История создания Метрической системы

МЕТРОЛОГИЯ

Метрология – это не только наука об измерениях, это еще вспомогательная историческая дисциплина, которая изучает историю сложения систем мер.

Метрология изучает широкий  круг вопросов, связанных с разным родом проблем и задач. В них входят: общая теория измерений, единицы физических  величин и системы этих величин, методы и средства их измерений, методы помогающие определять точность измерений, основы обеспечения единств измерений и единообразия средств измерений, эталоны и образцовые средства измерений, технологии передачи величин единиц от эталонных к рабочим средствам измерения. Важное значение имеет исследование метрологических характеристик СИ, которые влияют на вывод при окончании подсчётов и на погрешности измерений.

Метод измерений – это сумма способов использования принципов и СИ. Все существующие методы измерения представляются вариациями одного основного метода – метода сравнения с мерой, в этом методе измеряемый размер сличают с размером, воспроизводимым мерой (однозначной или многозначной). Бывают такие виды данного метода: метод непосредственной оценки, (значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству многозначной меры, на которую непосредственно действует сигнал измерительной информации, например, измерение электрического напряжения вольтметром); метод противопоставления (измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения – компаратор, например – равноплечие весы). дифференциальный метод (сравнение меры длины с образцовой на компараторе) нулевой метод (результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения равен нулю) метод замещения – измеряемую величину заменяют известной величиной, воспроизводимой мерой (взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну чашу весов) метод совпадений – разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадение меток шкал или периодических сигналов (измерение длины при помощи штангенциркуля с нониусом)

Единица физической величины - физическая величина (ФВ) фиксированного размера, которой условно присвоено значение, равное единице, и которую применяют для выражения количества однородных физических величин. Бывают основные, производные, кратные, дольные, когерентные, системные, внесистемные единицы. Производная единица – единица производной ФВ совокупности единиц, которая образована с учётом уравнения, связывающим ее с основными единицами или с основными и установленными производными. Производная единица называется когерентной, если в данном выражении числовой коэффициент равен единице.

Погрешности измерений – отклонения результатов измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешности неизбежны, выявить истинное значение невозможно.

По числовой форме представления

• Абсолютная погрешность  
  (А=Ад-Аизм (действит. минус измерянное)
• Относительные погрешности
• Относительная действительная
• Относительная измерянная
• Относительная приведенная
• Amax – максимальное значение шкалы прибора

По характеру проявления

• Систематические (могут быть исключены из результатов)
• Случайные
• Грубые или промахи (как правило, не включаются в результаты изм)

Классификация погрешностей в зависимости от эксплуатации приборов

Основная – это погрешность СИ при нормальных условиях. Дополнительная погрешность – это составляющая погрешности СИ, дополнительно возникающая из-за отклонения какой-либо из влияющих величин или неинформативных параметров от нормативного значения или выхода за пределы нормальной области значений. Дополнительных погрешностей столько, сколько функций влияния или неинформативных параметров.

Классификация средств измерений:

СИ классифицируются по большому количеству разных параметров и признаков, взаимно независимых в большинстве случаев, и в каждом СИ могут присутствовать практически во всех возможных сочетаниях. 
Основные критерии:

• Принцип действия
• Способ образования показаний
• Способ получения числового значения измеряемой величины
• Точность
• Условия применения
• Степень защиты от внешних магнитных и электрических полей
• Устойчивость против механических воздействий и перегрузок
• Стабильность
• Чувствительность
• Пределы и диапазоны измерений

В систему единиц веса в начале XX века входили также: 
1 берковец = 10 пудам = 163,80496 кг.;  
1 пуд = 40 фунтам = 16,3005 кг.; 
1 фунт = 32 лотам = 409,51241 г.; 
1 лот = 3 золотникам = 12,797 г.;

[2]; [3]; [4]

МЕРЫ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ И  ДРУГИХ СТРАН

Кроме таких мер как ярд, фут, шток, дюйм, англичане используют и  своеобразные денежные системы: фунтами  стерлингов, шиллингами и пенсами. От подобных денежных систем отказались все государства мира, но единицы  физических величин все еще используются в англоязычных странах. Английские меры длины представлены в виде: 1 ярд = 3 футам; 1 фут = 12 дюймам; 1 миля = 5280 футам = 1760 ярдам.

Единицы объема – 1 галлон = 4 квартам = 231 кубическому дюйму, а веса – 1 фунт = 16 унциям; 1 топка = 200 фунтам. Англичане и американцы пользуясь этими мерами, давно пришли к выводу, что их система неудобна и начали внедрять десятичную систему.

