Понятие метрологии: принципы, цели и задачи, о чем эта наука

Метрология для чайников: основные понятия, принципы, цели и задачи

Иван Иван 08 Май 2018 475
Содержание
Содержание

    Метрология для чайников

    Кто-то подумает (ну а вдруг), что метрология – это учение про метро. Чтобы никто больше так не думал, мы написали эту статью об основных понятиях, целях и задачах метрологии. А чтобы было не скучно, мы приправили все это интересными фактами.

    Основные понятия метрологии

    На самом деле, по определению:

    Метрология – наука о единстве измерений.

    Может показаться, что это очень скучно и занудно – измерять, высчитывать абсолютную и относительную погрешность, учитывать точность прибора, рассчитывать допуски, записывать результат на бумажку. Да, мы даже не спорим. Но есть и интересные вещи, которые будет полезно знать про метрологию.

    У метрологии есть принципы:

    • основы измерений – сравнение;
    • измерение без априорной величины (эталона) невозможно;
    • результат измерения без должной обработки и округления не имеет смысла и является случайной величиной.

    Основные задачи метрологии:

    1. Развивать общую теорию измерений.
    2. Устанавливать единицы физических величин.
    3. Совершенствовать методы оценки точности измерений.
    4. Устанавливать эталоны измерений.
    5. Обеспечить единство измерений.

    Метрология - наука, обеспечивающая единство измерений
    Метрология - наука, обеспечивающая единство измерений

    Что такое единство измерений

    Люди не зря придумали международную систему СИ. Теперь мы измеряем длину в метрах, массу в килограммах и даже не задумываемся об этом. Так было далеко не всегда. В давние времена на каждой территории (скажем, в княжестве или городке) могла быть своя система измерений.

    Система СИ была разработана и внедрена в 1960 году. В ней 7 основных единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела.

    Приведем схематичный пример.

    Когда-то в Средневековье житель Вилларибо должен был в качестве налога отдать бургомистру  столько урожая, сколько тот мог унести. При этом житель Виллабаджо отдавал в два раза меньше, потому что у бургомистра Виллабаждо были не такие большие руки и поднять он мог меньше.

    Единство измерений очень важно, особенно в вопросах международного сотрудничества, производства и научных исследований. Не будь единой системы, получилась бы история наподобие строительства Вавилонской башни. Никто бы друг с другом попросту не смог договориться.

    Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

    Так уж устроены люди, что им все нужно стандартизировать. Чем больше становилось людей, тем сильнее была потребность в стандартизации.

    Помните, мы уже говорили про время и то, как люди его измеряли? С длиной и прочими величинами дело обстояло примерно так же. Брали то, что подвернется под руку (или саму руку), делали из этого эталон, а все остальное сравнивали с ним.

    Древнерусские (и прочие) единицы измерения
    Древнерусские (и прочие) единицы измерения

    Говорящий пример – такие древнерусские меры длины, как «локоть» или «пядь». Когда про кого-то говорят «семь пядей во лбу», это означает, что такой человек очень умный. Хотя не факт. У большинства нормальных людей во лбу нет и одной пяди, а встречать того, у кого их действительно семь, мы вам искренне не желаем.

    Пядь – расстояние от кончика большого пальца до кончика указательного при расставленной ладони. 1 пядь=17,78 см.

    Но вернемся к единству. Всю эту относительность нужно было свести на нет, иначе развитие науки и промышленности было бы связано с огромной неразберихой.

    Эталон метра. История создания

    Задумываться об этом всерьез стали в 17 веке. Возьмем, к примеру, метр. Над его определением трудились не один век.

    Сначала за эталон метра была принята длина маятника с периодом колебаний равным 1 секунде. Правда выяснилось, что в зависимости от места измерений длина такого маятника изменяется. Так было доказано уменьшение силы тяжести от полюсов к экватору, а эталон метра пришлось менять.

    Один из эталонов метра в Париже
    Один из эталонов метра в Париже

    Потом решили, что эталон длины нужно привязать к длине меридиана, проходящего через Париж. Почему именно Париж? Да потому что занималась этим вопросом французская академия наук в Париже, а ходить куда-то далеко для установки эталона метра никто не хотел.

    В итоге в 1791 году за метр была принята одна сорокамиллионная часть Парижского меридиана (расстояние от северного полюса до экватора на долготе Парижа). В 1799 году изготовили платиновый стержень с такой длиной, а в 1889 был сделан более точный платиноиридиевый эталон метра. Сейчас эти стержни хранятся в музее.

    Единица измерения массы килограмм также была привязана к метру. По определению 1795 года, килограмм равен массе одного кубического дециметра воды или, проще говоря, одного литра.

    Время шло, и людям нужно было докопаться до сути во всех сферах. Эта тенденция не обошла и вопрос измерений.  Платиноиридиевый стержень служил эталоном метра до 1960 года, но затем от привязки к длине меридиана решено было отказаться.

    По современному определению метр равен расстоянию, которое свет проходит за 1/299792458 долю секунды.

    Как видите, метрология не такая уж и занудная штука. А если дело касается расчета погрешностей в лабораторной работе и результат никак не сходится с экспериментом, смело пишите в наш студенческий сервис. Мы поможем, объясним и рассчитаем все с необходимой точностью.

    Оцените материал
    475
    Комментарии отсутствуют
    Оставить комментарий
    {$ errors.username[0] $}
    Вы уже наш клиент? Авторизуйтесь.
    {$ errors.email[0] $}
    Пользователь с таким email уже существует! Авторизуйтесь.
    {$ errors.content[0] $}
    Оставляя комментарий, я соглашаюсь на обработку своих персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности