計測とは何で構成されていますか? 計測学の基本概念と定義

基本的な計量用語は州の基準によって確立されています。

1. 計測の基本概念 - 測定。 GOST 16263-70 によると、測定とは、特別な技術的手段を使用して実験的に物理量 (PV) の値を見つけることです。

測定の結果は、測定プロセス中の値の受信です。

測定の助けを借りて、生産状態、経済的および社会的プロセスに関する情報が得られます。 たとえば、測定は、製品およびサービスが認証時の規制文書の要件に準拠しているかどうかに関する主な情報源です。

2. 測定器(SI) - 測定された量をその単位と比較するために量の単位を保存する特別な技術的手段。

3. 測定分銅、ゲージブロックなど、特定のサイズの物理量を再現するように設計された測定器です。

測定の品質を評価するには、精度、収束、再現性、精度といった測定特性が使用されます。

- 正確さ- 結果が系統誤差によって歪められていない場合の測定の特性。

- 収束- 同じ条件下、同じ測定器、同じオペレーターによって実行された測定結果の相互の近さを反映する測定の特性。

- 再現性- 異なる時間、異なる場所、異なる方法や測定器を使用した異なる条件下で実行された、同じ量の測定結果の相互の近さを反映する測定の特性。

たとえば、同じ抵抗をオーム計で直接測定したり、オームの法則を使用して電流計と電圧計で測定したりできます。 ただし、当然のことながら、どちらの場合でも結果は同じになるはずです。

- 正確さ- 測定値の真の値に対する結果の近さを反映する測定の特性。

これは測定の主な特性です。 意図の実践において最も広く使用されています。

SI 測定の精度は、その誤差によって決まります。 小さな誤差にも対応する高い測定精度。

4. エラー SI値（測定結果）Xmeasと測定物理量の真（実際）値Xdとの差。

計測の仕事は、測定の均一性を確保することです。 したがって、上記のすべての用語を一般化するには、次の概念を使用します。 測定値の均一性- 結果が法定単位で表され、誤差が所定の確率で既知であり、確立された制限を超えない測定の状態。

世界のほとんどの国で測定の均一性を実際に確保するための措置は法律によって確立されており、法定計量の機能の一部です。 1993 年に、「測定の均一性の確保に関する」ロシア連邦法が採択されました。

以前は、法的規範は政府の規制によって確立されていました。

これらの決議の規定と比較して、この法律は以下の革新を確立しました。

用語について - 時代遅れの概念や用語は置き換えられました。

国内の計量活動の認可においては、認可を発行する権利は州計量局の機関に独占的に与えられている。

測定器の統一検証が導入されました。

国家計量管理と国家計量監督の機能は明確に分離されている。

また、国家計量監視の範囲が銀行、郵便、税務、税関業務に加え、製品やサービスの認証の義務化にまで拡大したことも革新的である。

校正ルールが改訂されました。

計量器の自主認証制度の導入等

法律採択の前提条件:

国の市場経済への移行。

その結果、州の計量サービスが再編成されました。

これにより、計量活動と部門サービスの集中管理システムが混乱しました。

さまざまな所有形態の出現により、国家計量の監督と管理中に問題が発生しました。

したがって、計量学の法的、組織的、経済的基盤を見直す問題が非常に緊急になっています。

この法の目的は次のとおりです。

信頼性の低い測定結果による悪影響からロシア連邦の国民と経済を保護する。

数量単位の国家標準の使用と精度が保証された測定結果の使用に基づいて進歩を促進する。

国際関係の発展に有利な条件を作り出す。

測定器の製造、生産、運営、修理、販売、輸入の問題に関する、ロシア連邦の政府機関と法人および個人との間の関係の規制。

したがって、この法の主な適用分野は、貿易、医療、環境保護、および海外の経済活動です。

測定の均一性を保証するタスクは、州計量局に割り当てられています。 法律は、その活動の分野横断的かつ従属的な性質を決定します。

この活動の分野横断的な性質は、国家計量局の法的地位が他の管理および監督政府機関（ゴサトムナゾル、ゴセネルゴナゾルなど）と同様であることを意味します。

その活動の従属的な性質は、ロシアのゴスタンダートという1つの部門への垂直従属を意味し、その枠組み内で独立して独立して存在します。

採択された法律に従って、ロシア連邦政府は 1994 年に多くの文書を承認しました。

- 「州の科学および計量センターに関する規制」、

- 「連邦行政当局および法人の計量サービスに関する規制を承認する手順」、

- 「測定器を検証する権利に関する法人の計量サービスの認定手続き」、

これらの文書は、特定の法律とともに、ロシアにおける計量に関する主要な法的行為となります。

計測学

計測学(ギリシャ語 μέτρον - 測定、+ 他のギリシャ語 λόγος - 思考、理由から) - 計測学の主題は、所定の精度と信頼性で物体の特性に関する定量的情報を抽出することです。 これに対する規制の枠組みは計量標準です。

計測学は 3 つの主要なセクションで構成されます。

• 理論的または基礎 - 一般的な理論的問題（理論の発展と物理量、その単位、測定方法の測定の問題）を検討します。
• 適用済み- 理論計測学の発展の実際的な応用の問題を研究します。 彼女は計量サポートのすべての問題を担当しています。
• 立法- 物理量の単位、方法、測定器の使用に関する必須の技術的および法的要件を確立します。

計測学の目標と目的

• 一般測定理論の創設。
• 物理量の単位と単位系の形成。
• 方法と測定器、測定精度を決定する方法、測定の均一性と測定器の均一性を確保するための基礎（いわゆる「法定計量」）の開発と標準化。
• 規格や測定器の例の作成、測定器や測定器の検証。 この方向の優先サブタスクは、物理定数に基づいた標準システムを開発することです。

計量学では、歴史的な観点から、測定、通貨単位、計数のシステムの発展も研究します。

計測学の公理

1. あらゆる測定は比較です。
2. 事前情報がなければいかなる測定も不可能です。
3. 値を四捨五入しない測定結果は確率変数です。

計測学の用語と定義

• 測定の統一性- 結果が法定単位で表され、そのサイズが確立された制限内で一次標準によって再現される単位のサイズと等しく、測定結果の誤差が既知であるという事実を特徴とする測定の状態。一定の確率で、設定された制限を超えることはありません。
• 物理量- 物理的オブジェクトの特性の 1 つ。定性的観点では多くの物理的オブジェクトに共通ですが、定量的観点ではそれぞれの物理的オブジェクトに個別的です。
• 測定- 物理量の単位を保存する技術的手段を使用するための一連の操作。測定された量とその単位の関係を確実に決定し、この量の値を取得します。
• 測定器- 測定を目的とし、既知の時間間隔にわたって確立された誤差内でサイズが変化しないと想定される量の単位を再現および（または）保存する標準化された計量特性を備えた技術装置。
• 検証- 測定器が計量要件に準拠していることを確認するために実行される一連の操作。
• 測定誤差- 測定値の真の値からの測定結果の偏差。
• 測定器の誤差- 測定器の読み取り値と測定された物理量の実際の値との差。
• 測定器の精度- 誤差がゼロに近いことを反映する、測定機器の品質の特徴。
• ライセンス- これは、測定器の製造および修理のための活動を実行する個人または法人に対して、割り当てられた地域の州計量サービス当局によって発行される許可です。
• 標準数量単位- 価値単位の送信、保存、複製を目的とした技術的手段。

計測の歴史

計量学の起源は古代にまで遡り、聖書にも言及されています。 初期の形式の計測には、腕の長さなどの単純な実際の測定に基づいた、地方自治体による単純な任意の基準の確立が含まれていました。 長さ、重さ、時間などの数量に関する最も初期の標準が導入されました。これは、人間の活動を記録するだけでなく、商業取引を簡素化するために行われました。

計測学は産業革命の時代に新たな意味を獲得し、大量生産を確保するために絶対に必要になりました。

計測学の発展における歴史的に重要な段階:

• 18 世紀 - メートル標準の確立（標準はフランスの度量衡博物館に保管されています。現在は科学機器というよりも歴史的展示物です）。
• 1832年 - カール・ガウスによる絶対単位系の作成。
• 1875年 - 国際メートル条約に署名。
• 1960 - 国際単位系 (SI) の開発と確立。
• 20 世紀 - 各国の計量研究は国際計量機関によって調整されています。

計量学の国家史におけるマイルストーン:

• メーター条約への加盟。
• 1893年 - D.I.メンデレーエフにより度量衡主要室（現代名：「メンデレーエフ計測研究所」）が設立。

世界計量デーは毎年 5 月 20 日に祝われます。 この祝日は、1999 年 10 月の第 88 回 CIPM 会議で国際度量衡委員会 (CIPM) によって制定されました。

ソ連（ロシア）と海外における計量学の形成と違い

20世紀における科学技術の急速な発展は、科学としての計量学の発展を必要としました。 ソ連では、工業化と軍産複合体の成長に伴って測定の精度と再現性を向上させる必要性が高まったため、計量学が国家の規律として発展しました。 外国の計量も実用的な要件に基づいていましたが、これらの要件は主に民間企業からのものでした。 このアプローチの間接的な結果は、計量学に関連するさまざまな概念に対する州の規制、つまり標準化する必要があるすべてのものに対する GOST 規制でした。 海外では、ASTM などの非政府組織がこの任務を引き受けています。

ソ連とソ連崩壊後の共和国の度量衡におけるこの違いにより、競争の激しい西欧環境とは対照的に、民間企業が不快な基準や器具を使用してパートナーと合意することはできないが、州の基準（標準）が支配的であると認識されている。測定の再現性を証明するための別のオプションについて。

計測学の選択された分野

• 航空計測学
• 化学計測学
• 医療計測学
• 生体認証

測定の科学、それらの統一性を確保するための方法と手段、および必要な精度を達成する方法。

測定

測定の統一性

1. 物理量

物理量 (PV)

実際のPV値

物理パラメータ

影響力のあるfv

ロッドFV

定性的確実性 F V。

部品の長さと直径-

ユニットFV

太陽光発電ユニットシステム

微分単位

速度の単位- メートル/秒。

非システムユニット FV

平等に許可されます。

一時的に認められた。

使用を中止しました。

例えば：

- - 時間の単位。

光学系で- ジオプター- - ヘクタール- - エネルギーの単位など。

- 1秒あたりの回転数。 バー- 圧力単位 (1bar) = 100 000 パ）;

キンタルなど。

FV の複数の単位

ドルナヤ FV

たとえば、1μs= 0.000 001 秒。

基本的な用語と定義 計測学

測定の科学、それらの統一性を確保するための方法と手段、および必要な精度を達成する方法。

測定

特別な技術的手段を使用して、測定された物理量の値を実験的に求めること。

測定の統一性

測定の品質の特徴。測定結果が法定単位で表現され、測定結果の誤差が一定の確率で既知であり、設定された制限を超えないという事実にあります。

測定結果の精度

測定結果の誤差がゼロに近いことを反映する、測定の品質の特性。

1. 物理量

物理量 (PV)

物理的オブジェクト (物理システム、現象、またはプロセス) の特性の 1 つに関する特性。定性的には多くの物理的オブジェクトに共通ですが、定量的にはオブジェクトごとに異なります。

物理量の真の価値

対応する物理量を定性的および定量的に理想的に反映する物理量の値。

この概念は、哲学における絶対的真理の概念と相関しています。

実際のPV値

実験的に発見され、真の値に非常に近いため、特定の測定タスクでそれを置き換えることができる PV の値。

たとえば、測定器をチェックする場合、実際の値は標準メジャーの値または標準測定器の読み値です。

物理パラメータ

EF。特定の EF を測定するときに補助特性として考慮されます。

たとえば、交流電圧を測定する場合の周波数です。

影響力のあるfv

PV は、特定の測定器によって測定されるものではありませんが、測定結果に影響を与えます。

ロッドFV

定性的確実性 F V。

部品の長さと直径- 均一な量。 部品の長さと質量は不均一な量です。

ユニットFV

固定サイズの PV。従来は 1 に等しい数値が割り当てられ、均一な PV を定量的に表現するために使用されます。

PV の数だけユニットが必要です。

基本単位、微分単位、多重単位、約数単位、体系単位、および非体系単位があります。

太陽光発電ユニットシステム

物理量の基本単位と派生単位のセット。

単位系の基本単位

特定の単位系における基本 PV の単位。

国際単位系 SI の基本単位: メートル、キログラム、秒、アンペア、ケルビン、モル、カンデラ。

追加単位 単位系

厳密な定義はありません。 SI システムでは、これらは平面角度 (ラジアン) と立体角度 (ステラジアン) の単位です。

微分単位

PV 単位系の派生単位。基本単位、または基本単位とすでに定義されている派生単位を接続する方程式に従って形成されます。

速度の単位- メートル/秒。

非システムユニット FV

PV ユニットは、受け入れられている単位系のいずれにも含まれていません。

SI システムに関連する非システム単位は、次の 4 つのタイプに分類されます。

平等に許可されます。

特別な領域での使用が承認されています。

一時的に認められた。

使用を中止しました。

例えば：

トン: 度、分、秒- 角度単位; リットル; 分、時、日、週、月、年、世紀- 時間の単位。

光学系で- ジオプター- 光パワーの測定単位。 農業で- ヘクタール- 面積の単位。 物理学では電子ボルト- エネルギーの単位など。

海上航行、海里、結び目。 他の地域では- 1秒あたりの回転数。 バー- 圧力単位 (1bar) = 100 000 パ）;

