Понятие «измерение»

Согласно ФЗ РФ «Об обеспечении единства измерений» измерение – это совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины.

Величина – это характерный признак (атрибут) объекта измерений (явление, процесс, вещество, материал), который качественно (по сути дела) отличается от других признаков и может быть определен количественно.

Объектами измерений являются физические и нефизические величины.

Физические величины:

• имеют единицу измерения (метр, секунда, кельвин, килограмм);

• могут быть материализованы (воспроизведены) при помощи эталонов.

Нефизические величины:

• измеряются в баллах, рангах и других условных единицах;

• не имеют возможности быть воспроизведены с помощью технических средств.

Качественной характеристикой измеряемой величины является размерность.

Она отражает её связь с другими величинами и обозначается символом dim, происходящим от английского слова dimension.

Размерность обозначается заглавными буквами. Для длины, массы и времени соответственно получим

dim l = L, dim m = M, dim t = T.

Вопрос об «истинной» размерности любой величины аналогичен по смыслу вопросу об «истинном» названии какого-либо предмета.

Для других основных величин системы SI введены следующие размерности: I – размерность силы электрического тока; Θ – размерность температуры в шкале Кельвина; N – размерность количества вещества; J – размерность силы света.

Тогда размерность любой производной или основной величины системы SI можно выразить формулой:

dim X = L^k1 ∙ M^k2 ∙ T^k3 ∙ I^k4 ∙ Θ^k5 ∙ N^k6 ∙ J^k7.

где коэффициенты k – показатели размерностей.

Поэтому в технических науках методами теории размерностей удается получать важные результаты, так как размерности левой и правой частей формул (уравнений) должны совпадать.

Задание

Указать соответствующие коэффициенты k для размерностей следующих величин:

• площадь;

• объём;

• скорость;

• сила.

В гуманитарных науках, искусстве, спорте теория размерностей не находит применения, так как представляется затруднительным определение связей между величинами.

Если все показатели размерности величины равны нулю, то такая величина называется безразмерной. Это, в основном, относительные величины, определяемые как отношение одноименных величин.

Количественной характеристикой измеряемой величины служит её размер.

Это объективное понятие, которое существует реально и вне зависимости, знаем мы его или нет.

Получение информации о размере измеряемой величины является содержанием любого измерения.

Поэтому говорить, например «величина массы» неправильно. Мы по существу говорим «величина величины», ведь масса – это сама по себе есть физическая величина.

Для количественного сравнения однородных в качественном смысле величин введено понятие единица величины – это величина, размеру которой принудительно присвоено числовое значение равное 1.

Пример

Единица времени равна 1 секунда.

Для представления результата измерений используется понятие значение величины – это оценка размера величины в виде некоторого числа принятых для неё единиц измерения.

Пример

Некоторая масса m = 10 кг, здесь 10 – это значение (оценка размера массы некоторого объекта).