Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Измеряемые Оцениваемые Вычисляемые

М.М.Полевщиков

СПОРТИВНАЯ МЕТРОЛОГИЯ

Учебное пособие для самостоятельной работы студентов

 
 


Йошкар-Ола

 

 

УДК 517.2+517.3

 

 

М.М. Полевщиков. Спортивная метрология.Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. – Йошкар – Ола: МарГУ, 2011 г. - 50 с.

 

 

Пособие предназначено для студентов очного и заочного отделений педагогических вузов по специальности «050720.65 – Физическая культура».

 

Марийский государственный

университет, 2011.

 

 

Введение «спортивной метрологии» в число изучаемых дисциплин на факультетах физической культуры педагогических университетов и институтов еще раз доказывает необходимость метрологических знаний и умений для педагогов и тренеров для того, чтобы с успехом пользоваться современными измерительными комплексами в своей практике. Задача подготовки по данной дисциплине состоит в воспитании у студентов способности использовать основные положения метрологии, стандартизации в своей практической деятельности, обеспечивающей в конечном итоге получение студентами необходимых знаний, умений и навыков в данной области. Метрологическая подготовка студентов должна находить отражение во всех этапах и звеньях учебного процесса: преподавании дисциплин общекультурной, медико-биологической, психолого-педагогической и предметной подготовки; курсовых и дипломных работах; учебно-исследовательской деятельности и педагогической практики студентов.

Учебные планы по специальности «050720.65 – физическая культура» предусматривают определенный объем аудиторной и самостоятельной работы студентов при изучении всех дисциплин. Причем, на самостоятельную работу выделяется столько же времени, как и на аудиторные занятия, а, иногда, и больше.

Данное пособие предлагает студентам комплекс заданий для самостоятельной работы с целью более глубокого изучения дисциплины и закрепления умений применять полученные знания в своей будущей профессиональной деятельности. В работе использовался опыт преподавания дисциплины в Кубанской государственной академии физической культуры.

 

ПЛАНИРОВАНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СПОРТИВНАЯ МЕТРОЛОГИЯ»

 

(5 семестр, 54 часа)

 

№ п/п Темы дисциплины Количество часов
Предмет и задачи спортивной метрологии. Роль метрологии в учебно-тренировочном процессе.
Физические величины и их классификация.
Шкалы измерений.
Измерение. Виды измерений.
Системы физических величин и их единиц.
Теория единства измерений
Погрешности измерений и их классификация.
Средства измерений
Метрологические характеристики средств измерений
Статистические методы обработки результатов измерений.
Теория тестов
Теория оценок
Управление и контроль в спортивной тренировке
  Итого часов

 

 

ЗАДАНИЕ 1. ТЕМА: История развития метрологии.

1. Цель: расширить знания по истории развития метрологии.

2. Задачи: приобретение знаний по истории Российской метрической системы.

3. Конкретное задание: прочитать статью Е.А.Яковлева «Из истории создания Российской метрической системы», законспектировать в рабочую тетрадь. Статья из журнала «Законодательная и прикладная метрология» (№ 5, 1998 г.) приведена ниже.

4. Нормирование времени на задание: 2 часа.

5. Форма отчета, контроля: выступление на семинарском занятии.

 

 

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЧТЕНИЯ

 

ИЗ ИСТОРИИ СОЗДАНИЯ РОССИЙСКОЙ

МЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Е.А.Яковлев

 

В 1998 году исполнилось 80 лет с того момента как 14 сентября 1918 г. Совет Народных Комиссаров РСФСР издал декрет «О введении Международной метрической системы мер и весов», положивший основу развития работ по стандартизации в области измерительной техники и приборостроения.

Этот декрет предписывал:

а) в основание всех измерений положить международную метрическую систему мер и весов с десятичными подразделениями и производными;

б) за образцы основных единиц метрической системы принять копию международного метра, носящую знак № 28, и копию международного килограмма, носящую знак № 12, изготовленные из иридистой платины, переданные России Первой международной конференцией мер и весов в Париже в 1889 г. и хранимые в Главной палате мер и весов;

в) обязать все советские учреждения и организации с 1 января 1919 г. приступить к введению международной метрической системы;

г) с 1 января 1924 г. воспретить применение всяких мер и весов, кроме метрических».

Кроме того, ряд других пунктов этого декрета устанавливал практические мероприятия по внедрению метрической системы. Декретом был установлен довольно жесткий срок в пять лет для выполнения всех необходимых работ, имеющих целью полное проведение метрической реформы. Однако спустя три года стало очевидным, что необходимо дополнительное время для полного введения метрической системы в стране. Поэтому СНК декретом от 29 мая 1922 г. продлил этот срок еще на три года – до 1 января 1927 г. Важное значение для внедрения метрической системы в стране имело Постановление ЦИК и СНК Союза ССР от 6 июня 1924 г., устанавливающее Положение о мерах и весах. Первые три статьи этого Постановления относятся к единицам измерений, развивая соответствующие пункты декрета от 14 сентября 1918 г. В установленный срок, к 1927 г. метрическая реформа в стране была завершена. В успешном внедрении метрической системы в стране большую роль сыграла Главная палата мер и весов и местные поверочные палаты.

В 1923 г. Главная палата мер и весов издала «Таблицы взаимного перевода русских и метрических мер», которые получили широкое применение. Кроме того, среди изданий Главной палаты мер и весов примерно 30 было посвящено специально вопросам введения новой метрической системы в стране. Большое значение имело также создание 15 сентября 1925 г. первого центрального органа государственной стандартизации – Комитета по стандартизации при Совете Труда и Обороны.

Успехи, достигнутые в нашей стране по внедрению метрической системы за столь короткий срок, вызвали большой интерес участников Седьмой Генеральной конференции по мерам и весам (1927 г.), на которой были сделаны два доклада «Введение метрической системы в СССР» и «Законодательство по мерам и весам в СССР за время 1921-1927 г.г.».

Великий русский ученый Д.И.Менделеев – основоположник отечественной научной метрологии и создатель первого в России научного учреждения по метрологии – Главной палаты мер и весов, на протяжении всей своей творческой деятельности активно боролся за внедрение метрической системы в России. Еще в 1867 г. на 1 съезде русских естествоиспытателей Д.И.Менделеев обратился к участникам съезда с призывом: «Облегчим…возможность всеобщего распространения метрической системы и чрез то посодействуем и в этом отношении общей пользе и будущему желанному сближению народов».

Интересен еще такой факт из истории русской культуры и литературы. В начале 1836 г. друг Пушкина, князь П.А.Вяземский получил из Парижа «Парижский математический ежегодник на 1936 год». Пушкин попросил П.Б.Козловского написать для 1-го тома «Современника» разбор этого ежегодника. П.Б.Козловский был крупным дипломатом, литератором, ученым и проявил себя в то время как талантливый популяризатор научных и технических вопросов. Статья, написанная П.Б.Козловским в «Современнике» получила положительную оценку читателей. Среди статей ежегодника П.Б.Козловский особо выделил материалы, которые относились к Метрической системе. Он отметил: «…Некоторые из наших читателей не имеют, может быть, ясного понятия о Метрической системе: постараемся в нескольких словах объяснить по крайней мере цель оной. Потребность иметь меру, постоянную, точную общую для всего государства и которую бы можно было найти и тогда, когда бы все физические изобретения оной исчезли, побудила Институт во Франции и потом Королевское общество в Англии определить единицу размера из чего-нибудь неизменяемого. Французы избрали меридиан долготы земного шара, измерили градус оного в разных широтах с величайшей подробностью, и разделили оный на сорока-миллионные части, которую взяли за единицу длины и назвали метром. Мы назовем способ сей астрономическим, и он, конечно, представляет в себе нечто великое, показывающее силу человеческого ума. Англичане опытом удостоверились в долготе маятника, бьющего секунды на высотах Гринвича, приняли таковой маятник основанием своей меры… Для веса употребили и те и другие кубическую часть той же единицы, наполнив таковую форму водой в определенном месте и под определенным градусом теплоты».