キログラム力/平方センチメートル。 水銀柱ミリメートル。 馬力;

キンタルなど。

FV の複数の単位

PV ユニットは、システムまたは非システムユニットの整数倍です。

たとえば、周波数単位 1 MHz = 1,000,000 Hz

ドルナヤ FV

PV ユニットは、システムまたは非システムユニットよりも整数倍小さいです。

たとえば、1μs= 0.000 001 秒。

計測学の基本用語と定義

計測学– 測定の科学、それらの統一性を保証する方法と手段、および必要な精度を達成する方法。

直接測定– 物理量の望ましい値を直接取得する測定。

間接測定– 所望の量に関数的に関連する他の物理量の直接測定の結果に基づいて、物理量の所望の値を決定する。

物理量の真の値– 対応する物理量を定性的および定量的な観点から理想的に特徴付ける物理量の値。

物理量の実数値– 実験的に得られた物理量の値で、真の値に非常に近いため、特定の測定タスクで代わりに使用できる。

測定された物理量– 測定タスクの主な目的に従って測定される物理量。

影響を与える物理量– 測定量および（または）測定結果の大きさに影響を与える物理量。

影響量の正常範囲– 確立された精度基準に従って、影響を受ける測定結果の変化が無視できる影響量の値の範囲。

影響を与える量の動作範囲– 影響を与える量の値の範囲。この範囲内で、測定器の読み取り値の追加誤差または変化が正規化されます。

測定信号– 測定された物理量に関する定量的な情報を含む信号。

スケール分割価格– 隣接する 2 つの目盛に対応する値の差。

測定器の読み取り範囲– 機器のスケール値の範囲。初期スケール値と最終スケール値によって制限されます。

測定範囲– 測定機器の許容誤差限界が正規化される量の値の範囲。

メーター測定値の変動– 測定値の小さい値と大きい値からこの点にスムーズにアプローチする、測定範囲内の同じ点での機器の読み取り値の差。

トランスデューサ換算係数– 測定値を表示する測定トランスデューサの出力の信号と、トランスデューサの入力で測定値を表示する信号の比。

測定器の感度– 測定器の特性。この測定器の出力信号の変化と、それを引き起こす測定値の変化の比率によって決まります。

測定器の絶対誤差– 測定機器の読み取り値と測定量の真の（実際の）値との差。測定された物理量の単位で表されます。

測定器の相対誤差– 測定機器の誤差。測定結果または測定された物理量の実際の値に対する測定機器の絶対誤差の比率として表されます。

測定器の誤差を軽減– 相対誤差。従来許容されている量の値（または標準値）に対する測定機器の絶対誤差の比として表され、測定範囲全体または範囲の一部にわたって一定です。 多くの場合、読み取り範囲または測定上限が正規化値として使用されます。 指定された誤差は通常、パーセンテージで表されます。

測定器の系統誤差– 一定または自然に変化するとみなされる、測定器の誤差の成分。

測定器のランダム誤差– ランダムに変化する測定器の誤差の成分。

測定器の基本誤差– 通常の条件下で使用される測定器の誤差。

測定器の追加誤差– 影響を与える量のいずれかが正常値から逸脱した結果、または正常な値の範囲を超えた結果として、主誤差に加えて発生する測定器の誤差の構成要素。

測定器の許容誤差の限界– 測定器の誤差の最大値。特定のタイプの測定器の規制文書によって確立され、その値で使用に適していると認められます。

測定器精度クラス– 特定の種類の測定器の一般化された特性。通常はその精度のレベルを反映し、許容される主誤差と追加誤差の制限、および精度に影響を与えるその他の特性によって表されます。

測定結果エラー– 測定量の真の（実際の）値からの測定結果の偏差。

ミス（大まかな測定誤差）– 一連の測定に含まれる個々の測定結果の誤差。​​特定の条件下で、このシリーズの他の結果とは大きく異なります。

測定方法の誤り– 採用された測定方法の不完全性による系統的な測定誤差の成分。

修正– 系統誤差の成分を除去するために未補正の測定結果に入力された量の値。 補正の符号は誤差の符号と逆になります。 測定装置の読み取り値に導入された補正は、装置の読み取り値の修正と呼ばれます。

基本的な用語と定義 計測学

測定の科学、それらの統一性を確保するための方法と手段、および必要な精度を達成する方法。

測定

特別な技術的手段を使用して、測定された物理量の値を実験的に求めること。

測定の統一性

測定の品質の特徴。測定結果が法定単位で表現され、測定結果の誤差が一定の確率で既知であり、設定された制限を超えないという事実にあります。

測定結果の精度

測定結果の誤差がゼロに近いことを反映する、測定の品質の特性。

1. 物理量

物理量 (PV)

物理的オブジェクト (物理システム、現象、またはプロセス) の特性の 1 つに関する特性。定性的には多くの物理的オブジェクトに共通ですが、定量的にはオブジェクトごとに異なります。

物理量の真の価値

対応する物理量を定性的および定量的に理想的に反映する物理量の値。

この概念は、哲学における絶対的真理の概念と相関しています。

実際のPV値

実験的に発見され、真の値に非常に近いため、特定の測定タスクでそれを置き換えることができる PV の値。

たとえば、測定器をチェックする場合、実際の値は標準メジャーの値または標準測定器の読み値です。

物理パラメータ

EF。特定の EF を測定するときに補助特性として考慮されます。

たとえば、交流電圧を測定する場合の周波数です。

影響力のあるfv

PV は、特定の測定器によって測定されるものではありませんが、測定結果に影響を与えます。

ロッドFV

定性的確実性 F V。

部品の長さと直径- 均一な量。 部品の長さと質量は不均一な量です。

ユニットFV

固定サイズの PV。従来は 1 に等しい数値が割り当てられ、均一な PV を定量的に表現するために使用されます。

PV の数だけユニットが必要です。

基本単位、微分単位、多重単位、約数単位、体系単位、および非体系単位があります。

太陽光発電ユニットシステム

物理量の基本単位と派生単位のセット。

単位系の基本単位

特定の単位系における基本 PV の単位。

国際単位系 SI の基本単位: メートル、キログラム、秒、アンペア、ケルビン、モル、カンデラ。

追加単位 単位系

厳密な定義はありません。 SI システムでは、これらは平面角度 (ラジアン) と立体角度 (ステラジアン) の単位です。

微分単位

PV 単位系の派生単位。基本単位、または基本単位とすでに定義されている派生単位を接続する方程式に従って形成されます。

速度の単位- メートル/秒。

非システムユニット FV

PV ユニットは、受け入れられている単位系のいずれにも含まれていません。

SI システムに関連する非システム単位は、次の 4 つのタイプに分類されます。

平等に許可されます。

特別な領域での使用が承認されています。

一時的に認められた。

使用を中止しました。

例えば：

トン: 度、分、秒- 角度単位; リットル; 分、時、日、週、月、年、世紀- 時間の単位。

光学系で- ジオプター- 光パワーの測定単位。 農業で- ヘクタール- 面積の単位。 物理学では電子ボルト- エネルギーの単位など。

海上航行、海里、結び目。 他の地域では- 1秒あたりの回転数。 バー- 圧力単位 (1bar) = 100 000 パ）;

キログラム力/平方センチメートル。 水銀柱ミリメートル。 馬力;

キンタルなど。

FV の複数の単位

PV ユニットは、システムまたは非システムユニットの整数倍です。

たとえば、周波数単位 1 MHz = 1,000,000 Hz

ドルナヤ FV

PV ユニットは、システムまたは非システムユニットよりも整数倍小さいです。

たとえば、1μs= 0.000 001 秒。

計測学の基本用語と定義

UDC 389.6(038):006.354 グループ T80

測定の均一性を保証するための国家システム

測定の均一性を保証するための国家システム。

計測学。 基本的な用語と定義

ISS 01.040.17

導入日 2001-01-01

序文

1 全ロシア計測科学研究所によって開発され、それにちなんで名付けられました。 ロシアのD.I.メンデレーエフ・ゴスタンダルト

標準化、計測および認証のための州間評議会の技術事務局によって紹介されました

2 標準化、計量および認証のための州間評議会によって採択された (1999 年 5 月 26 ～ 28 日の議事録 No. 15)

3 2000 年 5 月 17 日付けのロシア連邦標準化計量国家委員会の法令第 139 号により、州間勧告 RMG 29-99 は、2001 年 1 月 1 日からロシア連邦計量に関する勧告として直接施行されました。 。

4 代わりに GOST 16263-70

5 再出版。 2003 年 9 月

修正第 1 号が導入され、標準化、計量および認証に関する州間評議会によって採択されました (2003 年 12 月 5 日の議事録第 24 号) (2005 年の IUS 第 1 号)

導入

これらの勧告によって確立された用語は、確立された計量学の基本概念の体系を反映して、体系的な順序で配置されています。 用語はセクション 2 ～ 13 に記載されています。 各セクションには、用語の連続した番号が含まれています。

概念ごとに 1 つの用語が確立され、用語の記事番号が付けられます。 かなりの数の用語には短い形式や略語が付いており、異なる解釈の可能性を排除する場合にはこれらを使用する必要があります。

用語記事の番号が付いている用語は太字で入力され、その短い形式と略語は淡色で表示されます。 注に記載されている用語は斜体で表記されています。

ロシア語の用語のアルファベット順索引では、指定された用語がアルファベット順にリストされ、用語記事の番号が示されます (たとえば、「値 3.1」)。 この場合、注記に記載されている用語については、品番の後に「p」を表記します（例： 合法化された単位 4.1p）。

多くの確立された用語については、同等の外国語がドイツ語 (de)、英語 (en)、フランス語 (fr) で提供されています。 これらは、ドイツ語、英語、フランス語の同等の用語のアルファベット順の索引にもリストされています。

用語 2.4 の括弧内に示されている「適用される」という単語、および括弧内に示されている用語に相当する多数の外国語の単語は、必要に応じて省略できます。

「追加ユニット」の概念は、用語がその内容を完全に開示しているため、定義されていません。

この記事では、計測とは何かを説明します。 科学技術の進歩は、方法や測定機器なしには想像するのが非常に困難です。 日常の多くの事柄においてさえ、私たちはそれらなしではやっていけません。 このため、このような大規模で包括的な知識体系は、体系化して科学の別の分野に分離することなく存続することはできません。 この科学的方向性は計測学と呼ばれます。 さまざまな測定方法を科学的な観点から解説しています。 これが計測学の研究テーマです。 ただし、計測専門家の活動には実践的な要素も含まれています。

計測とは何ですか

International Dictionary of Basic and GeneralTerms in Metrology では、この概念を測定の科学と定義しています。 計測学は、あらゆる種類の測定と同様に、人間の活動のほぼすべての分野で重要な役割を果たしています。 生産管理、環境品質、人の安全と健康はもちろん、素材や食品の評価、公正取引、消費者保護などあらゆる分野で活用されています。 計測学の基礎は何ですか?

