Московский Государственный Университет

Инженерной Экологии

Кафедра :

«Мониторинга и автоматизации систем контроля»

Домашнее задание №1

по метрологии на тему:

«Международная система едениц»

Вариант № 6

Студент: Бугаенко А.А.

Группа : К-33

Преподаватель: Гальцова

Москва, 2005г.

План.

1. Общие сведения…………………………………………………..…3

2. История……………………………………………….……………...3

3. Единицы величин…………………………………….……………..6

   1. Государственные эталоны единиц величин………………...…6

   2. Основные единицы……………………………………………..6

   3. Производные единицы……………………………………….…7

   4. Единицы, не входящие в СИ……..………….…………………8

   5. Кратные и дольные единицы…………………………………..8

4. Международные и русские обозначения……………...…………..9

5. Правила написания обозначений единиц……………………...…..9

6. Единицы по отраслям..……………………………………………10

7. Преимущества международной системы единиц СИ…….……..11

8. Список использованной литературы……………………………..13

1. Общие сведения

Международная система единиц, система единиц физических величин, принятая 11-й Генеральной конференцией по мерам и весам (1960). Сокращённое обозначение системы SI (в русской транскрипции СИ). М. с. е. разработана с целью замены сложной совокупности систем единиц и отдельных внесистемных единиц, сложившейся на основе метрической системы мер, и упрощения пользования единицами. Достоинствами М. с. е. являются её универсальность и когерентность, то есть согласованность производных единиц, которые образуются по уравнениям, не содержащим коэффициент пропорциональности. Благодаря этому при расчётах, если выражать значения всех величин в единицах М. с. е., в формулы не требуется вводить коэффициенты, зависящие от выбора единиц.

1. История

Система СИ основана на метрической системе мер, которая была создана французскими учеными и впервые была широко внедрена после Великой Французской революции. До введения метрической системы, единицы выбирались случайно и независимо друг от друга. Поэтому пересчет из одной единицы в другую был сложным. К тому же в разных местах применялись разные единицы, иногда с одинаковыми названиями. Метрическая система должна была стать удобной и единой системой мер и весов.

В 1799 г. были утверждены два эталона для единицы длины (метр) и для единицы веса (килограмм).\

В 1874 г. была введена система СГС, основанная на трех единицах сантиметр, грамм и секунда. Были также введены десятичные приставки от микро до мега.

1881 г. - На первом Международном конгрессе электриков были приняты Система единиц механических (измерений) СГС. Система единиц электрических (измерений) СГСЭ (была неудобна в практическом использовании), (охватывает только раздел электростатики). Система единиц магнитных (измерений) СГСМ (была неудобна в практическом использовании). Система абсолютная практическая единиц электрических (была удобна в практическом использовании) (в этой системе были получены следующие практические единицы: Ом, Вольт, Ампер, Фарада)

1882 г. - На втором Международном конгрессе электриков Был дополнен список практических единиц: Джоулем, Ваттом, Генри

В 1889 г. 1-ая Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему мер, сходную с СГС, но основанную на метре, килограмме и секунде, т. к. эти единицы были признаны более удобными для практического использования. В последующем были введены базовые единицы для физических величин в области электричества и оптики.

В 1960 XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла стандарт, который впервые получил название "Международная система единиц (СИ)".

В 1971 IV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу количества вещества (моль). В настоящее время СИ принята в качестве законной системы единиц большинством стран мира и почти всегда используется в области науки (даже в тех странах, которые не приняли СИ).

1901 г. - Инженер итальянский Д. Джорджи предложил систему единиц механических измерений МКС. Данная система, в отличие от системы СГС, связывала механические единицы из системы МКС и электрические единицы из практической абсолютной системы электрических единиц без особых усилий, ввиду того, что единица работы (джоуль) и мощности (ватт) в этих системах совпадали.

1913 г. - Генеральная конференция по мерам и весам поручила Международному комитету мер и весов создать Международную систему единиц на основе МКС.

1954 г. - Х Генеральная конференция по мерам и весам приняла в качестве основных единиц Международной системы единиц: метр, килограмм, секунду, ампер (единица силы тока), градус Кельвина (единица термодинамической температуры), свеча (единица силы света)

1958 г. Международный комитет законодательной метрологии присоединился к решениям Международного комитета мер и весов об установлении Международной системы единиц. Международная организация по стандартизации (ИСО) (см. ISO) и Международная электротехническая комиссии признали Международную систему единиц.