Петр I был первым, попытавшимся объединить русскую и английскую системы мер. По его указу аршин уравновесили с 28 английскими дюймами, так чтобы сажень был соответственно равен семи английским футам. Русская сажень до “подгонки “ ее под английские футы равнялась 216 см., и после уточнилась до 213,36 см., что и показывает подлинная линейка царя Петра I. Попытка объединения долго обдумывалась учеными и лишь в 1835 г. Указ наконец-то определил: “Основанием российской линейной меры оставить навсегда сажень в семи настоящих английских футах с разделением на три аршина, каждый на 28 дюймов или 16 вершков”.

Фунт и дюйм, которыми пользовались в России соответствуют английским мерам. Поэтому, применялись системы мер, выражающиеся не целыми числами. Вот например: 1 фут = 66/7 вершка, или один вершок = 13/4 дюйма. Естественно, такие подсчёты были не самыми удобными. Неудобства остались, в том числе при переходе нашей страны к Метрической системе мер. В англоязычных странах метрическую систему мер официально признали в 1879 году, а полный переход на неё не завершен до сих пор, национальные меры не сдаются, играет большую роль привычка граждан и пассивность правительства таких стран.

[2]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ССЫЛКИ

¹Кило... (франц. kilo..., от греч. chilioi - тысяча), приставка для образования наименований кратных единиц, по размеру равных 1000 исходных единиц.

²Гекто... (от греч. hekaton - сто), приставка для образования наименований кратных единиц, по величине равных 100 исходным единицам.

³Дека (нем. Decke), часть корпуса некоторых струнных инструментов, служащая усилителем и излучателем звука.

⁴Деци... (от лат. decern - десять), приставка к наименованию единицы физической величины: служит для образования наименования дольной единицы, равной 1/10 от исходной.

⁵Санти... (от франц. cent, лат. centum - сто), приставка для образования наименований дольных единиц, по размеру равных 1/1000 исходных единиц.

⁶Милли... (от лат. mille - тысяча), приставка для образования наименований дольных единиц, по размеру равных 1/1000 исходных единиц.

⁷Борда (Borda) Жан Шарль (4.5.1733, Дакс, - 19.2.1799, Париж), французский физик и геодезист. Член Парижской АН. Служил офицером в армии, затем на флоте.

⁸Кондорсе (Condorcet) Мари Жан Антуан Никола (17.9.1743, Рибмон, - 29.3.1794, Бур-ла-Рен), маркиз, французский философ-просветитель, математик, социолог, политический деятель.

⁹Лаплас (Laplace) Пьер Симон (23.3.1749, Бомон-ан-Ож, Нормандия, - 5.3.1827, Париж), французский астроном, математик и физик, член Парижской АН (1785, адъюнкт с 1773), член Французской академии (1816)

¹⁰Монж (Monge) Гаспар (10.5.1746, Бон, Кот-д'Ор, - 28.7.1818, Париж), французский математик и общественный деятель, член Парижской АН (1780). Профессор Мезьерской военно-инженерной школы (с 1768)

¹¹Менделеев Дмитрий Иванович [27.1(8.2).1834, Тобольск, - 20.1(2.2).1907, Петербург], русский химик, открывший периодический закон химических элементов, разносторонний учёный, педагог и общественный деятель.

¹²Международная система единиц (Systeme International d 'Unitees), система единиц физических величин, принятая 11-й Генеральной конференцией по мерам и весам (1960). Сокращённое обозначение системы – SI(СИ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

[1] «Большая Советская энциклопедия», под ред. академика  Александра Михайловича Прохорова, изд. «Большие Советские Энциклопедии», г.Москва, 3800 авторских листов текста.  

Большая Советская Энциклопедия: http://sovencyclopedia.ru/?aid=46893

[2] Широков К.П., научные статьи, опираясь на литературу:«Единицы физических величин», Бурдун Г. Д., 4 изд., Москва., 1967г. ; и Маликов С. Ф., Тюрин Н. И., Введение в метрологию, 2 изд., М., 1966

История измерений: http://www.kipstory.ru/

[3] «Справочник по Международной системе единиц», Бурдун Г. Д., Букинистическое издание, изд. «Государственное издательство стандартов», Москва, 1971г. 232 стр.

[4] «50-летие метрической системы в СССР», Широков К. П., "Измерительная техника", Москва, 1968,изд. № 9