Публикация в «Современнике» статьи П.Б.Козловского была своевременной и необходимой для целей просвещения русского общества. Для этого следует хотя бы привести следующие факты. В конце ХVШ века во Франции была разработана Метрическая система мер, которая должна была обеспечить возможность установления экономических, научных и культурных связей между государствами. В разработке Метрической системы самое активное участие приняла Парижская академия наук и такие крупные ученые как Ж.Даламбер, Ж.Лагранж, П.Лаплас, Г.Монж, А. Лежандр и др.

В России в 1827 г. была образована Комиссия «для постановления на неизменных началах системы Российских мер и весов», а в 1835 г. был издан указ «О системе Российских мер и весов». Это позволило создать единые государственные : эталоны мер длины и веса (массы) и первичные образцы мер объема сыпучих тел и жидкостей, а также узаконить ряд мер длины, объема и веса.

В 1841 г. в Петербурге на территории Петропавловской крепости было построено здание для центрального метрологического учреждения – Депо образцовых мер и весов, которое с 1842 г. по 1865 г. возглавил академик А.Я.Купфер.

Известно, что в 1869 г. Петербургская Академия наук предложила учредить международную организацию по вопросам, связанным с созданием эталонов метрической системы. А в 1875 г. на Дипломатической метрической конференции в Париже была принята Метрическая конвенция и было учреждено Международное бюро мер и весов. Наша страна была одной из 17 стран мира, подписавших в 1875 г. Метрическую конвенцию.

В 1899 г. в России был принят закон о мерах и весах, впервые допустивший факультативное применение международной, метрической системы мер. Законом, автором которого был Д.И.Менделеев, разрешалось применение метра и килограмма наряду с основными традиционными русскими мерами – аршином и фунтом.

Созданная в 1893 году Д.И.Менделеевым Главная палата мер и весов стала первым научным метрологическим учреждением в России. Главная палата провела большую работу по организации метрологической службы в России и поверочного дела, а в период 1918 – 1927 гг. – по внедрению метрической системы мер в СССР.

Основные положения метрической системы изучались в общеобразовательной школе, в высших учебных заведениях, кружках. От преподавателей требовалось доходчиво и убедительно разъяснить преимущества метрической системы, обосновать необходимость ее скорейшего внедрения в повседневную практику.

При этом надо было объяснить широким слоям населения страны экономическую целесообразность внедрения метрической системы.

Одним из активных и авторитетных пропагандистов метрической реформы 1918 г. был Яков Исидорович Перельман (1882-1942), имя которого широко известно в нашей стране и за рубежом, во многих странах мира. Он был выдающимся популяризатором науки. Его книги и статьи отличает строгая научность, увлекательная форма изложения, чудесный язык. За свою 43-летнюю творческую деятельность Я.И.Перельман написал около 105 книг и брошюр, более тысячи статей и очерков в газетах и журналах. Сразу же после опубликования декрета от 14 сентября 1918 г. о введении в РСФСР метрической системы мер и весов Я.И.Перельман включился в ее активную пропаганду. На эту тему им были написаны ряд популярных книг и брошюр. В начале 1919 г. Я.И.Перельман напечатал в журнале «В мастерской природы» очерк под таким названием «В поисках вечного аршина», в котором прозорливо обосновал необходимость эталонов длины на основе использования световых волн. Но пройдет целых сорок лет, прежде чем это было осуществлено в действительности. Как известно, Х1 Генеральная конференция по мерам и весам в 1960 г. приняла в качестве эталона длины метр, выраженный в длинах световых волн оранжевой линии спектра излучения криптона-86. Однако в современных условиях было признано наиболее перспективным для повышения точности эталона единицы длины использовать излучение стабилизированного лазера. Принятое ХУП Генеральной конференцией по мерам и весам в 1983 г. новое определение метра как длины пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды создало предпосылки для создания единого эталона длины частоты – времени.

Исключительная важность метрической системы подтверждена статьей 71 Конституции Российской Федерации, согласно которой метрическая система находится в ведении государства.

ЗАДАНИЕ № 2. ТЕМА: Физические величины и их классификация.

1. Цель: расширить знания о понятии «величина».

2. Задачи: приобретение дополнительных знаний о понятии «величина».

3. Контрольное задание: изучить и законспектировать предлагаемый ниже материал. Изложить свою точку зрения на предлагаемую классификацию величин.

4. Нормирование времени на задание (3 часа).

5. Форма отчета, контроля: доложить свои заключения по статье на семинарском (практическом) занятии.

 

 

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЧТЕНИЯ

 

О понятии «величина» в метрологии(журнал «Законодательная и прикладная метрология», № 4, 1998г.)

М.И.Селиванов

В отечественной и международной метрологической практике термин «величина» широко распространен. Среди множества величин могут быть выделены величины материального мира и величины идеальных моделей реальности.

К величинам материального мира относятся физические величины, входящие в уравнения физики и смежных с нею наук, и так называемые нефизические величины, применяемые в общественных науках (психология, социология, экономика и др.), физической культуре и спорте. Классификация величин показана на рисунке.

 
 
ВЕЛИЧИНЫ  


       
   
 
 

 

 


Математические (применяемые в чистой математике)
Нефизические (применяемые в психологии, социологии, экономике, спорте)
Физические (применяемые в физике и смежных с нею науках)

 

 

Или

Вычисляемые

 

Рис. Классификация величин.

Физические величины измеряются, нефизические величины оцениваются или вычисляются. К величинам идеальных моделей реальности могут быть отнесены величины, применяемые в чистой математике и которые вычисляются. В метрологической практике в применении понятия «математическая величина» нет необходимости. Однако, определения родового понятия «величина» нет как в отечественной метрологической литературе, так и в международных метрологических словарях.

В нашей стране десятки лет тому назад официально было закреплено понятие «физическая величина», по сути ставшее фундаментальным понятием отечественной метрологии. В международных словарях закреплено понятие «величина (измеряемая)». В вышедшем в 1993 г. Законе РФ «Об обеспечении единства измерений» фигурирует понятие «единица величины» вместо привычного ранее понятия «единица физической величины». Это свидетельствует о том, что законодательно в качестве первичного закреплено понятие «величина». Это было сделано сознательно для того, чтобы законодательно не закрыть доступ к измерениям многих других величин, для которых может существовать единица измерений.

Метрология, строго говоря, имеет дело с измеримыми величинами, т.е. с величинами, которые в принципе измеримы (имеется единица измерений, она материализована при помощи эталона и хранима средством измерений). Принципиальным в метрологии является именно измеримость величины, а не то, как называть величину. Измеримость величины является важным принципом теории измерений. Измеримость величины является краеугольным камнем метрологии как науки, а понятие « измеримая величина» должно быть фундаментальным понятием, стоящим в соответствии с понятийной иерархией сразу после понятия «величина».

Наряду с этим, целесообразно ввести в метрологическую практику понятие «оцениваемая величина» – для тех величин, для которых еще не удалось создать единицу и воспроизвести ее. Это дает возможность провести четкие границы между измерением и оцениванием величин, что имеет существенное значение.

Для того, чтобы дать определения рассмотренным понятиям, следует иметь определение понятию «величина». Хотя это понятие и широко распространено, но трактуется оно не однозначно.