1960 г. - ХI Генеральная конференция по мерам и весам завершила подготовительную работу по введению Международной системы единиц присвоила системе единиц сокращенное название SI (СИ)

И не случайно, что разработкой единиц измерений и их систем занимались самые выдающиеся и проницательные ученые мира. Первым из них следует назвать великого немецкого математика, физика, астронома и топографа К.Гаусса. В 1832 году он опубликовал работу «Напряжение земной магнитной силы, приведенное к абсолютной мере», в которой показал, что, выбрав независимые друг от друга единицы измерений нескольких основных физических величин, можно с помощью физических законов установить единицы измерений всех физических величин, входящих в тот или иной раздел физики. Совокупность единиц, образованных таким путем, получила название «системы единиц», и первой из них стала предложенная Гауссом система СГС, в которой в качестве основных фигурировали единицы длины, массы и времени. Потребности античного мира легко удовлетворялись считанными единицами – угла, длины, веса, времени, площади, объема, скорости. А в наши дни Международная система единиц измерений, помимо семи основных, содержит две дополнительные и около 200 производных, используемых в механике, термодинамике, электромагнетизме, акустике, оптике. Хотя с 1963 года Международная система является предметом законодательных актов во многих странах, среди ученых продолжаются споры о наиболее обоснованном выборе числа и вида основных единиц. В самом деле, почему в свое время Гаусс принял в качестве основных именно три единицы, а, скажем, не пять или одну? Почему их число впоследствии пришлось увеличить до семи? Есть гарантии, что в будущем не придется расширять этот список дальше? Имеется ли строгое обоснование у всех существующих систем, или в основе их лежат не поддающиеся строгому определению соображения удобства пользования? Мысль о том, что для построения всей системы единиц измерений достаточно всего двух величин – длины и времени, – не нова; в 1873 году об этом говорил Дж. Максвелл, а с 1941 года ее пропагандировал и отстаивал английский ученый Б.Браун. В 1965 году опубликовал свою первую работу в этой области известный советский авиаконструктор Р. ди Бартини совместно с кандидатом химических наук П.Кузнецовым.

3. Единицы величин

В Российской Федерации в установленном порядке допускаются к применению единицы величин Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам, рекомендованные Международной организацией законодательной метрологии.

Наименования, обозначения и правила написания единиц величин, а также правила их применения на территории Российской Федерации устанавливает Правительство Российской Федерации, за исключением случаев, предусмотренных актами законодательства Российской Федерации.

Правительством Российской Федерации могут быть допущены к применению наравне с единицами величин Международной системы единиц внесистемные единицы величин.

Характеристики и параметры продукции, поставляемой на экспорт, в том числе средств измерений, могут быть выражены в единицах величин, установленных заказчиком.

3.1 Государственные эталоны единиц величин.

Государственные эталоны единиц величин используются в качестве исходных для воспроизведения и хранения единиц величин с целью передачи их размеров всем средствам измерений данных величин на территории Российской Федерации.

Государственные эталоны единиц величин являются исключительной федеральной собственностью, подлежат утверждению Госстандартом России и находятся в его ведении.

3.2 Основные единицы.

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

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

• Единица массы – килограмм – масса, равная массе международного прототипа килограмма

• 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;

• 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;

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

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

• 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

3.3 Производные единицы.

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), магнитная индукция (тесла), индуктивность (генри), электрическая проводимость (Сименс), Радиоактивность (Беккерель), поглощённая доза ионизирующего излучения (грей), эффективная доза ионизирующего излучения (зиверт), активность катализатора (катал).

3.4 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.

3.5 Кратные и дольные единицы.

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных множителей и приставок СИ, присоединяемых к названию или обозначению единицы.

В связи с тем, что наименование единицы массы килограмм содержит приставку "кило", для образования кратных и дольных единиц массы используют дольную единицу массы грамм (0,001 кг).

Наименование и обозначения следующих единиц не допускается применять с приставками: минута, час, сутки (единицы времени), градус, минута, секунда (единицы плоского угла), астрономическая единица, диоптрия и атомная единица массы.

4.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.