Izmeritelnye_preobrazovateli_Mironov

намечается отменить ОСТы, а часть ГОСТов перевести из обязательных в рекомендательные. Преобразования планируется проводить постепенно на протяжении нескольких лет. В течение всего переходного периода действует прежняя система стандартизации.

Кроме перечисленных выше нормативных документов (НД), все большее распространение получают следующие, относительно новые, НД.

1)Межгосударственный стандарт СНГ (обозначается ГОСТ, как и стандарт СССР) – принимается странами СНГ и становится обязательным после утверждения.

2)Гармонизованные стандарты – становятся обязательными после утверждения в качестве национального стандарта, требования которого соответствуют международным или региональным стандартам (обозначаются: ГОСТ

РИСО; ГОСТ Р МЭК и т. д., где ИСО, МЭК и пр. – обозначение соответствующего международного стандарта).

3)Рекомендации межгосударственные (РМГ) – нормативный доку-

мент стран СНГ. Утверждается как рекомендательный или обязательный на территории РФ.

4)Правила (ПР) и рекомендации (Р) – нормативные документы. После утверждения могут иметь обязательный или рекомендательный статус.

Подробнее затронутые вопросы освещены в учебных пособиях [17–19].

Примеры обозначения стандартов приведены в библиографическом списке (см.,

например, [44–54]).

Следует отметить большую значимость для народного хозяйства нормативных документов, без которых фактически невозможно современное производство. Известно, например, шутливое высказывание, что стандарты для промышленности – то же, что воздух для человека. Есть воздух – и человек его не замечает, нет воздуха – и человек задыхается. Аналогично и со стандартами. Есть стандарты – и их не замечают, нет стандартов – и производство замирает.

21

1.4. Международная система единиц

1.4.1. Общие положения

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.

В1948 г. на IX ГКМВ было рассмотрено предложение о принятии Международной практической системы с основными единицами – метром, килограммом, секундой и одной из практических электрических единиц.

В1954 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:

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

2)установить международное сокращенное наименование этой системы

«SI» (от начальных букв Sisteme International);

3)ввести таблицу приставок для образования кратных и дольных еди-

ниц.

Международная система продолжала совершенствоваться и развиваться. Так, была добавлена седьмая основная единица – моль (единица измерения ко-

личества вещества). Кроме того, наименование «градус Кельвина» было заме-

22

нено наименованием «кельвин» и дало новое определение единице измерения времени (секунде).

Врусской 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], введенный 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

ине используются результаты измерений конкретных физических величин, а также на единицы величин, оцениваемых по условным шкалам (например, шкалы твердости Роквелла и Виккерса, светочувствительности фотоматериалов

идр.).

Внастоящее время Международную систему составляют следующие единицы величин:

1) семь основных (табл. 1.1);

2) производные единицы (табл. 1.2–1.4);

3) двадцать абсолютных и десять относительных внесистемных единиц, допускаемых к применению наравне с единицами СИ (табл. 1.5; 1.6);

4) восемь внесистемных единиц, временно допускаемых к применению

(табл. 1.7).

1.4.2. Основные единицы

Основные единицы Международной системы СИ приведены в табл. 1.1.

23

Таблица 1.1

Основные единицы СИ

Единица

Величина

Наиме-

Раз-

Наимено-

Обозначение

мер-

междуна-

рус-

Определение

нование

вание

ность

родное

ское

1

2

3

4

5

6

Метр есть длина пути, проходимого светом в

Длина

L

метр

m

м

вакууме за интервал времени 1/299 792 458 s

[XVII ГКМВ (1983 г.), Резолюция 1]

Килограмм есть единица массы, равная

Масса

M

килограмм

kg

кг

массе международного прототипа кило-

грамма [I ГКМВ (1889 г.)

и III

ГКМВ

(1901 г.)]

Секунда

есть

время, равное

9 192 631 770

периодам

излучения,

соответствующего

Время

T

секунда

s

с

переходу между двумя сверхтонкими уров-

нями основного состояния атома цезия-133

[XIII ГКМВ (1967 г.), Резолюция I]

Ампер есть сила неизменяющегося тока,

который при прохождении по двум парал-

Электри-

лельным

прямолинейным

проводникам

бесконечной

длины

и

ничтожно

малой

ческий

площади

кругового поперечного сечения,

ток (сила

I

ампер

A

А

расположенным в вакууме на расстоянии

электри-

1 m один от другого, вызвал бы на каждом

ческого

участке проводника длиной 1 m силу взаи-

тока)

модействия,

равную

2·10-7 N

[МКМВ

(1946 г.),

Резолюция

2,

одобренная IX

ГКМВ (1948 г.)]

