Лекція 3. Класифікація і основні характеристики екоаналітичних засобів (2 год)

1. Основні відомості про одиниці фізичних величин

Людина у своєму прагненні пізнати фізичні об’єкти виділяє деяку відокремлену кількість властивостей, загальних у якісному відношенні для ряду об’єктів, але індивідуальних для кожного з них в кількісному відношенні. Такі властивості отримали назву фізичних величин. Фізичні величини розрізняють як в якісному, так і в кількісному відношенні.

Якісна сторона – визначає «вид» величини, наприклад довжина, маса вологість, тиск тощо, а кількісна її розмір.

Таким чином, фізична величина – властивість, спільна в якісному відношенні для багатьох фізичних об’єктів і індивідуальна в кількісному відношенні для кожного з них.

Фізичні величини, як і обєкти яким вони притаманні існують в часі і просторі. Тому їх розміри у векторних величинах є функціями часу і координат простору. Якщо розміри величин не змінюються, то вони звуться сталими, якщо змінюються, то – змінними величинами.

Значення фізичної величини – це кількісна ознака вимірюваної величини повинна бути числом іменованим, а не просто числом. Результат вимірювання повинен бути відображений у визначених одиницях прийнятних для даної величини.

Історично склалося так, що розвиток різноманітних галузей науки і техніки призвів до появи багатьох систем одиниць фізичних величин та великого числа позасистемних одиниць, але в міру розвитку метрології було встановлено, що доцільним є такий вибір одиниць, при якому одиниці деяких розмірів установлюють довільно, незалежно один від одного – такі одиниці називають основними, а одиниці інших розмірів  виражають через основні – називають похідними.

Сукупність основних та похідних фізичних величин називають системою одиниць фізичних величин (метр, кілограм, секунда, ампер, кельвін, кандела, моль).

Одиниці величин, які не належать ні до основних, ні до похідних – називаються додатковими. Одиниці, що не входять у систему одиниць фізичних величин називаються позасистемними (літр, калорія тощо).

Одиницю, що в ціле число разів більша системної або позасистемної одиниці, називають кратною (км, хвилина. тощо). А та що менша в ціле число разів – частковою (мм, мілісекунда тощо).

В 1960 р. ХІ Генеральною конференцією з мір та ваг була прийнята єдина універсальна Міжнародна система одиниць – СІ.

Вона побудована на семи основних та 2-х додаткових одиницях

До основних одиниць СІ відносять:

Метр – дорівнює шляху, який проходить у вакуумі світло за 299792458 с^-1.

Кілограм – це одиниця маси та дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма

Секунда – дорівнює 9192631770 періодам випромінювання, яке відповідає переходу між двома рівнями основного стану атома Цезію-133.

Ампер – дорівнює сил незмінного струму, який під час проходження по двох безмежно довгих паралельних прямолінійних провідниках, розташованих у вакуумі на відстані 1 м один від одного, викликав би на кожній ділянці провідника довжиною 1 м силу взаємодії,

яка дорівнює 2*10^-7 Н.

Кельвін – одиниця термодинамічної температури. Дорівнює 273,16^-1 частині термодинамічної температури потрійної точки води.   (0 ^оК = -273,15 ^оС ).

Кандела – сила світла у напрямі джерела, визначається прийняттям фіксованого числового значення сили світла монохроматичного випромінювання частоти 540×10¹²Гц, енергетична сила якого при цьому становить 683 Вт/см.

Моль – це така кількість речовини, яка містить стільки частинок (атомів, молекул, йонів та ін.), скільки міститься атомів у нукліді  Карбону -12  масою 0,012 кг (12 г). Експериментально доведено, що 1 моль речовини містить 6,02•1023 (скорочено 6•1023) частинок (атомів, молекул, йонів та ін.). Це число на честь італійського вченого називається числом Авогадро.

Додаткові одиниці СІ:

Радіан – дорівнює куту між двома радіусами кола, довжина дуги між якими дорівнює радіусу.

Стерадіан – дорівнює тілесному куту з вершиною у центрі сфери.

Одним із головних напрямків метрології є передача розміру одиниці ФВ від зразка іншим засобам вимірювання з найменшою втратою точності. Така передача може бути забезпечена тільки при наявності перевірочної схеми, під якою розуміється затверджений в установленому порядку документ, що встановлює засоби, методи і точність передачі розміру одиниці від еталона до робочих засобів вимірювання.

Еталоном називають засіб вимірювання, або комплекс засобів вимірювань, що забезпечує відтворення та зберігання одиниці міри з метою передачі її розміру нижчестоящим за перевірковою схемою засобам вимірювання, виконаним за особливими вимогами та офіційно затвердженим в установленому порядку в якості еталона.

Еталони для посередніх вимірювань ФВ не застосовуються, а використовуються для передачі розміру одиниць іншим засобам вимірювань.

За точністю відтворення розмірів одиниць і за службовим призначенням еталони поділяються на первинні, вторинні, державні тощо.

Первинним називають еталон, якій забезпечує відтворення розміру ФВ з найвищою в державі точністю.

Вторинним - називають еталон, що відтворює розмір одиниці ФВ за первинним та періодично звіряється з ним.

Державний еталон це офіційно затверджений первинний еталон у якості вихідного для держави.

Еталон-копія - це вторинний еталон, який призначається для передачі розміру одиниці ФВ робочим еталоном.

Робочий еталон – еталон, призначений для передачі розміру ФВ засобам вимірювання.

Еталон передавання це вторинний еталон, що призначається для взаємного порівняння еталонів, які за тих чи інших обставин не можуть бути звірені безпосередньо.