「計量インフラストラクチャ」という概念は非常に頻繁に使用されます。 これは、地域または国全体の測定能力に適用され、測定システムの管理と組織だけでなく、試験および校正サービス、研究所、計量研究所の作業も含まれます。

基本概念

「計測」の概念は、一般的な意味で使用されることが多く、理論的な側面だけでなく、測定システムの実際的な側面も意味します。 適用範囲を指定する必要がある場合、通常は次の概念が使用されます。

一般的な計測学

このタイプの計測とは何ですか? 計量測定のすべての分野に共通する問題を扱います。 一般計測学では、測定単位に影響を与える実践的および理論的問題、つまり単位系の構造や公式内での測定単位の変換を扱います。 彼女はまた、測定誤差、測定機器、計測学的特性の問題も扱います。 多くの場合、一般的な計測学は科学的とも呼ばれます。 一般的な計測は、次のようなさまざまな分野をカバーします。

工業用計測学

産業で使用される計測学とは何ですか? この科学分野では、品質テストだけでなく生産測定も扱います。 工業用または技術計測が直面する主な問題は、校正の間隔と手順、測定機器の制御、測定プロセスの検証などです。 この概念は、産業部門における計量活動を説明する際によく使用されます。

法定計量

この用語は、技術的な観点からの必須要件のリストに含まれています。 法定計量の分野に関連する組織は、実行された測定手順の信頼性と正確性を判断するために、これらの要件の実装をチェックすることに取り組んでいます。 これは、健康、貿易、安全保障、環境などの公共分野に当てはまります。 法定計量の対象となる領域は、各国の関連規制によって異なります。

以下で計測学の基本をさらに詳しく見てみましょう。

基本

計測学の主題は、確立された信頼性と精度に従って、検討対象の物体の特性やプロセスに関する情報を含む、特定の測定単位で情報を生成することです。

計測学とは、合理的な使用を可能にする一連の測定機器と一般に認められた基準を意味します。 標準化と計測学は密接に関係しています。

オブジェクト

計測オブジェクトには次のものが含まれます。

1. 測定されている任意の量。
2. 物理量の単位。
3. 測定。
4. 測定エラー。
5. 測定方法。
6. 測定を行う手段。

有意性の基準

計量業務の社会的重要性を決定する特定の基準もあります。 これらには次のものが含まれます。

1. 測定された測定に関して、信頼性が高く最大限客観的な情報を提供します。
2. 誤った測定結果から社会を守り、安全を確保します。

目標

技術規制と計測の主な目標は次のとおりです。

1. 国内メーカーの製品の品質を向上させ、競争力を高めます。 これは、製品作成プロセスの生産効率の向上、自動化、機械化に関するものです。
2. ロシアの産業を一般市場の要件に適応させ、貿易分野における技術的障壁を克服する。
3. さまざまな種類の資源を節約します。
4. 国際市場における協力の効率を高める。
5. 製造された製品と材料資源の記録を維持します。

タスク

計測のタスクには次のものが含まれます。

1. 測定理論の開発。
2. 測定を実行するための新しいツールと方法の開発。
3. 統一された測定ルールを確保する。
4. 測定作業に使用する機器の品質向上。
5. 現在の規制に従った測定機器の認証。
6. 計量学の基本的な問題を規制する文書の改善。
7. 測定プロセスを提供する担当者の資質の向上。

種類

測定値は、通常の指標との関連で、情報の取得方法、変化の性質、測定する情報の量など、多くの要素に従って分類されます。 このような種類の計測があります。

情報の取得方法に応じて、直接測定と間接測定、および共同測定と累積測定が区別されます。

計測の手段は何ですか?

直接測定と間接測定

直線は、大きさと大きさの物理的な比較を意味します。 したがって、たとえば、定規を使用して物体の長さを測定する場合、長さの値の定量的表現と測定の対象物が比較されます。

間接測定には、テスト対象の量に特定の方法で関連する指標の直接測定の結果として、量の望ましい値を確立することが含まれます。 たとえば、電流計で電流を測定し、電圧計で電圧を測定する場合、すべての量の関数的性質の関係を考慮して、電気回路全体の電力を計算することができます。

骨材とジョイントの測定

累積測定には、同じ種類のいくつかの量を同時に測定した結果として得られる系の方程式を解くことが含まれます。 必要な値は、この連立方程式を解くことによって計算されます。

同時測定は、それらの間の関係を計算するために、異なるタイプの 2 つ以上の物理量を決定することです。 最後の 2 種類の測定は、電気工学の分野でさまざまな種類のパラメータを決定するためによく使用されます。

測定手順中の値の変化の性質に基づいて、動的測定、統計的測定、および静的測定が区別されます。

統計的

統計的測定は、ランダムなプロセス、騒音レベル、音声信号などの兆候の特定に関連する測定です。 逆に、静的変化は測定値が一定であるという特徴があります。

動的測定には、計量作業中に変化する傾向のある量の測定が含まれます。 動的測定と静的測定が理想的な形で実際に見つかることはほとんどありません。

複数と単一

情報量に基づいて、測定は複数と単一に分けられます。 単一測定とは、1 つの数量の 1 回の測定を意味します。 したがって、測定の数は測定される量に完全に関係します。 このタイプの測定を使用すると、計算に重大な誤差が生じるため、いくつかの測定手順を経て算術平均値を導出する必要があります。

複数の測定とは、測定値を超える計測操作の回数が過剰であることを特徴とする測定です。 このタイプの測定の主な利点は、誤差に対するランダム要因の影響がほとんどないことです。

絶対的と相対的

基本的な計量単位に関連して、絶対測定と相対測定が区別されます。

絶対測定には、定数と組み合わせた 1 つ以上の基本量の使用が含まれます。 相対的なものは、単位として使用される均質量に対する計量量の比率に基づいています。

測定スケール

測定スケール、原理、方法などの概念は、計測学に直接関係しています。

測定スケールは、物理的表現における量の体系化された一連の値として理解されます。 温度スケールの例を使用して、測定スケールの概念を検討すると便利です。

氷が溶ける温度が開始点であり、基準点は水が沸騰する温度です。 上記の間隔の 100 分の 1 が 1 つの温度単位、つまり摂氏度とみなされます。 華氏での温度スケールもあり、その開始点は氷とアンモニアの混合物の融解温度であり、通常の体温が基準点となります。 華氏 1 単位は間隔の 96 分の 1 です。 このスケールでは、氷は 32 度で溶け、水は 212 度で沸騰します。つまり、その間隔は摂氏で 100 度、華氏で 180 度であることがわかります。

計測システムでは、名前、順序、間隔、比率など、他のタイプのスケールも知られています。

名前のスケールは定性的な単位を意味しますが、量的な単位ではありません。 このタイプのスケールには、開始点、基準点、または計量単位がありません。 このようなスケールの例としては、カラー アトラスがあります。 これは、塗装されたアイテムとアトラスに含まれる参照サンプルを視覚的に関連付けるために使用されます。 色合いのオプションは非常に多様であるため、比較は、この分野での豊富な実践経験と特別な視覚能力を持つ経験豊富な専門家によって行われる必要があります。

オーダースケールは、ポイントで表される測定値の値によって特徴付けられます。 これらは、地震の規模、物体の硬さ、風力などです。

差または間隔スケールには相対的なゼロ値があります。 このスケールの間隔は合意によって決定されます。 このグループには、長さと時間のスケールが含まれます。

比率スケールには特定のゼロ値があり、計量単位は合意によって決定されます。 たとえば、質量計は、必要な計量精度を考慮して、さまざまな方法で校正できます。 分析スケールと家庭スケールは互いに大きく異なります。

結論

したがって、計測学は人間の活動のすべての実践的および理論的領域に関与しています。 建設分野では、特定の平面における構造のたわみを判断するために測定が使用されます。 医療分野では、精密な機器により診断手順を実行できます。同様に機械工学にも当てはまり、専門家は最高の精度で計算を行うことを可能にする機器を使用します。

また、技術規制や大規模プロジェクトの実施、規制の制定や体系化を行う特別計量センターもあります。 このような機関は、あらゆる種類の計量研究に影響力を拡大し、確立された基準を適用します。 計測学で使用される多くの指標の精度にもかかわらず、この科学は他の科学と同様に進歩を続けており、特定の変更や追加が加えられています。

計測タスク. 計測学- 測定、それらの統一性を保証する方法と手段、および所定の精度を達成する方法の科学です。

測定現代社会では 重要な役割を果たす。 彼らはサービスを提供するだけではありません 科学的および技術的知識の基礎、しかし、にとっては最も重要です 物質的資源の会計処理そして 計画、 のために 内部そして 外国貿易、 のために 品質保証製品、 互換性ユニットやパーツなど、 技術の向上、 のために 安全労働やその他の種類の人間の活動。

計測学は自然科学および技術科学の進歩にとって非常に重要です。 測定精度の向上- の一つ 改善の手段方法 自然の知識人間、正確な知識の発見と実践。

科学技術の進歩を確実にするために、計測学 他の科学技術分野の発展において先んじなければならないなぜなら、それらのそれぞれにとって、正確な測定はそれらを改善するための主な方法の1つだからです。

主要 タスク国際標準化の推奨事項 (RMG 29-99) に従った計測は次のとおりです。

- ユニットの設立物理量 (PV)、州標準、および標準測定器 (MI)。

- 理論開発、測定および制御の方法および手段。

- 統一性を確保する測定;

- 評価手法の開発エラー、測定および制御機器の状態。

- 転送方法の開発標準または模範的な測定器から実用的な測定器までの単位。

計測学の発展の簡単な歴史。 測定の必要性ははるか昔、紀元前約 6000 年の文明の黎明期に生じました。

メソポタミアとエジプトの初期の文書には、長さの測定システムが以下に基づいていたことが示されています。 足、300 mmに相当します（ピラミッドの構築用）。 ローマでは、1 フィートは 297.1734 mm に相当しました。 イギリスでは - 304.799978 mm。

古代バビロニア人が確立した 年, 月, 時間。 続いて、地球の地軸の周りの平均回転の 1/86400 ( 日々) 名前を受け取りました 2番.

紀元前2世紀のバビロン。 時間はで測定されました 鉱山。 鉱山は一定期間 (天文学的な 2 時間にほぼ等しい) に相当しました。 その後、鉱山は縮小し、私たちに見慣れたものに変わりました 分.

多くの尺度は人体計測に由来しています。 したがって、キエフ大公国では日常生活で使用されました。 インチ, 肘, わかる.

ロシアで最も重要な計量文書は、イワン雷帝のドヴィナ憲章 (1550 年) です。 これは、バルク固体の新しい測定サイズの保存と転送に関する規則を規制します。 タコ(104.95リットル)。

ロシアにおけるピョートル 1 世の度量衡改革により、英語の尺度の使用が許可され、特に海軍と造船で広く普及しました。 インチ(2.54cm)および 足（12インチ）。

1736 年、上院の決定により、度量衡委員会が設立されました。

システム構築の考え方 小数の測定値フランスの天文学者に属する G. ムトヌー、17世紀に生きた人。

その後、長さの単位として地球の子午線の 4,000 万分の 1 を採用することが提案されました。 単一ユニットに基づいて - メートル- システム全体が構築され、 メトリック.

ロシアでは 1835 年に「ロシア度量衡システムに関する」という法令により、長さと質量の基準が承認されました。 プラチナファゾムそして プラチナポンド.

1875年、ロシアを含む17州が採択した。 計測規約 「メートル法の統一と改善を確実にするため」、国際度量衡局を設立することが決定されました（ BIPM）、セーヴル市（フランス）にあります。

同年、ロシアはプラチナ・イリジウムを受け取った。 質量標準 No.12とNo.26と 長さの単位の規格 11番と28番。

1892 年、D.I. は車両基地のマネージャーに任命されました。 メンデレーエフは 1893 年に度量衡本部に改築しました。 世界初の一つ科学研究機関 計量タイプ.

計量学者としてのメンデレーエフの偉大さ 彼は、計測学の状態と科学と産業の発展レベルとの直接的な関係を初めて完全に認識したという事実に現れています。 」 科学が始まる ...測定を開始してから... 正確な科学は測定なしには考えられない 」とロシアの有名な科学者は述べた。

ロシアのメートル法 1918 年に「国際度量衡メートル法導入に関する」人民委員評議会の布告によって導入されました。

で 1956 政府間協定が署名されました 設立に関する条約 法定計量国際機構 ( OIML）、法定計量の一般的な問題（精度クラス、SI、法定計量の用語、SI 認証）を開発します。

作成年 1954 ソ連閣僚理事会の測定基準および測定器の委員会は、変革後、 になる ロシア連邦標準化委員会 - ロシアのゴスタンダルト .

連邦法の「技術的規制に関する」の採択に関連して、 2002年 および執行権限の再編 2004年ゴススタンダートになりました 連邦技術規制庁そして計測学(現在は省略されています ロスタンアルト).

自然科学の発展により、より多くの新しい測定機器が登場し、それらが科学の発展を刺激しました。 ますます強力な研究ツールになりつつある.

現代の計測学 - これは測定の科学であるだけでなく、物理量 (PV)、その再現と伝達、標準の使用、測定ツールと測定方法の作成の基本原則、それらの誤差の評価の研究を含む対応する活動でもあります。計量管理と監督。

計測学の基礎となっているのは、 2 つの主要な仮説 (あそして b):

あ) 決定される量の真の値 存在します そして それは一定です ;

b) 測定量の真の値 見つけることが不可能 .

