Jika saya ingin membaca, saya belum melakukannya
mengetahui huruf-hurufnya, ini tidak masuk akal.
Begitu pula jika saya ingin menilai
tentang fenomena alam, tanpa memiliki apapun
gagasan tentang permulaan segala sesuatu, ini
itu sama saja tidak masuk akal.
M.V.Lomonosov
Lihatlah sekelilingmu. Betapa beragamnya benda di sekitar Anda: manusia, hewan, pohon. Ini adalah TV, mobil, apel, batu, bola lampu, pensil, dll. Tidak mungkin untuk membuat daftar semuanya. Dalam fisika benda apa pun disebut tubuh fisik.
Beras. 6
Apa perbedaan tubuh fisik? Banyak orang. Misalnya, mereka dapat memiliki volume dan bentuk yang berbeda. Mereka dapat terdiri dari berbagai zat. Sendok perak dan emas (Gbr. 6) memiliki volume dan bentuk yang sama. Tapi mereka terdiri dari zat yang berbeda: perak dan emas. Kubus dan bola kayu (Gbr. 7) memiliki volume dan bentuk yang berbeda. Ini adalah benda fisik yang berbeda, tetapi terbuat dari bahan yang sama - kayu.
Beras. 7
Selain tubuh fisik, ada juga bidang fisik. Bidang ada secara independen dari kita. Mereka tidak selalu dapat dideteksi menggunakan indera manusia. Misalnya medan di sekitar magnet (Gbr. 8), medan di sekitar benda bermuatan (Gbr. 9). Tapi mereka mudah dideteksi menggunakan instrumen.
Beras. 8
Beras. 9
Berbagai perubahan dapat terjadi pada tubuh dan bidang fisik. Sendok yang dicelupkan ke dalam teh panas menjadi panas. Air di genangan air menguap dan membeku pada hari yang dingin. Lampu (Gbr. 10) memancarkan cahaya, gadis dan anjing itu berlari (bergerak) (Gbr. 11). Magnet menjadi mengalami kerusakan magnet dan medan magnetnya melemah. Pemanasan, penguapan, pembekuan, radiasi, pergerakan, demagnetisasi, dll. - semua ini perubahan yang terjadi pada benda dan bidang fisik disebut fenomena fisika.
Beras. 10
Dengan mempelajari fisika, Anda akan mengenal banyak fenomena fisika.
Beras. sebelas
Besaran fisika diperkenalkan untuk menggambarkan sifat-sifat benda fisik dan fenomena fisika. Misalnya, Anda dapat mendeskripsikan sifat-sifat bola dan kubus kayu menggunakan besaran fisis seperti volume dan massa. Fenomena fisik - gerakan (seorang gadis, mobil, dll.) - dapat dijelaskan dengan mengetahui besaran fisika seperti jalur, kecepatan, periode waktu. Perhatikan tanda utama suatu besaran fisis: dapat diukur dengan menggunakan instrumen atau dihitung dengan menggunakan rumus. Volume suatu benda dapat diukur dengan gelas kimia berisi air (Gbr. 12, a), atau dengan mengukur panjang a, lebar b, dan tinggi c dengan penggaris (Gbr. 12, b), dapat dihitung dengan menggunakan rumus
V = sebuah. B. C.
Semua besaran fisis mempunyai satuan pengukuran. Anda pasti sudah sering mendengar tentang beberapa satuan ukuran: kilogram, meter, sekon, volt, ampere, kilowatt, dll. Anda akan semakin mengenal besaran fisis dalam proses belajar fisika.
Beras. 12
Pikirkan dan jawab
- Apa yang disebut tubuh fisik? Fenomena fisik?
- Apa tanda utama suatu besaran fisis? Sebutkan besaran fisika yang kamu ketahui.
- Dari konsep-konsep di atas, sebutkan konsep-konsep yang berhubungan dengan: a) tubuh fisik; b) fenomena fisik; c) besaran fisis: 1) penurunan; 2) pemanasan; 3) panjang; 4) badai petir; 5) kubus; 6) volume; 7) angin; 8) kantuk; 9) suhu; 10) pensil; 11) jangka waktu; 12) matahari terbit; 13) kecepatan; 14) kecantikan.
Pekerjaan rumah
Kita mempunyai “alat pengukur” di dalam tubuh kita. Ini adalah hati yang dengannya Anda dapat mengukur (dengan akurasi yang tidak terlalu tinggi) suatu periode waktu. Tentukan dari denyut nadi Anda (jumlah detak jantung) jangka waktu untuk mengisi gelas dengan air keran. Anggaplah waktu satu pukulan kira-kira satu detik. Bandingkan waktu ini dengan pembacaan jam. Seberapa berbedakah hasil yang didapat?
