будет неравномерной. Если нелинейность функции преобразования незначительная, то шкалу делают равномерной, допуская при этом определенную погрешность (ее называют методической инструментальной погрешностью);

> Порог чувствительности – это изменение измеряемой величины, вызывающее наименьшее изменение выходного сигнала, которое может быть обнаружено при обычном для данного прибора способе отсчета;

> Значение однозначной или многозначной меры;

> Вид и параметры цифрового кода – для СИ, представляющих результаты в цифровом коде.

2. Характеристики чувствительности СИ к влияющим факторам: функция влияния – зависимость изменения метрологических характеристик СИ от изменения влияющего фактора или от изменения совокупности влияющих факторов.

3. Динамические характеристики, отражающие инерционные свойства СИ при воздействии на них изменяющихся во времени величин (параметров входного сигнала, внешних влияющих факторов, параметров объекта измерений – нагрузки). По степени полноты описания инерционных свойств СИ динамические характеристики делятся на полные и частные. Каждая из полных характеристик дает исчерпывающую информацию об инерционных свойствах СИ. К ним относятся:

> Дифференциальное уравнение, описывающее работы СИ;

> Совокупность амплитудно- и фазочастотной характеристик (АЧХ и ФЧХ) – годограф;

Любая полная динамическая характеристика может быть получена из любой другой полной динамической характеристики. Например, передаточная функция получается из дифференциального уравнения.

Более подробно динамические характеристики будут рассмотрены в дисциплинах «Физические основы получения информации» и «Основы автоматического управления»

К частным динамическим характеристикам относятся отдельные параметры полных характеристик или характеристики, не отражающие полностью инерционных свойств СИ, но необходимые для выполнения измерений с заданной точностью. Пример – время установления показаний.

4. Характеристики погрешностей СИ являются одними из важнейших характеристик, определяющих точность измерений. В качестве характеристик используют различные составляющие погрешностей СИ.

Номенклатура метрологических характеристик, необходимых для описания СИ, и полнота, с которой эти характеристики должны описывать свойства СИ, зависят от назначения СИ, условий их эксплуатации, режима работы и многих других факторов.

Для СИ, используемых при высокоточных метрологических измерениях, определяются десятки метрологических характеристик. Учет многих МХ – это сложная, трудоемкая и потому дорогостоящая процедура. Поэтому на производстве, при проведении технических измерений, применяют обобщенные показатели точности СИ. Рассмотрим их более подробно.

Погрешность средства измерения – это разность между показаниями СИ и значением измеряемой величины.

По способу выражения числового значения погрешности делят на: абсолютную, относительную и приведенную.

Абсолютная погрешность определяется как:

, где X_П – показания прибора; X – значение измеряемой величины.

Приведенная погрешность:

, где X_Н – нормирующее значение.

Нормирующее значение определяется различным образом в зависимости от характера шкалы прибора.

1. Если нулевое значение находится на краю шкалы или вне диапазона измерений, X_Н равно верхнему пределу измерения.

2. Если нулевое значение находится внутри диапазона измерения, X_Н равно большему из модулей пределов измерения.

3. Для электроизмерительных приборов X_Н равно сумме модулей пределов измерений.

4. Для шкалы с условным нулем, X_Н равно модулю разности пределов измерений.

5. Если для СИ нормируется номинальное значение измеряемой величины, то X_Н равно номинальному значению.

В случае неравномерных шкал X_Н устанавливают равным всей длине шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений. В этом случае абсолютную погрешность выражают в единицах длины.

1. основную погрешность – погрешность СИ, используемого в нормальных условиях;

2. дополнительную погрешность – погрешность СИ, возникающая при отклонении одного из внешних факторов за пределы своего значения в нормальных условиях.

В зависимости от режима работы СИ различают:

1. статическую погрешность – погрешность СИ при измерении установившегося во времени значения измеряемой величины.

2. динамическая погрешность – разность между погрешностью, СИ в динамическом режиме работы и его статической погрешностью, соответствующей значению измеряемой величины в данный момент времени.

Любое Си имеет определенную погрешность, значение которой не должно превышать некоторого предельного значения. В противном случае СИ считают непригодным для применения. Предел допускаемой погрешности – это наибольшая (без учета знака) погрешности СИ, при которой оно может быть признано годным к применению.

Отдельно могут нормироваться основные, дополнительные систематические и случайные погрешности. Наиболее общей характеристикой является класс точности.

Класс точности – обобщенная характеристика СИ, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами СИ, влияющими на точность, значения которых устанавливают в стандартах на отдельные виды СИ.

ГОСТ 8.401-80 «ГСИ. Классы точности СИ. Общие требования» устанавливает общие положения деления СИ по классам точности способы нормирования МХ и обозначения классов точности.

Обозначение класса точности зависит от того, какая из погрешностей нормируется для СИ.

1. Если нормируется предел допускаемой абсолютной погрешности, то классы точности обозначаются латинскими прописными буквами или римскими цифрами, которые непосредственно не отражают значение предельной допускаемой погрешности (в документации указывается: «класс точности – М», на приборе – М).

2. Если нормируются пределы относительной или приведенной погрешности, то классы точности обозначаются арабскими цифрами, которые равны этим пределам в % (если нормируется приведенная погрешность, в документации указывается: «класс точности 0,5», на приборе – 0,5; если шкала прибора неравномерная, к обозначению класса точности добавляется дополнительный знак:

; если нормируется относительная погрешность в документации указывается: «класс точности

», на приборе:

3. В некоторых случаях, например для цифровых приборов, нормируют относительную погрешность, причем нормирование проводят таким образом, чтобы значение предела зависело от значения измеряемой величины. В этом случае класс точности обозначают двумя числами: с/d (например: 0,1/0,2). C и D – это параметры уравнения для вычисления пределов допускаемой относительной погрешности. Обычно эти уравнения заносят в нормативную документацию на прибор (в его паспорт).

Стандарт (ГОСТ 8.401-80) устанавливает следующий ряд чисел, определяющих пределы погрешностей, а следовательно и классы точности: 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6. Допускается применять: 1,6; 3. Числа ряда могут быть умножены на 10ⁿ, где n – целые числа: 1; 0; –1; –2 ….

Основной постулат метрологии. Следствия из основного постулата метрологии, обуславливающие правила математического описания результатов измерений. Оценки результатов измерений. Виды оценок и их свойства.

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Единица количества вещества – моль.