Самостоятельная работа по "Метрология и сертификация"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный экономический университет»

 

Центр дистанционного образования

 

 

 

 

                     Самостоятельная работа

по дисциплине:  «"Метрология и сертификация"

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполнитель: студент(ка)

Направление: Управление качеством в производственно-технологических системах

Профиль: Управление качеством

Группа: УК-14 Ом

Ф.И.О: Прокопович Ю.А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Омск

2015

 

 

Задание 1

 

Внимательно изучить содержание межгосударственного стандарта ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. Составить ответы на следующие вопросы:

 

 

1. Раскрыть понятие и кратко описать историю возникновения Международной системы единиц СИ.
2. Основные единицы Международной системы единиц СИ.
3. Понятие и виды производных единиц в системе СИ.
4. Внесистемные единицы в системе СИ.
5. Десятичные кратные и дольные единицы. Правила выбора десятичных кратных и дольных единиц.
6. Измерение информации.

Ответы:

1) История создания международной системы единиц    СИ

По мере развития техники, ее широкого применения в различных странах, человечество пришло к необходимости введения и использования легко воспроизводимых единиц измерения, которые были бы по возможности долговечными. Такая система измерения долго разрабатывалась и была реализована на тех неизменных взаимосвязях, которые уже существуют в природе и к которым стремились свести единицы измерения.

1. В 1799 году во Франции были изготовлены два эталона — для единицы длины (метр) и для единицы массы (килограмм)

 

2. В 1875 году была подписана Метрическая конвенция. Были начаты работы по разработке международных эталонов метра и килограмма.
3. В 1960 году XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла стандарт, который впервые получил название «Международная система единиц (СИ)» .
4. В 1960 году XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла стандарт, который впервые получил название «Международная система единиц (СИ)» .

Семь основных величин, которые соответствуют семи основным единицам, - это длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура, количество вещества и сила света.

 

Роль системы СИ

1.Единицы СИ универсальны и применимы во всех областях физики и техники, так как не имеют никакого отношения к свойствам конкретного материала.

2.Система СИ абсолютна: сила или энергия любой природы может быть выражена в действующих в этой системе механических единицах (соответственно силы или энергии).

3.Система  СИ принята в международных  масштабах и вводится во всех  странах в законодательном порядке. В СССР СИ была принята к  употреблению с 1963 г.

 

2) Основные единицы измерения Международной системы единиц СИ. Всего их семь:

 

1. Единица длины – метр – длина пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;

 

2. Единица массы – килограмм – масса, равная массе международного прототипа килограмма

 

3. Единица времени – секунда – продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей;

 

4. Единица силы электрического тока – ампер – сила, не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длинны и ничтожно малого кругового свечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создал бы между этими проводниками силу, равную 0.2 мкН на каждый метр длинны;

 

5. Единица термодинамической температуры – Кельвин – 1/273.16 часть термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается также шкалы Цельсия;

 

6. Единица количества вещества – моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углирода-12 массой 0.012 кг;

 

7. Единица силы света – кандела – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540*ТГц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср^2

 

3) Производные единицы.

 

Величина	Единица измерения		Обозначение		Выражение через основные единицы
	русское название	французское/английское название	русское	международное
Плоский угол	радиан	radian	рад	rad	м·м−1 = 1
Телесный угол	стерадиан	steradian	ср	sr	м2·м−2 = 1
Температура по шкале Цельсия¹	градус Цельсия	degré Celsius/degree Celsius	°C	°C	K
Частота	герц	hertz	Гц	Hz	с−1
Сила	ньютон	newton	Н	N	кг·м·c−2
Энергия	джоуль	joule	Дж	J	Н·м = кг·м2·c−2
Мощность	ватт	watt	Вт	W	Дж/с = кг·м2·c−3
Давление	паскаль	pascal	Па	Pa	Н/м2 = кг·м−1·с−2
Световой поток	люмен	lumen	лм	lm	кд·ср
Освещённость	люкс	lux	лк	lx	лм/м² = кд·ср/м²
Электрический заряд	кулон	coulomb	Кл	C	А·с
Разность потенциалов	вольт	volt	В	V	Дж/Кл = кг·м2·с−3·А−1
Сопротивление	ом	ohm	Ом	Ω	В/А = кг·м2·с−3·А−2
Электроёмкость	фарад	farad	Ф	F	Кл/В = с4·А2·кг−1·м−2
Магнитный поток	вебер	weber	Вб	Wb	кг·м2·с−2·А−1
Магнитная индукция	тесла	tesla	Тл	T	Вб/м2 = кг·с−2·А−1
Индуктивность	генри	henry	Гн	H	кг·м2·с−2·А−2
Электрическая проводимость	сименс	siemens	См	S	Ом−1 = с3·А2·кг−1·м−2
Активность (радиоактивного источника)	беккерель	becquerel	Бк	Bq	с−1
Поглощённая доза ионизирующего излучения	грэй	gray	Гр	Gy	Дж/кг = м²/c²
Эффективная доза ионизирующего излучения	зиверт	sievert	Зв	Sv	Дж/кг = м²/c²
Активность катализатора	катал	katal	кат	kat	моль/с