つまり、測定結果は測定量に関連しているということになります。 数学的依存性 (確率的依存)。

本当の意味 F Vこれは PV 値と呼ばれ、対応する物理量 (PV) を定性的および定量的に理想的に特徴づけます。

PV実績値 - 実験的に得られた PV 値であり、真の値に非常に近いため、特定の測定タスクで代わりに使用できます。

数量の実際の値については、 いつでも指定できます PV の真の値が所定の確率で存在する、多かれ少なかれ狭いゾーンの境界。

物質世界の量的および質的な現れ

私たちの周りの世界にあるあらゆる物体は、その固有の特性によって特徴付けられます。

本質的に、プロパティはカテゴリです 高品質 。 同じプロパティでも可能です 多くの中で見つかった オブジェクトまたはである それらの一部にのみ固有の 。 たとえば、すべての物質体には質量、温度、密度がありますが、結晶構造を持つのは一部のみです。

したがって、物理的なオブジェクトのそれぞれの特性は、まず第一に、 発見されなければならない 、そして記述され、分類されてから初めて、それを定量的に研究し始めることができます。

マグニチュード- 現象の次元の定量的特徴、兆候、それらの関係の指標、変化の程度、相互関係。

量はそれ自体では存在せず、その量で表される性質をもった物体が存在する限りにおいてのみ存在する。

さまざまな量は、理想量と現実量に分類できます。

理想値 - は一般化 (モデル) です 主観的な 特定の実生活の概念であり、主に数学の分野に関連します。 これらはさまざまな方法で計算されます。

実際の値 プロセスと物理体の実際の量的特性を反映します。 それらは順に次のように分けられます。 物理的な そして 非物理的な 量。

物理量 (PV) を値特性として定義できます。 いくつかの物質的なオブジェクト自然科学（物理学、化学）およびさまざまな技術科学（プロセス、現象、材料）を研究します。

に 非物理的な 固有の量を含む 社会科学 - 哲学、文化、経済など

のために 非物理的な 測定の単位 ありえない 原則として導入します。 専門家による評価、ポイント システム、一連のテストなどを使用して評価できます。 非物理的 理想値と同様に、その評価においても主観的要因の影響が避けられない値、 適用しないでください 計測学の分野へ。

物理量

物理量 - 物理的オブジェクト (物理システム、現象、またはプロセス) の特性の 1 つ、 一般的な品質 多くの物理的オブジェクトの観点からですが、定量的な観点から 誰にとっても個性的な そのうちの。

エネルギー (アクティブ) PV - 外部エネルギーの測定を必要としない量。 たとえば、圧力、電圧、力などです。

本物 (パッシブ) PV - 外部からのエネルギーの適用を必要とする量。 たとえば、質量、電気抵抗などです。

定量的な観点から見た個性 理解する という意味で 財産 1 つのオブジェクトに対して一定回数行うことができます もっと 他のものよりも。

高品質 「物理量」という概念の側面 定義する « 属 » 量、たとえば、物体の一般的な特性としての質量。

定量的 側 - 彼らのもの サイズ 「（特定の物体の質量の値）。

ロッドFV - 価値の定性的確実性。 したがって、一定速度と可変速度は同種の量であり、速度と長さは不均一な量です。

PVサイズ - 特定の物質的な物体、システム、現象、またはプロセスに固有の定量的な確実性。

PV値 - PV のサイズを、許容される特定の測定単位数の形式で表現します。

影響を与える物理量- PV。測定値および（または）測定結果の大きさに影響します。

PV寸法 - べき単項式の形式。さまざまなべき乗の主要な PV の記号の積で構成され、PV と特定の量の関係を反映します。この量系では次の比例係数を持つ基本的な量系として受け入れられます。 1.

dim x = L l M m T t 。

一定の物理量 - 測定タスクの条件に応じて、そのサイズが測定時間を超えて変化しないとみなせる PV。

次元PV - メイン PV の少なくとも 1 つを 0 以外の累乗で累乗した次元の PV。たとえば、LMTIθNJ システムにおける力 F は次元量です: dim F = LMT -2。

で 測定 実行する 比較 既知のサイズを単位とする未知のサイズ。

量間の接続方程式 - 方程式 , 自然法則によって決定される量間の関係を反映しており、アルファベット記号は PV として理解されます。 たとえば、次の方程式 v =私 / t経路長に対する一定速度 v の既存の依存性を反映します。 私そして時間 t.

特定の測定タスクにおける数量間の関係式は次のように呼ばれます。 方程式 測定。

加算PV - 異なる値を合計したり、数値係数を乗算したり、互いに除算したりできる量。

信じられている 添加剤 (または広範な) 物理量 部分的に測定される さらに、個々のメジャーのサイズの合計に基づく多値メジャーを使用して正確に再現できます。 たとえば、付加的な物理量には、長さ、時間、電流などが含まれます。

で 測定 物質、物体、現象、プロセスの特性を特徴付けるさまざまな PV、いくつかの特性が表示されます 高品質のみ , その他 - 定量的に .

PV の寸法 測定された 、 それで 評価されています スケールを使用する、つまり あらゆる特性の定量的または定性的発現は、PV スケールを形成するセットに反映されます。

実用的 実装 測定スケールは次のように実行されます。 標準化 測定単位、秤自体、およびそれらを明確に使用するための条件。

物理量の単位

測定単位 PV - 固定サイズの PV。従来は 1 に等しい数値が割り当てられ、均一な物理量の定量的表現に使用されます。

PVの数値 q - 数量の値に含まれる抽象的な数値、または数量の値とそれに採用された特定の PV の単位との比率を表す抽象的な数値。 たとえば、10 kg は質量の値であり、数字の 10 は数値です。

太陽光発電システム - 一部の量が独立したものとして扱われ、他の量が独立した量の関数として決定される場合に、受け入れられた原則に従って形成される PV のセット。

太陽光発電ユニットシステム - 特定の PV システムの原理に従って形成された基本 PV と派生 PV のセット。

基本PV - PV、数量システムに含まれ、条件付きでこのシステムの他の数量から独立したものとして受け入れられます。

PVの派生 - PV、数量システムに含まれ、このシステムの基本数量によって決定されます。

国際単位系 (SI) 1982 年 1 月 1 日にロシアに導入されました。 GOST8によると。 417 ～ 81、現在は GOST8 が発効しています。 417 ～ 2002 (表 1 ～ 3)。

主要 原理 システムの作成 - 原則 一貫性、数値係数が 1 に等しい構成方程式を使用して導出単位を取得できる場合。

表 1 - 基本量と SI 単位

基本PV SIシステム:

- メーター 1/299792458 秒の時間間隔中に真空中で光が進む経路の長さです。

- キログラム（キログラム） 国際キログラム原器の質量に等しい (BIPM、セーヴル、フランス)。

- 2番 セシウム 133 原子の基底状態の 2 つの超微細準位の間の遷移に対応する放射線の 9192631770 周期に等しい時間が存在します。

- アンペア 定電流の強度です。真空中で互いに 1 m の距離に位置し、長さが無限で、断面積が無視できるほど小さい円形の 2 本の平行な直線導体を通過するときに、導体の各セクションに電流が発生します。導体長さ 1 m、相互作用力は 2 10 - 7 N (ニュートン) に等しい。

- ケルビン 水の三重点の熱力学温度の 1/273.16 に等しい熱力学温度の単位です。

水の三重点温度は、氷の融点より 0.01 K または 0.01 °C 高い、固体 (氷)、液体、気体 (蒸気) 相における水の平衡点の温度です。

- モル 炭素原子の数と同じ数の構造要素を含む系の物質の量 - 12、質量 0.012 kg。

- カンデラ は、周波数 540・10 12 Hz の単色放射線を発する光源の特定の方向の光度であり、この方向のエネルギー光度は 1/683 W/sr (sr - ステラジアン) です。

ラジアン - 円の 2 つの半径間の角度。その間の円弧の長さはこの半径に等しい。

ステラディアン - 球の中心に頂点を持つ立体角。その表面には、球の半径である辺のある正方形の面積に等しい面積が切り取られます。

太陽光発電システムユニット - 受け入れられた単位系に含まれる PV ユニット。 SI 単位の基本単位、派生単位、倍数および約数は体系的です (たとえば、1 m)。 1メートル/秒; 1km。

PVの非システム単位 - 許容される単位系の一部ではない PV 単位。たとえば、全角 (360° 回転)、時間 (3600 秒)、インチ (25.4 mm) など。

対数 PV は、音圧、ゲイン、減衰などを表現するために使用されます。

対数PVユニット- ホワイト(B):

エネルギー値 1B = log (P 2 /P 1) at P 2 = 10P 1;

F 2 = での電力量 1B = 2 log(F 2 /F 1)。

bela の約数ユニット - デシベル (d B): 1 d B = 0.1B。

広く使われています 相対EF - 無次元比率

同名のPVが2本あります。 これらはパーセンテージと無次元単位で表されます。

最も重要な指標の 1 つ現代のデジタル測定技術は、 情報量（量） ビットとバイト (B)。 1 バイト = 2 3 = 8 ビット。

表 2 - 情報量の単位

SI プレフィックスが使用されます: 1 KB = 1024 バイト、1 MB = 1024 KB、1 GB = 1024 MB など。 この場合、KB という指定は、乗算器 10 3 を表す小文字の「k」とは対照的に、大文字 (大文字) で始まります。

歴史的には、「バイト」という名前が誤って使用される状況が発生しました (1000 = 10 3 の代わりに、1024 = 2 10 が受け入れられます)。 SI プレフィックスが使用されます: 1 KB = 1024 バイト、1 MB = 1024 KB、1 GB = 1024MBなど この場合、KB という指定は、乗算器 10 3 を表す小文字の「k」とは対照的に、大文字 (大文字) で始まります。

一部のSI単位 科学者に敬意を表して 特別な名前が割り当てられ、その指定は、たとえば、アンペア - A、パスカル - Pa、ニュートン - N のように大文字で書かれます。これらの単位の指定のこの綴りは、他の派生 SI 単位の指定にも保持されます。

倍数と約数 PV ユニットは乗算器およびプレフィックスとともに使用されます

SI の倍数と約数はそうではありません。 筋の通った。

FV単位の倍数 - 身体活動の単位。全身または非全身単位の整数倍。 たとえば、電力の単位はメガワット (1 MW = 10 6 W) です。

ドルナヤ 太陽光発電ユニット - 身体活動の単位。全身性または非全身性単位よりも整数倍小さい。 たとえば、時間単位 1 μs = 10 -6 s は秒の一部分です。

SI システムの 10 進数の倍数と約数の名前と指定は、特定の係数と接頭辞を使用して形成されます (表 4)。

システム単位の倍数と約数 コヒーレントには含まれていません 太陽光発電ユニットのシステム。

コヒーレントな PV 導出単位 - PV の微分単位。次の方程式によって単位系の他の単位に関連付けられます。 数値係数は 1 に等しいと想定されます .

PVユニットのコヒーレントシステム - 基本ユニットと一貫した派生ユニットで構成される PV ユニットのシステム。

接頭辞「hecto」、「dec」、「deca」、「santi」は、他の接頭辞の使用が不便な場合に使用してください。

ユニット名に 2 つ以上の接頭辞を続けて付けることはできません。 たとえば、マイクロマイクロファラッドではなく、ピコファラッドと書く必要があります。

基本単位「キログラム」の名前には接頭辞「キロ」が含まれているため、質量の倍数単位および準倍数単位を形成するには、倍数単位である「グラム」が使用されます（たとえば、ミリグラム（mg））。マイクロキログラム (mkg) の代わりに。

質量の約数単位である「グラム」を接頭辞を付けずに使用します。

PV の倍数単位および約倍数単位は、キロニュートン (kN)、ナノ秒 (ns) などの SI 単位名とともに記述されます。

一部の SI 単位には科学者に敬意を表して特別な名前が付けられており、その指定は、たとえば、アンペア - A、オーム - Ohm、ニュートン - N のように大文字で書かれます。

表 3 - 特別な名前と指定を持つ派生 SI 単位

これらの単位の指定のこの記述は、他の派生 SI 単位の指定やその他の場合にも保持されます。

SI 単位で数量を記述するための規則

数量の値は数値と測定単位の積として記述され、数値と測定単位の積がこの単位の値の数値となります。

表 4 - SI 単位の小数倍数と約数の因数と接頭辞

数値と測定単位の間には常に次のものがあります。 スペースを 1 つ空ける 、たとえば、電流強度 I = 2 A。

測定単位が「単位」である無次元量の場合、測定単位を省略するのが通例です。

PV の数値は単位の選択によって異なります。 同じ PV 値でも、選択した単位に応じて異なる値を持つ可能性があります。たとえば、車の速度 v = 50 m/s = 180 km/h。 黄色のナトリウムバンドの 1 つの波長は、λ = 5.896 · 10 -7 m = 589.6 nm です。

数学記号 PV は斜体で印刷 (斜体フォントで)、通常、これらはラテン語またはギリシャ語のアルファベットの小文字または大文字であり、下付き文字を使用して値に関する情報を補足できます。

任意のフォントで入力されたテキスト内の単位指定は印刷される必要があります 直接 (傾いていない) フォント 。 これらは数学上の単位であり、略語ではありません。

これらの後にピリオドが続くことはありません (文を終了する場合を除く)。また、複数の語尾もありません。

小数部分を整数部分から分離するには、次のように入力します。 ポイント (英語の書類では 言語 - 主にアメリカとイギリスを指します）または コンマ (多くのヨーロッパ言語やその他の言語で、 ロシア連邦 ).

のために 数字を読みやすくする 桁数が多い場合、これらの桁を小数点の前後で 3 つのグループに組み合わせることができます (たとえば、10,000,000)。

派生単位の表記を記述する場合、派生単位に含まれる単位の表記は次のようになります。 正中線上の点で区切られる 例: N・m (ニュートン - メートル)、N・s/m 2 (ニュートン - 平方メートル当たりの秒)。

最も一般的な式は、単位指定を適切にべき乗した積の形式です (例: m 2 s -1)。

名前が複数または約数のプレフィックスを持つ単位の積に対応する場合、そのプレフィックスが推奨されます 最初のユニットの名前に追加します 作品に含まれています。 たとえば、10 3 N・m は、N・km ではなく、kN・m と呼びます。

制御とテストの概念

「測定」の定義に関連するいくつかの概念

測定原理 - 測定の基礎となる物理現象または効果 (物体の速度を測定するための機械的、光学機械的、ドップラー効果)。

測定手順（MVI） - 測定中に確立された一連の操作とルール。その実装により、受け入れられた方法に従って保証された精度で結果が得られることが保証されます。

通常、MVI は、MVI 認証など、NTD によって規制されています。 本質的に、MVI は測定アルゴリズムです。

測定観察 - 測定中に実行され、観察結果をタイムリーかつ正確に計算することを目的とした操作 - 結果は常にランダムであり、測定結果を取得するために結合処理の対象となる測定量の値の 1 つを表します。

読書カウントダウン - SI 指示装置を使用して、特定の時点での量または数値の値を固定する。

たとえば、ある時点で測定インジケータ ヘッドのスケールに記録された 4.52 mm という値は、その時点での読み取り値の基準となります。

SI 入力信号の有益なパラメータ - 測定された PV に機能的に関連し、その値を送信するために使用される、または最も測定された値である入力信号パラメータ。

測定情報 - PV値に関する情報。 多くの場合、測定対象に関する情報は測定を行う前にわかっており、これが測定の有効性を決定する最も重要な要素です。 このような測定対象に関する情報を 先験的な情報 .

測定タスク - 与えられた測定条件下で必要な精度で PV を測定することにより、PV の値を決定するタスク。

測定対象 - 1 つ以上の物理的特性によって特徴付けられる物体 (物理システム、プロセス、現象)。

たとえば、長さと直径が測定される部品。 温度が測定される技術プロセス。

オブジェクトの数学モデル - 測定対象の特性を適切に説明する一連の数学記号とそれらの間の関係。

理論モデルを構築する場合、制限、仮定、仮説を導入することは避けられません。

したがって、実際のプロセスまたはオブジェクトに対する、結果として得られるモデルの信頼性 (適切性) を評価するタスクが発生します。 この目的のために、必要に応じて、開発された理論モデルの実験的検証が実行されます。

測定アルゴリズム - EF の測定を確実にする操作の順序に関する正確な指示。

測定エリア- 科学または技術のあらゆる分野に特徴的な身体活動の一連の測定値。その特異性（機械的、電気的、音響的など）によって区別されます。

補正前の測定結果 - 系統誤差を考慮した、補正を導入する前の測定中に得られた量の値。

測定結果を修正しました - 測定中に取得され、系統的誤差の影響に必要な補正を導入することによって改良された量の値。

測定結果の収束 - 同じ測定機器を使用し、同じ条件下で同じ方法を使用し、同じ注意を払って繰り返し実行された、同じ量の測定結果の相互の近さ。

国内の文献では「収束性」という用語とともに「再現性」という用語が使われています。 測定結果の収束性は散乱特性によって定量的に表現できます。

測定結果の再現性 - 異なる場所、異なる方法、異なる手段、異なるオペレータ、異なる時間で取得された、同じ測定条件（温度、圧力、湿度など）の下で実行された、同じ量の測定結果の近似。

測定結果の再現性は散乱特性により定量的に表現できます。

測定品質 - 必要な精度特性を備えた測定結果を、必要な形式で時間どおりに受け取るかどうかを決定する一連のプロパティ。

測定の信頼性 は測定結果の信頼度によって決定され、測定量の真の値が指定された制限内、または指定された値の範囲内にある確率によって特徴付けられます。

一連の測定結果 - 連続測定から連続して取得される 1 つの量の値。

加重平均値 - 多数の不等な測定値からの数量の平均値。各単一測定値の重量を考慮して決定されます。

加重平均は重み平均とも呼ばれます。

測定結果重量（測定重量） - 正の数 (p)。一連の不均等な測定値に含まれる 1 つまたは別の個々の測定結果の信頼性の評価として機能します。

計算を簡素化するために、通常、より大きな誤差を伴う結果に重み (p = 1) が割り当てられ、残りの重みはこの「単位」重みに関連して求められます。

測定 - 特別な技術的手段を使用して実験的に PV 値を求める。

測定 一連の操作が含まれています PV の単位を保存し、測定された量とその単位の関係が検出され、この量の値が取得されることを保証する技術的手段の使用について。

例: 最も単純なケースでは、任意の部分に定規を適用し、基本的にそのサイズと定規によって保存されている単位を比較し、読み取りを行った後、値 (長さ、高さ) を取得します。 デジタル機器を使ってサイズを比較する

PV はデジタル値に変換され、単位はデバイスに保存され、カウントはデバイスのデジタル ディスプレイで実行されます。

「計測」という概念 以下の機能を反映しています (あ- d):

あ) 「測定」という概念の定義を考慮すると 一般式を満たします測定、つまり 技術的な側面を考慮します(一連の操作)、 計量学の本質が明らかに（測定量とその単位の比較）および 操作の結果が表示される(数量の値を取得する);

b) 物性の特性を測定できます 実際に存在するオブジェクト 物質的な世界。

V) 測定プロセス - 実験プロセス （理論的または計算によって測定することは不可能です）。

G) 測定を実行します 使用することが必須です 測定単位を格納するテクニカル SI。

d) 測定結果として PV値を受け入れます （PVを一定の単位数で表現）

「測定」という言葉から 「測る」という言葉の由来は、実際に広く使用されています。

という表現は使ってはいけません量の価値はすでに測定の結果であるため、「価値の測定」。

測定の計量学の本質これは、基本的な測定方程式 (基本的な計測方程式) に帰着します。

ここで、A は測定された PV の値です。

A o はサンプルとして採取された量の値です。

k はサンプルに対する測定量の比率です。

したがって、あらゆる測定は、物理実験を通じて、測定された PV を比較の単位として取られる特定の値と比較することから構成されます。 測定 .

基本的な計測方程式の最も便利な形式は、サンプルとして選択された値が 1 に等しい場合です。 この場合、パラメータ k は、採用された測定方法と測定単位に応じて、測定量の数値を表します。

測定には観察が含まれます。

観察しながら観察 - 測定プロセス中に実行される実験操作。その結果として、測定結果を取得するために結合処理の対象となる一連の数量値から 1 つの値が得られます。

「」という用語を区別する必要があります。 測定», « コントロール», « トライアル" そして " 診断する»

測定 - 特別な技術的手段を使用して物理量の値を実験的に見つけること。

測定は、制御プロセスの中間変換の一部である場合もあれば、テスト中に情報を取得する最終段階である場合もあります。

技術的制御製品またはプロセスのパラメータの値が、確立された基準または要件に準拠しているかどうかを判断するプロセスです。

制御中に、実際のデータが必要なデータと一致しているか不一致であるかが明らかになり、制御の対象に関して適切な論理的決定が作成されます。 年 " または " 不適格な ».

コントロールは、いくつかの基本的なアクションで構成されます。

制御された量の変化を測定する。

制御設定を再現するための操作。

比較演算。

制御結果の判定。

リストされた操作は多くの点で測定操作と似ていますが、測定と制御の手順は主に次のとおりです。 変化する:

- 結果 コントロールは 高品質 特性と測定 - 定量的。

- コントロール 原則として比較的以内に実施される 小さい 可能な状態の数と測定 - 測定量の広範囲の値。

手順の品質の主な特徴 コントロールは 信頼性 、測定手順は正確です。

テスト動作中の試験対象物への衝撃の結果として、試験対象物の特性の定量的および（または）定性的特性を実験的に決定すること、および対象物および/または衝撃のモデル化です。

指定された特性のテスト中の実験による決定は、測定、制御、評価、および適切な影響の形成を使用して実行されます。

主な特徴テストは次のとおりです。

- エクササイズ 必要な（実際のまたはシミュレートされた）テスト条件（テストオブジェクトの動作モードおよび（または）一連の影響因子）。

- 可決 試験結果、適合・不適合の判断、他の試験への提示などに基づく。

テストの品質指標は次のとおりです。 不確実性（精度）、再現性、 再現性結果。

診断 - 特定の時点での技術的オブジェクトの要素の状態を認識するプロセス。 診断結果に基づいて、技術対象の要素の状態を予測して動作を継続することができます。

管理、診断、試験を目的とした測定を行うには、 測定設計、その間に次の作業が実行されます。

- 測定タスクの分析考えられるエラーの原因を明確にする。

- 精度指標の選択測定;

- 測定回数の選択、方法および測定機器（SI）。

- 初期データの定式化誤差を計算するため。

- 計算個々のコンポーネントと全体 エラー;

- 精度指標の計算そしてそれらを選択した指標と比較します。

これらすべての質問 反映する 測定手順では ( MVI ).

測定の分類

測定の種類 - 独自の特性を持ち、測定値の均一性を特徴とする測定領域の一部。

測定は非常に多様であり、これは測定される量の多様性、時間の経過に伴う変化の異なる性質、測定精度の異なる要件などによって説明されます。

これに関して、測定値はさまざまな基準に従って分類されます (図 1)。

同等の精度の測定 - 同じ条件下で同じ注意を払い、同じ精度の複数の測定機器を使用して実行される、任意の量の一連の測定。

不均一な測定値 - 精度が異なる測定機器を使用して、および（または）異なる条件下で実行される、任意の量の一連の測定。

単一測定 - 測定は 1 回実行されます。 実際には、多くの場合、生産プロセスでは時計時間などの 1 回限りの測定が実行されます。

複数の測定 - 同じ PV サイズの測定。その結果は複数の連続した測定から得られます。つまり、多数の単一測定から構成されます。

静的測定 - PV の測定。特定の測定タスクに従って、測定時間にわたって一定として受け入れられます。

図 1 - 測定タイプの分類

動的測定 - さまざまなサイズの PV の測定。 動的測定の結果は、時間に対する測定値の関数依存性、つまり、測定値の変化に従って出力信号が時間の経過とともに変化するときの値です。

絶対測定- 1 つ以上の基本量の直接測定および (または) 物理定数の値の使用に基づく測定。

たとえば、等速直線等速運動中の経路の長さを測定します。 L = vt、主な量 - 時間 T の測定と物理定数 v の使用に基づいています。

絶対測定の概念は、相対測定の概念の反対として使用され、単位での量の測定と見なされます。 この解釈では、この概念がますます使用されます。

相対次元- 単位の役割を果たす、同じ名前の量に対する量の比率の測定、または最初の量とみなした、同じ名前の量に対する量の変化の測定。

相対測定は、他の条件が等しい場合、測定結果の合計誤差には PV 測定の誤差が含まれないため、より正確に実行できます。

相対測定の例: 電力比、圧力などの測定。

計量測定 - 標準を使用して行われた測定。

技術的な測定 - 技術的な測定機器によって実行される測定。

直接測定 - PV 測定は、実験データから直接目的の PV 値を求める直接法で実行されます。

直接測定は、PV をこの量の測定値と直接比較することによって、または必要な単位で目盛られたスケールまたはデジタルデバイス上の SI 測定値を読み取ることによって行われます。

