Международная система единиц измерения (СИ)

Домашняя работа №1

По предмету

"Метрология, стандартизация и сертификация"

Екатеринбург

2012

Домашнее задание № 1

1.1. Международная система единиц измерения (СИ). Перечислить основные единицы и привести их определения по ГОСТ 8.417 – 2002. Дать примеры производных единиц, а также внесистемных единиц постоянно и временно допускаемых к применению наравне с единицами СИ. Привести единицы количества информации, дольные и кратные десятичные приставки, используемые с единицами СИ. Привести примеры целых единиц измерения, а также примеры единиц измерения с дольными и кратными приставками.

Международная система единиц измерения (СИ)

Унификация единиц измерений, получившая с созданием метрической системы мощный импульс, в дальнейшем сменилась появлением и распространением многочисленных и разнообразных систем единиц. В начале XX века насчитывалось едва ли не два десятка различных систем единиц. Назовем некоторые из этих систем: СГС (сантиметр – грамм – секунда), электромагнитная система СГСМ, электростатическая система СГСЭ, практическая система МКС (метр – килограмм – секунда), система МКСА (метр – килограмм – секунда – ампер) и т.д. Проблема унификации единиц снова стала актуальной.

Вопрос о создании единой Международной системы единиц впервые был поднят еще в 1913 г. на V Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ), но практические работы в этой области начались лишь в середине XX века.

В 1948 г. на IX ГКМВ было рассмотрено предложение о принятии Международной практической системы с основными единицами – метром, килограммом, секундой и одной из практических электрических единиц.

В 1954 г. на X ГКМВ было решено, что международная система должна быть универсальна, т.е. охватывать все области измерений, и в качестве ее основных единиц следует принять метр, килограмм, секунду, ампер, градус Кельвина и свечу (канделу).

Наконец, в 1960 г. XI ГКМВ приняла решение:

· присвоить системе, основанной на шести основных единицах, наименование «Международная система единиц»;

· установить международное сокращенное наименование этой системы «SI» (от начальных букв Sisteme International);

· ввести таблицу приставок для образования кратных и дольных единиц.

Международная система продолжала совершенствоваться и развиваться. Так, была добавлена седьмая основная единица – моль (единица измерения количества вещества). Кроме того, наименование «градус кельвина» было заменено наименованием «кельвин» и дано новое определение единице измерения времени (секунде).

В русской транскрипции Международная система единиц сокращенно называется СИ. В Советском Союзе (СССР) Международная система единиц введена как обязательная с 1 января 1982 г., и с этой же даты действовал ГОСТ 8.417-81.ГСИ. Единицы физических величин, замененный в настоящее время на ГОСТ 8.417-2002 [49], введённый в действие с 1 сентября 2003 г.

Единицы СИ должны применяться во всей вновь разрабатываемой технической документации и в публикациях, а также в учебных процессах всех учебных заведений, в учебниках и в учебных пособиях. Оговорено применение и некоторых единиц, не входящих в СИ.

Стандарт не распространяется на единицы, применяемые в научных исследованиях и при публикациях их результатов, если в них не рассматриваются и не используются результаты измерений конкретных физических величин, а также на единицы величин, оцениваемых по условным шкалам (например, шкалы твердости Роквелла и Виккерса, светочувствительности фотоматериалов и др.).

В настоящее время Международную систему составляют следующие единицы величин:

· семь основных;

· производные единицы;

· двадцать абсолютных и десять относительных внесистемных единиц, допускаемых к применению наравне с единицами СИ;

· восемь внесистемных единиц, временно допускаемых к применению.

Основные единицы:

· Единица длины - метр:

Метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 с;

· Единица массы - килограмм:

Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма;

· Единица времени - секунда:

Секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133;

· Единица силы электрического тока - ампер:

Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1m один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 m силу взаимодействия, равную 2∙10^-7 N;

· Единица термодинамической температуры - кельвин:

Кельвин есть единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды;

· Единица количества вещества - моль:

Моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 kg. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицам или специфицированными группами частиц;

· Единица силы света - кандела:

Кандела есть сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540∙10¹² Hz, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет1/683 W/sr.

Примеры производных единиц СИ, наименования которых образованы из наименований основных единиц:

· Площадь - квадратный метр(м²);

· Скорость - метр в секунду(м/с);

· Ускорение - метр на секунду в квадрате(м/с²);

· Плотность - килограмм на кубический метр(кг/м³);

· Напряженность - ампер на метр(А/м);

· Молярная концентрация - моль на кубический метр(моль/м³);

· Яркость - кандела на квадратный метр(кд/м²) .

Примеры производных единиц СИ, имеющих специальные наименования:

· Частота - герц(Гц);

· Сила, вес - ньютон(Н);

· Давление - паскаль(Па);

· Количество электричества - кулон(Кл);

· Плоский угол - радиан(рад) и др.

Внесистемные единицы, постоянно допускаемые к применению наравне с единицами СИ:

· Масса - тонна(1 т = 1∙10³ кг ) и атомная единица массы (1 а.е.м. = 1,660502∙10^-27кг);

· Время - минута(1 мин = 60 с), час(1ч = 3600с), сутки(1 сут = 86400с);

· Объем - литр(1 л = 1∙10^-3 м³);

· Полная мощность - вольт-ампер (В∙А) и др.

Внесистемные единицы, временно допускаемые к применению наравне с единицами СИ:

· Длина - морская миля(1 миля = 1852 кг);

· Масса - карат(1 кар = 2∙10^-4 кг);

· Скорость - узел(1 уз = 0,514 м/с);

· Давление - бар(1 бар = 1∙10⁵ Па) и др.

Стандарт 8.417 – 2002 содержит справочные приложения, в которые вошли единицы величин, нашедшие широкое применение, но не в полной мере отвечающие требованиям международной системе единиц СИ. Одними из таких величин являются единицы количества информации:

· Единица информации в двоичной системе счисления (двоичная единица информации) - 1 бит;

· 1Б(Байт) = 8 Бит.