 

Производные единицы могут быть выражены через основные с помощью математических операций умножения и деления. Некоторым из производных единиц, для удобства, присвоены собственные названия, такие единицы тоже можно использовать в математических выражениях для образования других производных единиц.

Математическое выражение для производной единицы измерения вытекает из физического закона, с помощью которого эта единица измерения определяется или определения физической величины, для которой она вводится. Например, скорость это расстояние, которое тело проходит в единицу времени; соответственно, единица измерения скорости м/с (метр в секунду).

Часто одна и та же единица может быть записана по-разному, с помощью разного набора основных и производных единиц. Однако, на практике, используются установленные выражения, которые наилучшим образом отражают физический смысл величины.

 

Примеры несистемных единиц:

 

Плоский угол (радиан), телесный угол (стерадиан), температура по шкале Цельсия (градус Цельсия), частота (герц), сила (ньютон), Энергия (джоуль), мощность (ватт), ддавление(Паскаль), световой поток (люмен), освещённость (люкс), электрический заряд (кулон), разница потенциалов (вольт), сопротивление (ом), ёмкость (фарад), магнитный поток (Вебер).

 

4) Единицы, не входящие в СИ.

 

Некоторые единицы, не входящие в СИ, по решению Генеральной конференции по мерам и весам "допускаются для использования совместно с СИ".

Например:

Минута (60 с), час(3600 с), сутки (86 400 с), градус (1/180 рад), угловая минута(1/10 800 рад), угловая секунда(1/648 000), литр(1 дм3), тонна(1000 кг), Непер (бел), электрон-вольт(1,6*10-19 Дж), атомная единица массы(1,6605402*10-27 кг), астрономическая единица(1,495978706911011 м), морская миля(1852 м), узел(1852/3600 м/с), ар(102 м2), гектар(104 м2), бар(105 Па), ангстрем(8722.10 м), барн(8722;28 м2).

Кроме того, ГОСТ 8.417-2002 разрешает применение следующих единиц: град, световой год, парсек, диоптрия, киловатт-час, вольт-ампер, вар, ампер-час, карат, текс, гал, оборот в секунду, оборот в минуту. Разрешается применять единицы относительных и логарифмических величин, такие как процент, промилле, миллионная доля, фон, октава, декада. Допускается также применять единицы времени, получившие широкое распространение, например неделя, месяц, год, век, тысячелетие.

Другие единицы применять не разрешается.

Тем не менее, в различных областях иногда используются и другие единицы.

Единицы системы СГС: эрг, гаусс, эрстед и др.

Внесистемные единицы, широко распространенные до принятия СИ: кюри, калория, Ферми, микрон и др.

Некоторые страны не приняли систему СИ, или приняли её лишь частично и продолжают использовать английскую систему мер или сходные единицы.

 

5)

Кратные и дольные единицы.

В системе СИ используются десятичные кратные и дольные единицы, которые образуются при помощи множителей, а их названия и обозначения – из названий и обозначений исходных единиц с помощью соответствующих приставок (табл.2.2).