Термоди-

Кельвин есть единица термодинамической

намичес-

Θ

кельвин

K

К

температуры, равная 1/273,16 части термо-

кая тем-

динамической температуры тройной точки

пература

воды [XIII ГКМВ (1967 г.), Резолюция 4]

24

Продолжение таблицы 1.1

							Моль есть количество вещества системы,
							содержащей столько же структурных эле-
							ментов, сколько содержится атомов в угле-
	Коли-						роде-12 массой 0,012 kg. При применении
							моля структурные элементы должны быть
	чество	N	моль	mol		моль
	вещества						специфицированы и могут быть атомами,
							молекулами, ионами, электронами и други-
							ми частицам или специфицированными
							группами частиц [XIV ГКМВ (1971 г.), Ре-
							золюция 3]
							Кандела есть сила света в заданном направ-
							лении источника, испускающего монохро-
	Сила	J	кандела	cd		кд	матическое излучение частотой 540·1012 Hz,
	света						энергетическая сила света которого в этом
							направлении составляет1/683 W/sr [XVI
							ГКМВ(1979 г.), Резолюция 3]
					Примечания

1.Кроме термодинамической температуры (обозначение Т), допускается применять также температуру Цельсия (обозначение t), определяемую выражением t = T–T0, где T0 = 273,15 К. Термодинамическую температуру выражают в кельвинах, температуру Цельсия – в градусах Цельсия. По размеру градус Цельсия равен кельвину. Градус Цельсия – это специальное наименование, используемое в данном случае вместо наименования «кельвин».

2.Интервал или разность термодинамических температур выражают в кельвинах. Интервал или разность температур Цельсия допускается выражать как в кельвинах, так и в градусах Цельсия.

Обозначение Международной практической температуры в Международной температурной шкале 1990 г., если ее необходимо отличить от термодинамической температуры, образуют путем добавления к обозначению термодинамической температуры индекса «90» (например,

Т90 или t90) [3].

1.4.3. Производные единицы

Примеры производных единиц СИ, образованных с использованием основных единиц СИ, приведены в табл. 1.2. Примеры производных единиц СИ, имеющих специальное название, приведены в табл. 1.3 и 1.4.

25

Таблица 1.2

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

№

Измеряемая вели-

Единица

Обозначение

п/п

чина

Наименование

международное

русское

m2

1

Площадь

квадратный метр

м2

m/s

2

Скорость

метр в секунду

м/с

m/s2

3

Ускорение

метр на секунду в квадрате

м/с2

kg/m3

4

Плотность

килограмм на кубический метр

кг/м3

5

Плотность

ампер на квадратный метр

A/m2

А/м2

электрического тока

6

Напряженность

ампер на метр

A/m

А/м

магнитного поля

7

Молярная концен-

моль на кубический метр

mol/m3

моль/м3

трация компонента

cd/m2

8

Яркость

кандела на квадратный метр

кд/м2

Таблица 1.3

Примеры производных единиц СИ, имеющих специальные наименования

№

Измеряемая

Единица

Выражение че-

Обозначение

рез основные

п/п

величина

Наименование

единицы СИ

международное

русское

1

Частота

герц

Hz

Гц

s-1

2

Сила, вес

ньютон

N

Н

m·kg·s2

3

Давление

паскаль

Pa

Па

m-1·kg·s2

4

Количество

кулон

C

Кл

s·A

электричества

5

Электрическое

вольт

V

В

m2·kg·s-3·A-1

напряжение

6

Электрическая

фарад

F

Ф

m-2·kg-1·s4·A2

емкость

7

Электрическое

ом

Ω

Ом

m2·kg·s-3·A-2

сопротивление

26

	Продолжение таблицы 1.3
	8	Индуктивность		генри		H		Гн		m2·kg·s-2·A-2
	9	Плоский угол		радиан		rad		pад		m·m-1=1
	10	Телесный угол		стерадиан		sr		cр		m2·m-2=1
										Таблица 1.4
		Примеры производных единиц СИ, наименования которых образованы
		с использованием наименований, приведенных в табл. 1.3
						Единица				Выражение
	№	Измеряемая								через основ-
						Обозначение
	п/п	величина		Наименование						ные едини-
						международное		русское
										цы СИ
	1	Момент силы		ньютон-метр		N·m		Н·м		m2·kg·s-2
	2	Динамическая		паскаль-		Pa·s		Па·с		m-1·kg·s-1
		вязкость		секунда
	3	Плотность заряда		кулон на куби-		C/m3		Кл/м3		m-3·s·A
		(пространственная)		ческий метр
	4	Электрическое		кулон на ква-		C/m2		Кл/м2		m-2·s·A
		смещение		дратный метр
	5	Напряженность		вольт на метр		V/m		В/м		m·kg·s-3·A-1
		электрического поля
	6	Диэлектрическая		фарад на метр		F/m		Ф/м		m-3·kg-1·s4·A-2
		проницаемость
	7	Магнитная		генри на метр		H/m		Гн/м		m·kg·s-2·A-2
		проницаемость