В словаре международных терминов по фундаментальной метрологии (ИСО,1993) приведено следующее понятие «величина (измеримая)»: «Величина (измеримая). Свойство явления, тела или вещества, которое может различаться качественно и определяться количественно». Здесь слова «определяться количественно» могут быть раскрыты как определение значения величины путем измерений. Это следует из терминоэлемента «измеримая», указанного в скобках, и определения понятия «измерение», приведенного в том же документе: «Измерение – совокупность операций, имеющих целью определение значения величины». Это означает, что понятие «величина (измеримая)» при классификации величин является подчиненным понятию «величина», являющемуся в данном случае родовым понятием.

Как сказано у В.И.Даля: «Величина – все измеримое и исчислимое, всякое свойство, не составляющее качества: число, вес, мера, количество, объем, протяжение». Это определение более конкретно, однако с позиций сегодняшних требований нельзя признать его полностью приемлемым. И все же с его учетом можно предложить следующее определение:

Величина – отличительный признак (особенность) объекта (явления, процесса и т.п.), который может быть определен количественно.

На основе этого определения можно сформулировать определения понятий «измеримая величина», «физическая величина», «оцениваемая величина».

Измеримая величина – величина, для которой созданы условия измеримости: возможность выделения среди других величин; возможность установления единицы измерений; возможность материализации единицы измерений; ее воспроизведение и хранение при помощи эталонов и других средств измерений; возможность сохранения неизменным размера единицы (в пределах установленной погрешности) как минимум на срок, необходимый для одного измерения.

Физическая величина – по ГОСТ 16263-70 «ГСИ. Метрология. Термины и определения» со следующими примечаниями: 1) генеральной конференцией мер и весов принята и установлена международным стандартом ИСО МС 31 «Величины и единицы» (1992) система физических величин. Она состоит из основных и производных величин. При этом каждая производная величина входит в указанную систему посредством уравнения связи между величинами; 2) физические величины, как правило, являются измеримыми величинами. Когда для физической величины нет единицы измерений, ее количественная оценка может быть получена по условной шкале (шкалам).

Оцениваемая величина – величина (для которой еще не созданы условия измеримости), количественную оценку которой получают по условной шкале (шкалам) или каким-либо правилам.

Таким образом, с введением понятия «величина», как родового понятия, появилась возможность более четкой классификации его производных (подчиненных) и их определений. Введение принципиально нового понятия «измеримая величина» дает возможность установить более четкие границы современной метрологии как науки.

В определении понятия «измеримая величина» содержаться «условия измеримости», которые могут рассматриваться как аксиомы теории измерений, помогающие на практике решить вопрос об измеримости (в принципе) той или иной величины, для которой необходимо получить опытным путем количественную оценку.

Введение понятия «оцениваемая величина» дает возможность отличать измеримые величины (у которых есть единица измерений) от оцениваемых (у которых нет единицы).

 

ЗАДАНИЕ № 3. ТЕМА: Параметры, измеряемые в физической культуре и спорте.

1. Цели:

- закрепить знания о параметрах, измеряемых в физической культуре и спорту;

- уметь выделять основные, комплексные, дифференциальные и единичные параметры,

2. Задачи: определить основные измеряемые и контролируемые параметры в избранном виде спорта.

3. Контрольное задание: выписать параметры, измеряемые в избранном студентом спорте. Провести их разделение на комплексные, дифференциальные, единичные. (Ю. И. Смирнов, 2000, с.14-15). Выделить среди всех параметров основные.

 

Единичные Дифференциальные Комплексные
     
     
     
     
     

 

Основные:

 

4. Нормирование времени на задание (1 час).

5. Форма отчета, контроля: доложить на практическом занятии.

 

ЗАДАНИЕ № 4. ТЕМА: Шкалы измерений.

1. Цель: изучить отличительные особенности шкал измерений,

2. Задачи: определение отличительных характеристик шкал измерений.

3. Контрольное задание: определить, какие шкалы используются для измерения параметров в избранном студентом виде спорта (см. задание 3). Сгруппировать полученные примеры по следующей схеме:

 

Шкалы Примеры
Наименований  
Порядка  
Интервалов  
Отношений  

В случае отсутствия примеров из избранного вида спорта можно привести примеры из других видов спорта.

4. Нормирование времени на задание (4 часа).

5. Форма отчета, контроля: выступление на практическом занятии.

 

 

ЗАДАНИЕ № 5. ТЕМА: Измерение. Виды измерений.

1. Цели:

- закрепить знания об отличительных характеристиках измерений;

- научиться определять отличительные характеристики измерений и проводить их классификацию.

2. Задачи: классифицировать измерения, проводимые в избранном студентом виде спорта.

3. Контрольное задание: привести примеры измерений, проводимых в избранном виде спорта, и классифицировать по следующей схеме (Ю.И.Смирнов, 2000г., с.22-25):

Виды измерений Примеры
Органолептические  
Эвристические  
Обнаружение  
Инструментальные  
Автоматизированные  
Автоматические  
Прямые  
Косвенные  
Совокупные  
Совместные  
Статистические  
Динамические  
Статические  
Абсолютные  
Относительные  

В случае отсутствия примеров из избранного вида спорта можно привести примеры из других видов спорта.

4. Нормирование времени на задание (4 часа).

5. Форма отчета, контроля: выступление на практическом (семинарском) занятии.

 

 

ЗАДАНИЕ № 6. ТЕМА: Системы физических величин и их единицы.

1. Цели:

- расширить знания из истории развития систем единиц;

- научиться отличать основные единицы от производных.

2. Задачи: определение отличительных особенностей единиц физических величин и их систем.

3. Контрольные задания:

1) изучить предлагаемый ниже текст об истории развития систем единиц;

2) распределить предлагаемые ниже единицы измерений (давление: миллиметр ртутного столба и ньютон на квадратный метр; темп: число движений в секунду и герц; ом; вольт; ватт и лошадиная сила; калория и джоуль; килограмм силы и ньютон; секунда и минута; ампер; килограмм массы; метр; люкс; фарад) на основные, производные и внесистемные единицы системы СИ по следующей схеме (Ю.И.Смирнов, 2000г., с.18-21).

 

Мм рт.ст.; Н/м ; 1/мин; Гц; Ом; В; Вт; л.с.; кал; Дж; Кг; Н; с; мин; А; кг; м; лк; Ф
Основные Производные Внесистемные
       

 

 

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЧТЕНИЯ

 

ОДНА ЕДИНИЦА, ДВЕ, ТРИ, ЧЕТЫРЕ, СЕМЬ…Что дальше?

Л.Н.Брянский

Нетрудно догадаться, что речь пойдет об основных единицах величин прошлых и ныне действующих систем.

Небезынтересно отметить, что какие-либо теоретически обоснованные алгоритмы, позволяющие однозначно определить число необходимых для построения системы основных единиц, отсутствуют. У М. Ф. Маликова [1] мы читаем: "Для некоторых величин единицы (основные, Л.Брянский) выбираются совершенно произвольно, однако, при непременном условии, чтобы эти единицы могли быть осуществлены с возможно большей точностью в виде эталонов или при помощи эталонных методов" и далее:

«... число независимых единиц стремятся свести к минимуму". Еще более определенно выразился Г.Д. Бурдун [2 ]:"Следует иметь в виду, что ... какие-либо правила, по которым тот или иной комплекс единиц выбирается в качестве основных, нельзя обосновать теоретически. Единственным критерием при выборе основных единиц могут быть лишь эффективность и целесообразность использования данной системы".

После этого маленького вступления приступим к нашему обзору.

Творцы метрической системы, стремясь обеспечить единство и правильность измерений механических величин (другие области измерений находились в то время в зачаточном состоянии), построили ее на единственной основной единице – метре. Метр оставался ею с 1799 по 1872 г., когда он стал равным не одной десятимиллионной части четверти земного меридиана, проходящего через Париж, а просто длине архивного метра, а килограмм потерял связь с ним (через массу 1 дм воды) и стал равен массе архивного килограмма.