 

При образовании кратных и дольных единиц необходимо придерживаться следующих правил:

 

üприсоединение к наименованию единицы двух и более приставок подряд не допускается, например вместо микромикрофарад следует писать пикофарад;

 

üприставка пишется слитно с наименованием единицы, к которой она присоединяется;

 

üесли единица образована как произведение или отношение единиц, приставку следует присоединять к наименованию первой единицы, входящей в произведение или отношение, например, килоампер/метр, а не ампер/миллиметр;

 

üнаименования кратных и дольных единиц от единицы, возведенной в степень, следует образовывать путем присоединения приставки к наименованию исходной единицы, например, квадратный километр;

 

üнаименования кратных и дольных единиц от единицы, возведенной в степень, следует образовывать добавлением соответствующего показателя степени к обозначению кратной или дольной от этой единицы, причем показатель означает возведение в степень кратной или дольной единицы (вместе с приставкой), например, 5 км2=5(103м)2=5∙106м2.

 

Множитель	Приставка	Обозначение приставки	Множитель	Приставка	Обозначение приставки
Международное	Русское	Международное	Русское
1024	Йотта	Y	Й	10–1	Деци	d	д
1021	Зетта	Z	ЗТ	10–2	Санти	c	с
1018	Экса	E	Є	10–3	Милли	m	м
1015	Пета	P	П	10–6	Микро	μ	мк
1012	Тера	T	Т	10–9	Нано	n	н
109	Гига	G	Г	10–12	Пико	p	п
106	Мега	M	М	10–15	Фемто	f	ф
103	Кило	k	к	10–18	Атто	a	а
102	Гекто	h	г	10–21	Зепто	z	зп
101	Дека	da	да	10–24	Йокто	y	й

 

 

Правила написания кратных и дольных единиц следующие:

 

· обозначения единиц печатают прямым шрифтом, точку как знак сокращения после обозначения не ставят;

 

· обозначения помещают за числовыми значениями величин через пробел, перенос на другую строку не допускается. Исключения составляют обозначения в виде знака над строкой, перед ними пробел не ставится. Примеры: 10 м/с, 15°;

 

· если числовое значение представляет собой дробь с косой чертой, его заключают в скобки, например: (1/60) с–1;

 

· при указании значений величин с предельными отклонениями их заключают в скобки или проставляют обозначение единицы за числовым значением величины и за ее предельным отклонением: (100,0 ± 0,1) кг, 50 г ± 1 г;

 

· обозначения единиц, входящие в произведение, отделяют точками на средней линии (Н·м, Па·с), не допускается использовать для этой цели символ «×». В машинописных текстах допускается точку не поднимать или разделять обозначения пробелами, если это не может вызвать недоразумения;

 

· в качестве знака деления в обозначениях можно использовать горизонтальную черту или косую черту (только одну). При применении косой черты, если в знаменателе стоит произведение единиц, его заключают в скобки. Правильно: Вт/(м·К), неправильно: Вт/м/К, Вт/м·К;

 

· допускается применять обозначения единиц в виде произведения обозначений единиц, возведенных в степени (положительные и отрицательные): Вт·м–2·К–1, А·м². При использовании отрицательных степеней не разрешается использовать горизонтальную или косую черту (знак деления);

 

· допускается применять сочетания специальных знаков с буквенными обозначениями, например: °/с (градус в секунду);

 

· не допускается комбинировать обозначения и полные наименования единиц. Неправильно: км/час, правильно: км/ч;

 

· обозначения единиц, произошедшие от фамилий, пишутся с заглавной буквы, в том числе с приставками СИ, например: ампер – А, мегапаскаль – МПа, килоньютон – кН, гигагерц – ГГц.

6) Международные и русские обозначения.

В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование единиц СИ. В нем перечислены единицы физических величин, разрешённые к применению, приведены их международные и русские обозначения и установлены правила их использования. 
 
     По этим правилам, при договорно-правовых отношениях в области сотрудничества с зарубежными странами, а также в поставляемых за границу вместе с экспортной продукцией технических и других документах разрешается применять только международные обозначения единиц. Применение международных обозначений обязательно также на шкалах и табличках измерительных приборов. В остальных случаях, например, во внутренних документах и обычных публикациях можно использовать либо международные, либо русские обозначения. Не допускается одновременно применять международные и русские обозначения, за исключением публикаций по единицам величин.