1.4.4. Внесистемные единицы

Внесистемные единицы, постоянно допускаемые к применению наравне с единицами СИ, приведены в табл. 1.5 и 1.6

27

							Таблица 1.5
		Абсолютные внесистемные единицы, постоянно допускаемые к применению
			наравне с единицами СИ
					Единица
		Наименование
	№			Обозначение
		измеряемой	Наименование			Соотношение с	Область
	п/п			междуна-
		величины	единицы		русское	единицей СИ	применения
				родное
						1·103 kg
			тонна	T	Т		Все области
	1	Масса
			атомная	U	а.е.м.	1,660502·10-27 kg	Атомная
			единица массы				физика
						60 s
			минута	Min	мин
	2	Время				3600 s	Все области
			час	H	ч
						86400 s
			сутки	D	сут
						(π/180) rad
			градус	...˚	...˚
						(π/10800) rad
			минута	...'	...'		Все области
	3	Плоский угол	секунда	..."	...	(π/648000) rad
					"
						(π/200) rad
			град (гон)	Доп	град		Геодезия
	4	Объем,	литр	L	л	1·10-3 m3	Все области
		вместимость
			астрономиче-	Ua	а.е.	1,49598·1011 m
			ская единица
	5	Длина					Астрономия
						9,4605·1015 m
			световой год	Ly	св.год
						3,0857·1016 m
			парсек	Pc	пк
	6	Оптическая	диоптрия	-	дптр	1 m-1	Оптика
		сила
	7	Площадь	гектар	Ha	га	1·104 m2	Сельское хо-
							зяйство
						1,60218·10-19 j
			электрон-вольт	eV	эВ		Физика
	8	Энергия					Для счетчиков
			киловатт-час	kW·h	кВт·ч	3,6·106 j	электриче-
							ской энергии
	9	Полная мощ-	вольт-ампер	V·A	В·А		Электротех-
		ность					ника
				28

Продолжение таблицы 1.5.
10	Реактивная	вар	Vaz	вар		Электротех-
	мощность					ника
	Электриче-
11	ский заряд; ко-	ампер-час	A·h	А·ч	3,6·103 C	Электротех-
	личество элек-					ника
	тричества

Примечания

1.Наименования и обозначения единиц времени (минута, час, сутки), плоского угла (градус, минута, секунда), астрономической единицы, диоптрии и атомной единицы массы не допускается применять с приставками.

2.Допускается также применять другие единицы времени, получившие широкое распространение, например неделя, месяц, год, век, тысячелетие.

3.Обозначения единиц плоского угла пишут над строкой.

4.Единицу объема «литр» не рекомендуется применять при точных измерениях (например, вместо 1l следует применять 1·10-3 m3 = 1 дм3). При возможности смещения обозначения «l» («эль») с цифрой «1» допускается использовать обозначение «L».

29

Таблица 1.6

Внесистемные относительные и логарифмические величины и их единицы,

постоянно допускаемые к применению наравне с единицами СИ

№

Наименование измеряемой

Наимено-

Обозначение

междуна-

Значение

п/п

величины

вание

русское

единицы

родное

Относительная

величина;

единица

1

1

1

КПД; относительное удлине-

процент

%

%

1·10-2

ние; относительная плот-

1

ность;

деформация; относи-

промилле

‰

‰

1·10-3

тельная

диэлектрическая

и

магнитная

проницаемости;

миллион-

ppm

млн-1

1·10-6

магнитная

восприимчивость

ная доля

и т. п.

1 B = lg(P2/P1)

при P2 = 10P1

Логарифмическая

величина;

1 B

= 2lg(F2/F1) при

бел

B

Б

F2=

10 F1, где P1, P2 –

2

уровень звукового давления;

мощность, энергия и

усиление; ослабление и т. п.

т. п.; F1, F2 – напряже-

ние, сила тока и т. п.

децибел

dB

дБ

0,1 B

1 фон равен

уровню

громкости звука, для

которого уровень зву-

3

Логарифмическая

величина;

фон

phon

фон

кового давления рав-

уровень громкости

ногромкого с ним зву-

ка

частотой

1000 Hz

равен 1dB (1phon =

1dB при f = 1000 Hz)

4

Логарифмическая

величина;

октава

–

окт

1

октава

равна

частотный интервал

log2(f2/f1) при (f2/f1) = 2

30