直接測定とは、多くの場合、中間変換が行われない測定を意味します。

直接測定の例: 定規を使用した長さ、高さの測定、電圧計を使用した電圧、バネ秤を使用した質量の測定。

方程式 直接測定は次の形式になります。

間接測定 - 他の PV の直接測定の結果に基づいて取得された測定値。既知の依存関係によって目的の値に関数的に関連付けられます。

間接測定式は次の形式になります。

Y = F(x 1, x 2 …, x i,… x n),

ここで、F は既知の関数です。

n は直接 PV 測定の数です。

x 1、x、x i、x n - PV の直接測定の値。

たとえば、長さ、幅、高さを測定して面積、体積を決定します。 電流や電圧などを測定して電力を測定します。

集計測定 - 同じ名前のいくつかの量の測定を同時に実行し、これらの量のさまざまな組み合わせを測定することによって得られる連立方程式を解くことによって量の望ましい値を決定します。

必要な量の値を決定するには、方程式の数が量の数以上でなければならないことは明らかです。

例: セット内の個々の重りの質量の値は、重りの 1 つの質量の既知の値と、重りのさまざまな組み合わせの質量の測定 (比較) 結果から決定されます。

質量 m 1、m 2、m 3 のおもりがあります。

最初の重りの質量は次のように決定されます。

2 番目の重りの質量は、1 番目と 2 番目の重りの質量 M 1.2 と最初の重りの測定質量 m 1 の差として決定されます。

3 番目の重りの質量は、1 番目、2 番目、および 3 番目の重りの質量 M 1、2、3 と、1 番目と 2 番目の重りの測定された質量の差として決定されます。

多くの場合、これは測定結果の精度を向上させる方法です。

関節測定 - いくつかの異なる PV を同時に測定して、それらの間の関係を判断します。

例 1. 一連の値が同時に測定される場合の、測定トランスデューサーの校正特性 Y = f(x) の構築:

PV値はSIを用いて特定の方法で求められます。

測定方法

測定方法 - SI の測定と使用の実装された原理に従って、測定された PV をその単位と比較するための技術または一連の技術。

特定の測定方法は、測定量の種類、そのサイズ、必要な結果の精度、測定プロセスの速度、測定が実行される条件、およびその他の多くの特性によって決定されます。

原則として、各 PV はいくつかの方法で測定できますが、技術的および方法論的な性質の点で互いに異なる場合があります。

直接評価法 - 数量の値が SI 読み取り装置から直接決定される測定方法。

測定プロセスの速度が速いため、多くの場合、実際の測定には不可欠なものになります。

測定精度は通常制限されていますが、使用できます。 例: 定規で長さを測定、バネ秤で質量を測定、圧力計で圧力を測定します。

メジャーとの比較方法 - 測定値をメジャーで再現した値と比較する測定方法（隙間ゲージを使用した隙間の測定、分銅を使用したてこスケールの質量測定、ゲージブロックを使用した長さの測定など）。

運用情報を取得するのに便利な直接評価の SI とは対照的に、比較の SI はより高い測定精度を提供します。

ゼロ測定方法 - 測定された量と測定値が比較装置に及ぼす影響をゼロにする、測定値との比較方法。

たとえば、完全にバランスがとれたブリッジの電気抵抗を測定します。

差分法 - 測定された量を、測定された量の値とはわずかに異なる既知の値を持つ均質な量と比較し、これらの量間の差を測定する測定方法。

たとえば、均質な量の尺度を比較するために設計された比較手段であるコンパレーターの標準メジャーとの比較によって長さを測定します。

差動測定方法は、特定の公称値からの測定値の偏差（公称からの実際の線形サイズの偏差、周波数ドリフトなど）が実際的に重要な場合に最も効果的です。

置換測定法 - 測定された量を量の既知の値を持つメジャーで置き換える、メジャーとの比較方法。たとえば、同じ秤に測定された質量と分銅を交互に置いて計量します。

加算による測定方法 - 測定量との比較方法。比較装置が所定の値に等しいそれらの合計によって影響を受けるように、測定量の値に同じ量の測定量が追加されます。

対比法 - 測定値との比較方法。測定値によって再現される測定量が同時に比較装置に作用し、それを利用してこれらの量間の関係が確立されます。

たとえば、測定された質量と重りを 2 つのスケールに配置して等尺で質量を測定し、コンパレータを使用して測定値を比較します。この方法の基本は、質量の差の存在に関する信号の生成です。比較される量の大きさ。

マッチング方法 - スケールマークまたは周期信号の一致を使用して、測定値と測定によって再現された値との差を測定する、測定との比較方法。

例えば、ノギスを使って長さを測るとき、ノギスと副尺のマークの一致を観察するとき、ストロボを使って回転速度を測定するとき、回転する物体のマークの位置と非回転体のマークの位置を組み合わせるとき。 - このオブジェクトの一部をストロボの特定の頻度で回転させます。

接触測定法 - デバイスの感応要素（デバイスまたは機器の測定面）を測定対象物に接触させる測定方法。

たとえば、熱電対で作動流体の温度を測定したり、ノギスで部品の直径を測定したりします。

非接触測定方式 - SI 感応素子が測定対象物に接触しないという事実に基づいた測定方法。

たとえば、レーダーを使用して物体までの距離を測定したり、光電測定器を使用して部品の直線寸法を測定したりします。

計測器

測定器（MI） - 測定を目的とした技術装置で、標準化された計量特性を持ち、PV 単位を再生および（または）保存します。そのサイズは、既知の時間間隔にわたって（確立された誤差内で）変化しないと想定されます。

測定器も様々です。 ただし、このセットに関しては、 区別できる いくつかの 一般的な兆候 、応用分野に関係なく、すべての測定機器に固有のものです。

測定の均一性を確保するためにシステム内で果たされる役割に応じて、測定器は次のように分類されます。 計量的な そして 労働者 .

計量計測器 計測目的、つまり単位の複製および（または）その保存、または作業中の SI への単位サイズの転送を目的としています。

ワーキングSI - 他の SI へのユニットサイズの転送に関係のない測定を目的とした SI。

測定したものに関しては、 FV SI は次のように分類されます。 基本的な そして 補助 .

基本SI - PV の SI。その値は測定タスクに従って取得する必要があります。

補助SI - 必要な精度の測定結果を得るには、その PV の SI が主 SI または測定対象に与える影響を考慮する必要があります。

これらの SI は、値の維持を制御するために使用されます。 影響を与える 指定された制限内の値。

自動化レベル別すべての SI は次のように除算されます。 非自動(レバーマイクロメーターなどの従来の機器を意味します)、 自動そして 自動化された.

自動SI - 人間の介入なしに量の測定を実行する測定器、および測定結果の処理、その登録、データ送信、または制御信号の生成に関連するすべての操作を実行する測定器。

例：自動生産ラインに組み込まれる計測機器や制御機器（技術機器、工作機械など）、ハンドリング性に優れた計測ロボットなど。

自動SI - 測定操作の 1 つまたは一部を自動的に実行する SI。 たとえば、ガスメーター（データを測定し、累計で記録する）。

PVの測定 - SI。1 つ以上の指定されたサイズの PV の再生および (または) 保存および送信を目的とし、その値は確立された単位で表現され、所定の精度で既知です。

測定装置 - SI。指定された範囲で測定量の値を取得し、観察者が直接認識できる形式で測定情報の信号を生成するように設計されています（後者は指示計器を指します）。

アナログメーター - SI。その読み取り値は、測定量の変化の連続関数です。 たとえば、スケール、圧力計、電流計、スケール読み取り装置を備えた測定ヘッドなどです。

デジタル測定器（DMI） SIと呼ばれる、測定情報の離散信号を自動的に生成し、その読み取り値はデジタル形式で表示されます。 CIP を使用して測定する場合、オペレーターの主観的なエラーは除外されます。

測定セットアップ - 1 つまたは複数の PV を測定することを目的として、1 か所に配置された、機能的に組み合わされた測定器、測定器、測定トランスデューサおよびその他のデバイスのセット。

たとえば、キャリブレーション装置、テストベンチ、材料の抵抗率を測定する測定機などです。

測定システム（IS） - 制御対象の 1 つまたは複数の PV 特性を測定し、さまざまな目的の測定信号を生成する目的で、制御対象の異なる点に配置された、機能的に組み合わされた一連の測定、測定器、測定トランスデューサ、コンピュータおよびその他の技術的手段。 測定システムには数十の測定チャネルを含めることができます。

ICは目的に応じて次のように分類されます。 測定情報、測定制御、 測定制御等

彼らはまた、非常に慣例的に区別します 情報および測定システム(IIS) および コンピュータ測定システム(CIS)。

測定タスクの変化に応じて調整される測定システムを 柔軟な測定システム(GIS)。

測定する - コンピューティング コンプレックス (IVK) - IS の一部として特定の測定機能を実行するように設計された、機能的に統合された測定器、コンピューター、および補助装置のセット。

コンピューター - 測定システム（CIS）、それ以外の場合、仮想デバイスは、データ収集ボード (モジュール) が組み込まれた標準または特殊なコンピューターで構成されます。

測定トランスデューサ（MT） - 規制による技術的手段

計測特性。測定された量を別の量または測定信号に変換するのに役立ち、処理、保存、さらなる変換、表示および送信に便利です。 PI は、任意の測定デバイス (測定セットアップ、IC など) の一部であるか、任意の測定機器と一緒に使用されます。

IPの例。 デジタル - アナログ コンバーター (DAC) またはアナログ - デジタル コンバーター (ADC)。

送信コンバータ - 測定用トランスデューサー

他のデバイスへの測定情報信号のリモート送信、または

システム（熱電温度計の熱電対）。

一次測定 コンバータまたは単に一次コンバータ (PP)- 測定トランスデューサ。測定された PV の影響を直接受けます。

計測学とは何ですか?なぜ人類に計測学が必要なのでしょうか?

計測学 - 測定の科学

計測学は、測定、それらの統一性を確保するための方法と手段、および必要な精度を達成する方法の科学です。
さまざまな物理量の測定単位の確立とその基準の再現、物理量の測定方法の開発、測定精度の解析や測定誤差の原因の究明・除去などを扱う学問です。

実際の生活では、人々はあらゆる場所で測定を扱います。 長さ、体積、重さ、時間などの量の測定はあらゆる段階で行われ、太古の昔から知られていますが、もちろん、古代においてこれらの量を測定する方法と手段は原始的で不完全でしたが、彼らにとって、ホモ・サピエンスの進化を想像することは不可能です。

現代社会における測定の重要性は非常に高いです。 これらは科学的および技術的知識の基礎として機能するだけでなく、物的資源の計算と計画、国内および外国貿易、製品の品質の確保、コンポーネントと部品の互換性と技術の向上、労働の安全の確保にとって非常に重要です。およびその他の種類の人間の活動。

測定の精度を向上させることは、人間の自然に関する知識、発見、正確な知識の実践の方法を改善する手段の 1 つであるため、計測学は自然科学および技術科学の進歩にとって非常に重要です。
科学技術の進歩を確実にするためには、計測学が他の科学技術分野に先駆けて発展する必要があります。なぜなら、各分野にとって、正確な測定がそれらを改善する主な方法の 1 つであるからです。

計測学の目的

計測学は物理量を最大限の精度で測定する方法と手段を研究するため、その課題と目標はまさに科学の定義に基づいています。 しかし、科学技術の進歩と人間社会の進化のための科学としての計量学の非常に重要性を考慮すると、その目標と目的を含む計量学のすべての用語と定義は、規制文書を通じて標準化されています。 ゴスト ov.
したがって、計測学の主なタスクは (GOST 16263-70による)は：

· 物理量の単位、国家基準、標準測定器の確立。

· 理論、方法、測定および制御手段の開発。

· 測定の均一性と測定器の均一性を確保する。

· 誤差、測定および制御機器の状態を評価する方法の開発。

· 標準または基準測定器から実際の測定器に単位サイズを転送する方法の開発。

講義 No. 1. 計測学

計測学の主題と課題

世界の歴史の中で、人類はさまざまなものを測定し、食べ物の重さを量り、時間を数えなければなりませんでした。 この目的のために、体積、重さ、長さ、時間などを計算するために必要なさまざまな測定のシステム全体を作成する必要がありました。そのような測定からのデータは、周囲の世界の定量的特性を把握するのに役立ちます。 文明の発展におけるこのような測定の役割は非常に重要です。 今日、国民経済のどの部門も、測定システムを使用せずに正しく生産的に機能することはできません。 結局のところ、製品の品質を監視するだけでなく、さまざまな技術プロセスが形成および制御されるのは、これらの測定の助けを借りてです。 このような測定は、科学技術の進歩の過程で、物的資源の計算と計画、国内外の貿易のニーズ、製品の品質の確認とレベルの向上など、さまざまなニーズに応じて必要とされます。あらゆる働く人の労働保護。 自然現象や物質世界の産物の多様性にもかかわらず、それらの測定には、非常に重要な点、つまり、かつて単位として受け入れられていた、得られた値とそれに類似した別の値との比較に基づいた、同様に多様な測定システムが存在します。 。 このアプローチでは、物理量は、それに対して受け入れられる特定の単位数としてみなされ、言い換えれば、その値が取得されます。 そんな計測単位を体系化して研究する科学、計量学があります。 一般に、計測学とは、測定の科学、統一性の原理を維持するのに役立つ既存の手段と方法、および必要な精度を達成する方法を意味します。

