
ГЛАВА 1
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ
1.1. Сущность и основные характеристики измерений
С различными измерениями человек сталкивается всю жизнь с
момента своего рождения, осуществляя их самостоятельно или на-
блюдая за выполнением измерений. Достаточно вспомнить, как час-
то приходится использовать стеклянные термометры, линейки, весы
и т. д.
Всем известно понятие «мерить» («измерять»). Под ним в быту
понимают определенную операцию, которая без труда выполняется с
помощью названных приборов. В настоящее время простейшие из-
мерения осуществляются уже учениками младших классов школы.
Наряду с этим современные фундаментальные научные исследова-
ния требуют проведения сложнейших измерений, постановку и вы-
полнение которых осуществляют целые научные организации, рас-
полагающие специалистами высшей квалификации. В то же время
общей для указанных и всех других измерений является осуществляе-
мая при каждом измерении экспериментальная операция, состоящая
в сравнении измеряемой физической величины с одноименной вели-
чиной, принятой за единицу. Целью такого сравнения является опре-
деление количественной оценки (значения) измеряемой величины в
виде определенного числа принятых для нее единиц. За внешней про-
стотой указанной экспериментальной операции скрываются глубо-
кие философские концепции, связанные с материалистическими
представлениями о познаваемости явлений природы.
Измерения осуществляют специальными техническими средст-
вами, различными по сложности конструкции и принципам дейст-
вия. Указанные технические средства называют измерительными уст-
ройствами, установками или системами (см. гл. 2).
Совокупность технических средств, служащих для выполнения
измерений, методов и приемов проведения измерений и интерпрета-
ции их результатов, принято определять понятием измерительная
техника.
100
Теоретической основой измерительной техники является метро-
логия (греч. metron — мера и logos
—
учение, понятие) — наука об из-
мерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах
достижения требуемой точности. Как следует из определения, пред-
метом метрологии помимо самих измерений является обеспечение их
единства и требуемой точности. При этом под единством измерений
понимают такое состояние измерений, при котором их результаты
выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений из-
вестны с заданной вероятностью.
Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было со-
поставлять результаты измерений, выполненных различными изме-
рительными устройствами в разных местах и в разное время, причем
сохранение единства измерений является важным как внутри страны,
так и во взаимоотношениях между странами.
Ниже рассматривается ряд относящихся к измерениям понятий,
используемых в настоящее время в метрологии и измерительной тех-
нике.
Физическая величина — одно из свойств физического объекта (фи-
зической системы, явления или процесса), общее в качественном от-
ношении для многих физических объектов, но в количественном от-
ношении индивидуальное для каждого из них.
Индивидуальность в количественном отношении понимают в том
смысле, что свойство может быть присуще одному объекту в опреде-
ленное число раз больше или меньше, чем другому.
Размер физической величины — количественная определенность
физической величины, присущая конкретному, материальному объ-
екту, системе, явлению или процессу. Размером физической величи-
ны количественно определяется содержание в данном объекте свой-
ства, соответствующего понятию «физическая величина». Из приве-
денного определения следует, что понятие «размер» служит для ото-
бражения объективно существующего количественного различия
между физическими объектами по рассматриваемому свойству.
Окружающие человека объекты способны вызывать те или иные
ощущенГкЯ в его органах чувств. Объекты обычно сопоставляются че-
ловеком по размерам однородных свойств, при этом человек исполь-
зует одну из форм своего мышления — сравнение. В результате фор-
мируются заключения о сравниваемых объектах: длиннее или короче,
тяжелее или легче, теплее или холоднее и т. п. Общим для этих и по-
добных заключений является признак «больше — меньше». Возмож-
ность классификации физических величин по данному признаку яв-
ляется фундаментальной предпосылкой реализуемости любого изме-
рения.
7