С этого момента метрическая система стала де-факто базироваться уже на двух основных единицах - метре и килограмме.

Следующий шаг сделал в 1332 г. Гаусс, который ввел в свою "абсолютную" систему еще одну основную единицу – секунду. То, что Гаусс вместо метра и килограмма в основу своей системы положил миллиметр и миллиграмм, принципиального значения не имело. Однако, в 1875 г. Метрическая конвенция узаконила систему, все еще основанную на двух основных единицах - метре и килограмме, как международную.

Окончательно секунда вошла в число основных единиц (и увеличила их совокупность до трех) в 1681 г. с принятием системы СГС - сантиметра грамм, секунда. Своеобразными ее вариантами были принятые в 1918 г. система МТС - метр, тонна, секунда и затем МКС - метр, килограмм, секунда.

Пока в ходу были, в основном, измерения механических величин, а измерения электрических, магнитных, тепловых и световых величин существовали как бы сами по себе, вне официальной системы единиц (сейчас бы мы сказали, что все единицы этих величин были внесистемными), трех основных единиц было достаточно.

С развитием только что перечисленных видов и областей измерений положение изменилось. Потребовались и другие основные единицы.

Сначала для решения возникающих измерительных задач стали приспосабливать системы СГС и МКС. Почти все разработанные и принятые их разновидности (исключения - СГС симметричная, СГСЭ и СГСМ, о которых мы расскажем ниже) опирались на четыре основные единицы и обслуживали локальные области измерений.

Начнем с вариантов системы СГС. Поскольку три основные единицы - сантиметр, грамм и секунда одинаковы для всех вариантов, будем говорить лишь о четвертой единице и области ее применения.

Система СГСД. Четвертая единица (слово "основная" будем опускать) - диэлектрическая проницаемость вакуума. Применялась предпочтительно в области измерений электрических величин.

Система СГСМ. Четвертая единица - магнитная проницаемость вакуума. Применялась предпочтительно при измерениях магнитных величин.

Система СГСФ. Четвертая единица - Франклин -единица электрического заряда.

Система СГСБ. Четвертая единица - биоэлектромагнитная единица силы тока. СГСФ и СГСБ применялись в области измерений электромагнитных величин.

Применялись также симметричная система СГС, системы СГСЭ и СГСМ. Их единицы совпадают по размеру с единицами СГСД и СГСМ, но их размерности различаются. Формально в число основных единиц они не входили и в размерностей производных единиц не участвовали.

Перейдем к семейству систем (точнее, подсистем) МКС.

МКСК - четвертая единица - кельвин. Применялась в области измерении тепловых величин.

МКСА. Четвертая единица - ампер применялась при измерениях электрических и магнитных величии. Эта система известна также как система Джорджи, по имени известного итальянского ученого.

МКСМ. Четвертая единица - магн - магнитная проницаемость вакуума. Также применялась для измерений электрических и магнитных величин.

МКСКД. Четвертая единица - кандела. Применялась для измерений световых величин.

МКСЛМ. Четвертая единица-люмен. Применялась также для измерений световых величин.

Такое многообразие систем и их разновидностей причиняло большие неудобства. Вот что писал по этому поводу Г. Д. Бурдун в [2 ]: "Существенные неудобства на практике, а также при преподавании создавало наличие единиц разных систем и внесистемных для одной и той же величины (например, для силы существует свыше 10 разных единиц, для работы и энергии - свыше 30 и т.д.). Возникала потребность перевода единиц из одной системы в другую, введения переводных множителей, усложнялись расчеты и вычисления".

Добавлю из собственного, еще студенческого, опыта. При использовании системы МКГСС - метр, килограмм-сила, секунда (была и такая система) можно было, переходя к "нормальным" килограммам или обратно к кгс, по ошибке не разделить на 9,81, а умножив на этот коэффициент, в результате ошибиться в 97 раз. И кое-кому это "удавалось".