まさに「計測学」という用語の起源がここにあります。 ギリシャ語の 2 つの単語、つまり「測定」を意味するメトロンと、「教える」を意味するロゴスを組み合わせたものです。 計測学の急速な発展は 20 世紀の終わりに起こりました。 それは新しいテクノロジーの開発と密接に関係しています。 それ以前は、計測学は単なる説明的な科学主題でした。 D.I.メンデレーエフがこの分野の創設に参加し、1892年から1907年まで計量学に密接に関与し、ロシア科学のこの部門を率いていたことは注目に値します。 したがって、計測学は次のことを研究していると言えます。

1) 長さ、重量、体積、消費量および電力の指標に従って製品を会計処理する方法および手段。

2) 物理量と技術的パラメータ、物質の特性と組成の測定。

3) 技術プロセスの監視と規制のための測定。

計測にはいくつかの主要な分野があります。

1) 一般的な測定理論。

2) 物理量の単位系。

3) 測定方法と手段。

4) 測定精度を決定する方法。

5) 測定の均一性を確保するための基礎、および測定器の均一性の基礎。

6) 標準と例示的な測定器。

7) 測定器のサンプルから、および標準から実際の測定器に単位サイズを転送する方法。 計測学の重要な概念は測定値の統一です。これは、最終データが法的単位で取得され、測定データの誤差が所定の確率で取得されるような測定を意味します。 測定の均一性の必要性は、さまざまな方法や測定機器を使用するだけでなく、さまざまな地域、さまざまな期間で実行されたさまざまな測定の結果を比較できる可能性によって生じます。

計測オブジェクトも区別する必要があります。

1) 量の測定単位。

2) 測定器。

3) 測定等の手法

計量学には、第一に、一般的な規則、基準、要件、そして第二に、国家の規制と管理を必要とする問題が含まれます。 そしてここでは次のことについて話しています。

1) 物理量、その単位、およびその測定値。

2) 測定の原理と方法および測定装置。

3) 測定器の誤差、誤差を除去するための測定結果の処理方法および手段。

4) 測定、標準、サンプルの均一性を確保する。

5) 州の計量サービス。

6) 検証スキームの方法論。

7) 作動する測定器。

これに関して、計測学の課題は、基準の改善、正確な測定の新しい方法の開発、測定の統一性と必要な精度の確保です。

条項

計測学の分野と科学を正しく理解する上で非常に重要な要素は、そこで使用される用語と概念です。 各人の認識は個人的であり、一般に受け入れられている多くの用語、概念、定義さえも、自分の人生経験を利用し、本能に従い、自分なりの方法で解釈するため、それらの正しい定式化と解釈が最も重要であると言わなければなりません。彼の人生信条。 そして、計測学の場合、このアプローチによりあらゆる生命現象を最適かつ完全に理解できるようになるため、用語を誰にとっても明確に解釈することが非常に重要です。 この目的のために、特別な用語標準が作成され、州レベルで承認されました。 ロシアは現在、自らを世界経済システムの一部であると認識しているため、用語や概念を統一する作業が常に進行中であり、国際標準が作成されています。 これは確かに、高度に発展した外国やパートナーとの互恵協力のプロセスを促進するのに役立ちます。 したがって、計測学では次の量とその定義が使用されます。

1) 物理量、多数の物理的オブジェクトの品質に関する一般的な特性を表しますが、定量的表現という意味ではそれぞれに個別のものです。

2) 物理量の単位、これは、条件によって 1 に等しい数値が割り当てられる物理量を意味します。

3) 物理量の測定、これは、測定機器を使用した物理的オブジェクトの定量的および定性的評価を意味します。

4) 測定器、これは、標準化された計測特性を備えた技術装置です。 これらには、測定装置、メジャー、測定システム、測定トランスデューサ、測定システムのセットが含まれます。

5) 測定器観察者が直接認識できる形式で情報信号を生成する測定器です。

6) 測定– 特定のサイズの物理量を再現する測定器でもあります。 たとえば、デバイスが測定器として認定されている場合、デジタル化されたマークが付いたスケールが尺度になります。

7) 測定システム、 1 つ以上の機能を実行するために情報伝送チャネルを通じて相互に接続される一連の測定機器として認識されます。

8) 測定トランスデューサ– 通信チャネルを介して保存、閲覧、放送するのに便利な形式で情報測定信号を生成する測定機器でもありますが、直接知覚にはアクセスできません。

9) 一連の物理現象としての測定原理、どの測定に基づいているか。

10) 技術的な測定機器を使用するための一連の技術と原則としての測定方法。

11) 一連の方法とルールとしての測定技術、計量研究機関によって開発され、法律によって承認されています。

12) 測定誤差、物理量の真の値と測定の結果として得られる値との間のわずかな差を表す。

13) 測定の基本単位、測定単位として理解される、正式に承認された規格を持っていること。

14) 測定単位としての派生単位、標準なしで、エネルギー関係を通じて数学モデルに基づいた基本単位に関連付けられます。

15) 参照、これは、物理量の単位を保存および再生し、その寸法パラメータを検証スキームの下位の測定機器に送信することを目的としています。 「一次基準」という概念があり、国内で最も精度の高い測定器を指します。 「比較標準」という概念があり、州間サービスの標準を接続する手段として解釈されます。 そして、単位の大きさを標準的な手段に置き換えるための測定手段として「標準コピー」という概念があります。

16) 模範的な製品これは、ユニットの寸法を動作する測定器に送信することのみを目的とした測定器として理解されます。

17) 仕事道具、「物理現象を評価するための測定手段」として理解されます。

18) 測定の精度、物理量の数値として解釈される誤差の逆数により、標準測定器の分類が決まります。 測定精度に応じて、測定器は最高、高、中、低に分類できます。

測定の分類

測定器の分類は以下の基準に従って行うことができます。

1. 精度特性測定値は等しいものと不等なものに分けられます。

同等の精度の測定物理量とは、同一の初期条件下で同一の精度で測定器 (MI) を使用して行われる、特定の量の一連の測定値です。

不均一な精度の測定物理量とは、異なる精度の測定器を使用して、および (または) 異なる初期条件下で行われる、特定の量の一連の測定値です。

2. 測定回数別測定は単一と複数に分けられます。

単一測定は、1 回行われる 1 つの量の測定です。 実際には、1 回の測定で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 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。

3. 価値の変化の種類別測定は静的測定と動的測定に分けられます。

静的測定- これらは、一定で変化しない物理量の測定値です。 このような時定数の物理量の例としては、土地の長さが挙げられます。

動的測定– これらは、変化する非一定の物理量の測定値です。

4. 目的別測定は技術測定と計量測定に分けられます。

技術的な測定– これらは技術的な測定機器によって実行される測定です。

計量測定標準を使用して測定されたものです。

5. 結果を提示するということで測定値は絶対値と相対値に分けられます。

絶対測定– これらは、基本量の直接的な測定および（または）物理定数の適用を通じて実行される測定です。

相対測定- これらは、分子が比較される量、分母が比較の基礎 (単位) である、均一な量の比率が計算される測定値です。 どのような値を比較の基準とするかによって測定結果が異なります。

6. 結果を得る方法別測定は、直接測定、間接測定、累積測定、および共同測定に分類されます。

直接測定– これらはメジャーを使用して実行される測定です。つまり、測定された数量がそのメジャーと直接比較されます。 直接測定の例は、角度の測定 (測定 - 分度器) です。

間接測定は、直接測定によって取得された値と、これらの値と測定対象の間の既知の関係を使用して測定対象の値が計算される測定です。

集計測定– これらは測定値であり、その結果は特定の方程式系の解になります。この方程式系は、測定された量の可能な組み合わせを測定した結果として得られる方程式で構成されます。

関節測定– これらは、それらの間に存在する関係を確立するために、少なくとも 2 つの不均一な物理量が測定される測定です。

単位

1960 年、第 11 回度量衡総会で、国際単位系 (SI) が承認されました。

国際単位系は、力学、電気、熱、光学、分子物理学、熱力学、化学の科学分野をカバーする 7 つの単位に基づいています。

1) 長さの単位 (力学) – メーター;

2) 質量単位 (力学) – キログラム;

3) 時間の単位 (力学) – 2番;

4) 電流の単位（電力） – アンペア;

5) 熱力学的温度の単位 (熱) – ケルビン;

6) 光度の単位 (光学) – カンデラ;

7) 物質の量の単位 (分子物理学、熱力学、化学) – モル。

国際単位系には追加の単位があります。

1) 平面角度の測定単位 – ラジアン;

2) 立体角の測定単位 – ステラディアンしたがって、国際単位系の採用により、科学技術のすべての分野における物理量の測定単位は合理化され、1 種類にまとめられました。これは、他のすべての単位が 7 つの基本単位と 2 つの追加の SI 単位で表現されるためです。 たとえば、電気量は秒とアンペアで表されます。

測定誤差

測定を実際に使用する場合、その精度は非常に重要な指標になります。これは、測定結果が実際の値にどれだけ近いかを表し、測定操作の定性的な比較に使用されます。 そして定量的な評価としては、原則として測定誤差が用いられます。 また、誤差が小さいほど精度が高いと考えられます。

誤差の法則理論によれば、結果の精度 (系統誤差を除く) を 2 倍高める必要がある場合、測定回数を 4 倍に増やす必要があります。 精度を 3 倍にする必要がある場合は、測定回数を 9 倍に増やします。

測定誤差を評価するプロセスは、測定の均一性を確保する上で最も重要な作業の 1 つと考えられています。 当然のことながら、測定の精度に影響を与える要因は数多くあります。 したがって、多くの場合、測定プロセスの条件に応じて、誤差が異なるグループに現れる可能性があるため、測定誤差の分類はかなり恣意的になります。 さらに、形状依存性の原理に従って、測定誤差のこれらの表現は、絶対的、相対的、および減少することができます。

さらに、症状の性質、発生原因、除去の可能性に応じて、測定誤差が構成要素となる可能性があり、この場合、誤差の構成要素は系統的とランダムに区別されます。

系統成分は一定のままであるか、同じパラメータのその後の測定によって変化します。

同じパラメータを再度ランダムに変更すると、ランダム成分が変化します。 測定誤差の両方の成分 (ランダムおよび系統的) が同時に現れます。 また、ランダム誤差は不特定多数の要因により発生するため事前にその値が分からず、完全に排除することはできませんが、測定結果を処理することで影響をある程度軽減することができます。

系統的誤差は、発生源に関係なく検出されるランダム誤差と比較したときのその特徴であり、発生源と関連してその構成要素に従って考慮されます。

エラーの構成要素は、方法論的、手段的、主観的に分類することもできます。 主観的な系統誤差は、オペレーターの個人的な特性に関連しています。 このようなエラーは、読み取り値のエラーやオペレーターの経験不足によって発生する可能性があります。 基本的に、系統的誤差は方法論的要素と手段的要素が原因で発生します。 誤差の方法論的要素は、測定方法の不完全さ、SI の使用方法、計算式の不正確さ、結果の四捨五入によって決まります。 機器コンポーネントは、精度クラス、結果に対する SI の影響、および SI の分解能によって決定される SI の固有誤差によって表示されます。 また、オペレーターの誤った操作、測定器の故障、測定状況の予期せぬ変化によって発生する「重大なエラーまたはミス」というものもあります。 このようなエラーは通常、特別な基準を使用して測定結果を検討する過程で発見されます。 この分類の重要な要素はエラー防止であり、エラーを削減する最も合理的な方法として理解されており、あらゆる要因の影響を排除します。

