Международная система единиц физических величин (СИ)

В 50–60-е годы XX в. все чаще проявлялось стремление многих стран к созданию единой универсальной системы единиц, которая могла бы стать международной. В числе общих требований к основным и производным единицам выдвигалось требование когерентности такой системы единиц.

В 1954г. X Генеральная конференция по мерам и весам установила шесть основных единиц для международных сношений: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина, свеча.

В 1960г. XI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила Международную систему единиц, обозначаемую сокращенно SI (начальные буквы французского наименования Systeme International d Unites), в русской транскрипции – СИ.

В результате некоторых видоизменений, принятых Генеральными конференциями по мерам и весам в 1967, 1971, 1979 годах, в настоящее время система включает семь основных единиц (табл. 3.3.1).

Таблица 3.3.1

Основные и дополнительные единицы физических величин системы СИ

Величина	Единица
	Обозначение
Наименование	Размерность	Рекомендуемое обозначение	Наименование	русское	международное
Длина	Основные
L		метр	м	m
Масса	М	m	килограмм	кг	kg
Время	Т	t	секунда	с	s
Сила электрического тока	I	I	ампер	А	А
Термодинамическая температура	Q	Т	кельвин	К	К
Количество вещества	N	n, v	моль	моль	mol
Сила света	J	J	канделла	кд	cd
Плоский угол	Дополнительные
-	-	радиан	рад	rad
Телесный угол	-	-	стерадиан	ср	sr

 

 

На территории нашей страны система единиц СИ действует с 1 января 1982г. в соответствии с ГОСТ 8.417–81. Система СИ является логическим развитием предшествовавших ей систем единиц СГС и МКГСС и др.

 

Определение и содержание основных единиц СИ.

В соответствии с решениями Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ), принятыми в разные годы, в настоящее время действуют следующие определения основных единиц СИ.

Единица длины – метр – длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 доли секунды (решение XVII ГКМВ в 1983г.).

Единица массы – килограмм – масса, равная массе международного прототипа килограмма (решение I ГКМВ в 1889 г.).

Единица времени – секунда – продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133, не возмущенного внешними полями (решение XIII ГКМВ в 1967 г.).

Единица силы электрического тока – ампер – сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создал бы между этими проводниками силу, равную 2 • 10^-7 Н на каждый метр длины (одобрено IX ГКМВ в 1948 г.).

Единица термодинамической температуры – кельвин (до 1967г. имел наименование градус Кельвина) – 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается выражение термодинамической температуры в градусах Цельсия (резолюция XIII ГКМВ в 1967г.).

Единица количества вещества – моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода-12 массой 0,012кг (резолюция XIV ГКМВ в 1971г.).

Единица силы света – кандела – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 • 10¹² Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (резолюция XVI ГКМВ в 1979г.).

 

 

Лекция 4.

Обеспечение единства измерений

 

Единство измерений

При проведении измерений необходимо обеспечить их единство. Под единством измерений понимается характеристика качества измерений, заключающаяся в том, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам воспроизведенных величин, а погрешности результатов измерений известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.

Понятие "единство измерений" довольно емкое. Оно охватывает важнейшие задачи метрологии: унификацию единиц ФВ, разработку систем воспроизведения величин и передачи их размеров рабочим средствам измерений с установленной точностью и ряд других вопросов. Единство измерений должно обеспечиваться при любой точности, необходимой науке и технике. На достижение и поддержание на должном уровне единства измерений направлена деятельность государственных и ведомственных метрологических служб, проводимая в соответствии с установленными правилами, требованиями и нормами.

На государственном уровне деятельность по обеспечению единства измерений регламентируется стандартами Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) или нормативными документами органов метрологической службы.

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) – комплекс установленных стандартами взаимоувязанных правил, положений, требований и норм, определяющих организацию и методику приведения работ по оценке и обеспечению точности измерений.

Правовой основой обеспечения единства измерений служит законодательная метрология, которая представляет собой свод государственных законов (Закон РФ «Об обеспечении единства измерений»), актов и нормативно-технических документов различного уровня, регламентирующих метрологические правила, требования и нормы.

Технической основой ГСИ являются:

1. Система (совокупность) государственных эталонов единиц и шкал физических величин – эталонная база страны.

2. Система передачи размеров единиц и шкал физических величин от эталонов ко всем СИ с помощью эталонов и других средств поверки.

3. Система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих СИ, обеспечивающих исследования, разработки, определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов.

4. Система государственных испытаний СИ (утверждение типа СИ), предназначенных для серийного или массового производства и ввоза из-за границы партиями.

5. Система государственной и ведомственной метрологической аттестации, поверки и калибровки СИ.

6. Система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, Система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.