Выход был найден в объединении всех вариантов системы МКС в одну. В результате довольно длительного (с 1954 по 1960 г.) и сложного процесса и родилась международная (интернациональная) система единиц - СИ (SI) первоначально с шестью основными единицами: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина, кандела. В 1968 г. место градуса Кельвина занял кельвин, а в 1971 г. появилась седьмая основная единица - моль - единица количества вещества [3]. В целесообразности этой основной единицы до сих пор высказываются сомнения [4]. В [4] также высказывалось мнение о целесообразности включения в число основных единиц единицы плоского угла – радиана.

Однако, СИ на сегодня остается незыблемой со своим ансамблем из семи основных единиц и не видно весомых причин к увеличению их числа.

Наоборот, имеются системы с меньшим числом основных единиц, применяемые в физике и базирующиеся на фундаментальных физических постоянных (константах). Приведем несколько примеров таких, как их еще называют, "естественных" систем единиц [2,5].

Система Планка. Основные единицы - гравитационная постоянная, скорость света, постоянная Планка, постоянная Больцмана.

Система Хартри Также четыре основные единицы - заряд электрона, масса электрона, радиус первой боровской орбиты атома водорода, постоянная Планка.

Система Людовичи. Три основные единицы - гравитационная постоянная, диэлектрическая проницаемость вакуума, магнитная проницаемость вакуума.

Однако, эти системы, несмотря на то, что они опираются на естественные, природные единицы, а не на условные, выбранные научной общественностью, и успешно применяются в соответствующих областях физики, мало пригодны для повседневного применения в привычном для нас макромире. Делю в том, что размеры их единиц очень малы.

Поэтому, если не считать англоязычных стран, до сих пор в области измерений механических величин использующих систему фут, фунт, секунда (имеющей три основные единицы), СИ является единственной всемирно применяемой системой с рекордно большим числом основных единиц.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Маликов М.Ф. Основы метрологии- М. 1949.

2. Бурдун ГД Справочник по международной системе единиц Издание второе. Изд. стандартов. М. 1977.

3. Брянский Л.Н. Серия статей об основных единицах СИ. ЗиПМ, 1994. №№ 2-6.

4. Юдин М.Ф. и др. Основные термины в области метрологии. Словарь-справочник. Изд. стандартов. М. 1989.

5. Физический энциклопедический словарь. Советская энциклопедия М. 1983

4. Нормирование времени на задание (4 часа).

5.Форма отчета, контроля: выступление на семинарском (практическом) занятии.

 

ЗАДАНИЕ № 7. ТЕМА: Поверка средств измерений.

1. Цель: расширить свои знания о методах обеспечения единства измерений, закрепить умение проводить поверку средств измерений.

2. Задачи: изучить значение поверки в обеспечении единства измерений, закрепить умения по поверке средств измерений в избранном виде спорта.

3. Контрольные задания:

- прочитать предлагаемую ниже статью об истории термина «поверка»;

- составить схему для проведения поверки одного из средств измерений, использующихся в избранном студентом виде спорта; составить инструкцию для проведения поверки этого средства измерений (Ю.И.Смирнов, 2000, гл.7).

4. Нормирование времени на задание (4 часа).

5. Форма отчета, контроля: выступление на семинаре, использование составленной схемы и инструкции при проведении практического занятия по поверке средств измерений.

 

 

МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЧТЕНИЯ

ЭТО СТРАННОЕ СЛОВО «ПОВЕРКА»

Л.Н.Брянский

Правоверные российские метрологи считают большим грехом смешение двух понятий: "поверка" и "проверка". Как известно, поверка - это определение погрешности средств измерении (СИ) и установление их пригодности к применению, а проверка - это просто некая контрольная операция, цель которой установить наличие, исправность и т.п.

Слово "поверка" имеет общий корень со словом «верить». Поверить - сделать верным, законным. Возникает естественный вопрос - применяется ли термин "поверка" в международной метрологической практике. Междуна<

Последнее изменение этой страницы: 2017-07-07

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...