エラーの種類

次の種類のエラーが区別されます。

1) 絶対誤差。

2) 相対誤差。

3) エラーの減少。

4) 基本的なエラー。

5) 追加のエラー。

6) 系統的誤差。

7) ランダムエラー。

8) 器差。

9) 方法論上の誤り。

10) 個人的なミス。

11) 静的エラー。

12) 動的エラー。

測定誤差は以下の基準に従って分類されます。

誤差は数式の表現方法により絶対誤差と相対誤差に分けられます。

時間の変化と入力値の相互作用に基づいて、エラーは静的エラーと動的エラーに分類されます。

発生の性質に基づいて、エラーは系統的エラーとランダムなエラーに分類されます。

絶対誤差– これは、測定プロセス中に取得された数量の値と、この数量の実際の（実際の）値との差として計算される値です。

絶対誤差は次の式を使用して計算されます。

Q n =Q n ?Q 0 、

ここで、AQ n – 絶対誤差。

Qn– 測定プロセス中に取得された特定の量の値。

Q0– 比較の基準となる同じ数量の値 (実際の値)。

測定値の絶対誤差– これは、尺度の名目値である数値と、尺度によって再現される量の実際の値との差として計算される値です。

相対誤差は測定精度の程度を反映する数値です。

相対誤差は次の式を使用して計算されます。

ここで?Q – 絶対誤差。

Q0– 測定量の実際の値。

相対誤差はパーセンテージで表されます。

エラーの減少絶対誤差値と正規化値の比として計算される値です。

基準値は次のように定められています。

1) 公称値が認められている測定器については、その公称値を標準値とする。

2) ゼロ値が測定スケールの端またはスケールの外側にある測定機器の場合、正規化値は測定範囲の最終値と等しくなります。 例外は、測定スケールが著しく不均一な測定器です。

3) ゼロマークが測定範囲内にある測定器の場合、正規化値は測定範囲の最終数値の合計と等しくなります。

4) 目盛が不均一な測定器（測定器）の場合、規格化値は測定目盛の全長または測定範囲に相当する部分の長さとされます。 絶対誤差は長さの単位で表されます。

測定誤差には、器差、方法誤差、計数誤差が含まれます。 また、測定スケールの分数の決定が不正確であるため、計数誤差が発生します。

器差– 計測器の機能部品の製造工程上の誤差により生じる誤差です。

方法論上の誤りは、次の理由で発生するエラーです。

1) 測定機器の基礎となる物理プロセスのモデルの構築における不正確さ。

2) 測定器の誤った使用。

主観的な誤差– これは、測定器の操作者の資格の低さ、および人間の視覚器官の誤差によって生じる誤差です。つまり、主観的な誤差の原因は人的要因です。

時間の経過に伴う変化と入力量の相互作用における誤差は、静的誤差と動的誤差に分類されます。

静的エラー– これは、一定の（時間の経過とともに変化しない）量を測定するプロセスで発生する誤差です。

動的エラー誤差であり、その数値は、非定数（時間変化する）量を測定するときに発生する誤差と静的誤差（ある時点での測定量の値の誤差）との差として計算されます。時間）。

影響する量に対する誤差の依存性の性質に応じて、誤差は基本誤差と追加誤差に分類されます。

基本的なエラー– これは、測定器の通常の動作条件下で（影響を与える量の通常の値で）得られる誤差です。

追加のエラー– これは、影響を与える量の値が正常値に対応していない場合、または影響を与える量が正常値の領域の境界を超えている場合に発生するエラーです。

通常の状態– これらは、影響を与える量のすべての値が正常であるか、正常範囲の境界を超えない状態です。

労働条件– これらは、影響する量の変化がより広い範囲を持つ条件です（影響する値が値の動作範囲の境界を超えない）。

影響を与える量の動作範囲– これは、追加誤差の値が正規化される値の範囲です。

入力値に対する誤差の依存性の性質に基づいて、誤差は加算誤差と乗算誤差に分類されます。

加算誤差– これは数値の合計によって生じる誤差であり、法（絶対値）をとった測定量の値には依存しません。

乗法的バイアス測定される量の値の変化に応じて変化する誤差です。

絶対加算誤差の値は、測定量の値や測定器の感度とは関係がないことに注意してください。 絶対加算誤差は測定範囲全体にわたって一定です。

絶対加算誤差の値は、測定器で測定できる量の最小値を決定します。

乗算誤差の値は、測定量の値の変化に比例して変化します。 乗算誤差の値は測定器の感度にも比例し、乗算誤差はデバイスの要素のパラメトリック特性に影響を与える量の影響によって発生します。

測定プロセス中に発生する可能性のあるエラーは、発生の性質に応じて分類されます。 ハイライト:

1) 系統的誤差。

2) ランダムエラー。

測定プロセス中に重大な誤差や誤差が発生する可能性もあります。

系統的誤差- これは測定結果の誤差全体の構成要素であり、変化しないか、同じ量を繰り返し測定すると自然に変化します。 通常、系統誤差は可能な方法 (たとえば、その発生の可能性を減らす測定方法を使用するなど) で排除しようと試みられますが、系統誤差を排除できない場合は、測定の開始前に系統誤差が計算され、適切な方法が適用されます。測定結果に補正が加えられます。 系統誤差を正規化する過程で、その許容値の境界が決定されます。 系統誤差は、測定器の測定精度 (計測特性) を決定します。

場合によっては、系統誤差は実験的に決定できる場合があります。 測定結果は補正を導入することで明確になります。

系統的誤差を除去する方法は次の 4 種類に分類されます。

1) 測定開始前に誤差の原因と原因を除去する。

2) すでに開始されている測定の過程で、代入、符号、反対、対称観察による誤差の補償などの方法により誤差を除去する。

３）補正による測定結果の修正（計算による誤差の除去）。

4) 系統誤差を除去できない場合の系統誤差の限界の決定。

測定を開始する前に誤差の原因と原因を除去します。 この方法を使用すると、その後の測定が簡素化されるため、この方法が最良の選択肢です（すでに開始された測定のプロセスでエラーを排除したり、得られた結果を修正したりする必要がありません）。

すでに開始されている測定の過程で系統的な誤差を排除するために、さまざまな方法が使用されます

改正案の導入方法系統的誤差とその変化の現在のパターンに関する知識に基づいています。 この方法を使用する場合、系統的誤差で得られた測定結果に対して、これらの誤差と大きさは等しいが符号が逆の補正が行われます。

置換方法それは、測定された量が、測定対象が置かれていたのと同じ条件に置かれた尺度によって置き換えられるという事実にあります。 置換法は、抵抗、静電容量、インダクタンスなどの電気パラメータを測定するときに使用されます。

符号誤差補正方法これは、測定結果に未知の大きさの誤差が反対の符号で含まれるように測定が 2 回実行されるという事実にあります。

異議申し立ての方法符号補償法と同様です。 この方法は、最初の測定の誤差の原因が 2 回目の測定の結果に逆の影響を与えるように、測定を 2 回行うことから構成されます。

ランダムエラー- これは測定結果の誤差の成分であり、同じ量の測定を繰り返し実行するとランダムかつ不規則に変化します。 ランダムエラーの発生を予見または予測することはできません。 ランダム誤差を完全に排除することはできず、常に最終的な測定結果にある程度の歪みが生じます。 ただし、繰り返し測定を行うことで、測定結果をより正確にすることができます。 ランダム誤差の原因としては、たとえば、測定プロセスに影響を与える外部要因のランダムな変化が考えられます。 十分に高い精度で繰り返し測定を実行する際のランダムな誤差は、結果のばらつきにつながります。

間違いと重大な間違い– これらは、特定の測定条件下で予想される系統誤差およびランダム誤差をはるかに超える誤差です。 誤差および重大な誤差は、測定プロセス中の重大な誤差、測定機器の技術的故障、または外部条件の予期せぬ変化によって発生する可能性があります。

測定器の選定

測定器を選択するときは、まず、関連する規制文書で定められている、特定の測定値の許容誤差値を考慮する必要があります。

関連する規制文書に許容誤差が規定されていない場合は、最大許容測定誤差を製品の技術文書で規制する必要があります。

測定器を選択するときは、次の点も考慮する必要があります。

1) 許容される偏差。

2) 測定方法および管理方法。 測定器を選択するための主な基準は、測定器が測定の信頼性の要件に準拠し、最小限の時間と材料費で所定の精度で測定量の実際の（実際の）値を取得することです。

測定器を最適に選択するには、次の初期データが必要です。

1) 測定量の公称値。

2) 規制文書で規定されている、測定量の最大値と最小値の差の大きさ。

3) 測定を実行するための条件に関する情報。

精度の基準に基づいて測定システムを選択する必要がある場合、その誤差は、確立された法律に従って、システムのすべての要素（測定器、測定機器、測定トランスデューサー）の誤差の合計として計算する必要があります。システムごとに。

測定器の予備選択は精度基準に従って行われ、測定器の最終選択では次の要件を考慮する必要があります。

1）測定プロセスに影響を与える量の値の動作範囲。

2) 測定器の寸法に対して。

3) 測定器の質量に対して。

4) 測定器の設計へ。

測定器を選択するときは、標準化された測定器の好みを考慮する必要があります。

19. エラーを判断および説明する方法

測定誤差を決定および考慮する方法は、次の目的で使用されます。

1) 測定結果に基づいて、測定量の実際の値を取得します。

2) 得られた結果の精度、つまり実際の値との一致度を決定します。

エラーを特定して説明するプロセスでは、次のことが評価されます。

1) 数学的な期待。

2) 標準偏差。

点パラメータの推定(数学的期待値または標準偏差) は、単一の数値で表すことができるパラメーターの推定値です。 点推定値は実験データの関数であるため、それ自体が、元の確率変数の値の分布法則に応じた法則に従って分布する確率変数でなければなりません。点推定値の分布法則は、推定されるパラメータとテスト (実験) の数にも依存します。

点推定には次のタイプがあります。

1) 不偏点推定。

2) 有効点推定。

3) 一貫した点推定。

不偏点推定は誤差パラメータの推定値であり、その数学的期待値はこのパラメータに等しい。

有効点o

「メトロロジー」という言葉は、「メトロン」（測定）とロゴス（教義）という 2 つのギリシャ語から構成されています。 「計量学」という言葉の直訳は、測定の研究です。 長い間、計測学は主にさまざまな尺度とそれらの間の関係についての記述科学であり続けました。 前世紀の終わり以来、物理科学の進歩のおかげで、計測学は大幅な発展を遂げてきました。 物理的周期の科学の 1 つとしての現代計量学の発展において重要な役割を果たしたのは、1892 年から 1907 年にかけて国内の計量学を主導した D. I. メンデレーエフです。

計測学現代の理解では、測定、方法、それらの統一性を確保する手段、および必要な精度を達成する方法の科学です。

下 測定値の均一性結果が標準化された単位で表され、測定誤差が所定の確率で既知である測定の状態を理解します。 異なる場所、異なる時間、異なる方法や測定器を使用して取得された測定結果を比較できるようにするには、測定の統一性が必要です。

測定の精度は、その結果が測定値の真の値にどれだけ近いかによって特徴付けられます。 絶対に正確な機器は存在しないため、機器の精度は確率論と数理統計の観点からのみ議論できます。 計測学の最も重要な任務は、標準を改善し、正確な測定の新しい方法を開発し、測定の均一性と必要な精度を確保することです。

計測には次のセクションが含まれます。

1. 理論計測学ここでは、測定理論の一般的な問題が検討されます。

2. 応用計測学理論研究の成果を実際に応用するための課題を研究します

3. 法定計量測定の均一性と測定器の均一性を確保するために、政府機関によって規制される一連の規則、規範、要件を検討します。

下 測定測定器を使用して実験的に物理量の値に関する定量的な情報を取得するプロセスを理解します。

物理量- これは、多くの物理的オブジェクト (システム、その状態、およびそれらの中で発生するプロセス) に定性的に共通の特性ですが、定量的にはオブジェクトごとに個別です。

物理量の単位物理量とは、そのサイズに数値 1 が割り当てられる物理量です。物理量のサイズとは、「物理量」の概念に対応する特性の、与えられた対象における定量的な内容です。

物理量ごとに測定単位を確立する必要があります。 すべての物理量は依存関係によって相互接続されています。 それらの全体は次のように考えることができます 物理量系。 さらに、いくつかの物理量を選択すると、 基本的な、その後、他の物理量をそれらを通じて表現することができます。

すべての測定単位は次のように分類されます。 基本と派生(主要なものから派生)。 物理量とシステムの基本物理量との関係を反映する式は次のように呼ばれます。 物理量の次元.

次元理論のいくつかの概念

物理量 x の次元を決定する操作は、対応する大文字で示されます。

次元の理論は次の記述 (定理) に基づいています。

1. 左右のパーツの寸法は常に一致している必要があります。つまり、

のような表現があれば

2. 次元の代数は乗法的です。 次元については乗算演算が定義されており、複数の量を乗算する演算はそれらの次元の積と等しくなります。

3. 2 つの量を割った商の次元は、それらの次元の比に等しい

4. 量のべき乗の次元は、対応する量のべき乗の次元に等しい

次元の加算および減算の演算は定義されていません。

次元理論の規定から、他の物理量との特定の関係によって関連付けられた 1 つの物理量の次元 (つまり、物理量の系に含まれる量の場合) は、これらの量の次元を通じて表現できることがわかります。

物理量の次元は、 定性的特性.