Unduh dari Depositfiles
Kuliah 1.Properti. Besarnya. Persamaan pengukuran dasar
2. Pengukuran
Besaran, pengukuran dan alat ukur dipelajari secara rinci dalam mata kuliah “Metrologi”, yang akan diajarkan kepada Anda pada tahun keempat. Di sini kita akan melihat poin-poin utama yang perlu kita ketahui dalam kursus “Instrumen dan Pengukuran Geodesi.”
1. Properti. Besarnya. Persamaan pengukuran dasar
Semua objek di dunia sekitar dicirikan oleh propertinya.
Misalnya, kita dapat menyebutkan sifat-sifat benda seperti warna, berat, panjang, tinggi, massa jenis, kekerasan, kelembutan, dll. Namun, dari kenyataan bahwa suatu benda berwarna atau panjang, kita tidak mengetahui apa pun kecuali bahwa benda tersebut mempunyai sifat warna atau panjang.
Untuk deskripsi kuantitatif berbagai sifat, proses dan benda fisik, konsep kuantitas diperkenalkan.
Semua besaran dapat dibagi menjadi dua jenis:nyata Dan sempurna .
Ideal besaran berhubungan terutama dengan matematika dan merupakan generalisasi (model) dari konsep nyata tertentu. Kami tidak tertarik pada mereka.
Nyata besaran dibagi, pada gilirannya, denganfisik Dan non-fisik .
KE non-fisik nilai-nilai yang melekat dalam ilmu-ilmu sosial (non-fisik) - filsafat, sosiologi, ekonomi, dll. Kami tidak tertarik dengan jumlah ini.
Fisik besaran secara umum dapat diartikan sebagai besaran yang merupakan ciri-ciri suatu benda material (proses, fenomena) yang dipelajari dalam ilmu alam (fisika, kimia) dan ilmu teknik. Jumlah inilah yang menarik bagi kami.
Individualitas dalam istilah kuantitatif dipahami dalam arti bahwa suatu properti bisa beberapa kali lebih besar atau lebih kecil untuk suatu objek dibandingkan objek lainnya.
Misalnya, setiap benda di bumi mempunyai sifat seperti berat. Jika Anda mengambil beberapa apel, masing-masing apel memiliki berat. Namun pada saat yang sama, berat setiap apel akan berbeda dengan berat apel lainnya.
Besaran fisis dapat dibagi menjaditerukur Dan dievaluasi.
Besaran fisis yang karena satu dan lain hal tidak dapat dilakukan pengukurannya atau tidak dapat dimasukkan satuan pengukurannya, hanya dapat diperkirakan. Besaran fisis yang demikian disebut dapat dievaluasi . Besaran fisis tersebut diperkirakan dengan menggunakan skala konvensional. Misalnya, intensitas gempa bumi diperkirakan dengan Skala Richter, kekerasan mineral - skala Mohs.
Menurut derajat kemandirian bersyarat dari besaran lain, besaran fisika dibagi menjadi dasar (independen bersyarat),turunan (tergantung kondisional) dantambahan .
Semua fisika modern dapat dibangun di atas tujuh besaran dasar yang menjadi ciri sifat dasar dunia material. Ini termasuktujuh besaran fisis yang dipilih dalamsistem SI sebagai utama , Dan dua tambahan besaran fisis.
Dengan bantuan tujuh besaran utama dan dua besaran tambahan, yang diperkenalkan semata-mata untuk kenyamanan, seluruh variasi besaran fisika turunan dibentuk dan diberikan deskripsi tentang sifat-sifat benda dan fenomena fisika.
Menurut keberadaan dimensinya, besaran fisis dibedakan menjadidimensi , yaitu. memiliki dimensi, dantak berdimensi .
Konsep dimensi suatu besaran fisis diperkenalkan Fourier pada tahun 1822.
Dimensi
kualitas
ciri-cirinya dan ditunjukkan dengan simbol 
, berasal dari kata dimensi
(Bahasa Inggris - ukuran, dimensi). Dimensi utama
besaran fisis ditunjukkan dengan huruf kapital yang sesuai. Misalnya saja untuk panjang, massa dan waktu
Dimensi besaran fisika turunan dinyatakan melalui dimensi besaran fisika dasar dengan menggunakan monomial pangkat:
Di mana 
, 
,
, … – dimensi besaran fisika dasar;
, 
,
, … – indikator dimensi.
Selain itu, masing-masing indikator dimensi dapat berupa positif atau negatif, bilangan bulat atau pecahan, serta nol.
Jika semua indikator dimensi sama dengan nol , maka besaran ini disebut tak berdimensi .
Ukuran besaran yang diukur adalahkuantitatif karakteristiknya.
Misalnya, panjang papan merupakan karakteristik kuantitatif dari sebuah papan. Panjangnya sendiri hanya dapat ditentukan melalui pengukuran.
Himpunan bilangan-bilangan yang mewakili besaran-besaran homogen dengan ukuran berbeda harus merupakan himpunan bilangan-bilangan yang mempunyai nama yang sama. Penamaan ini adalah satuan besaran fisis atau bagiannya. Contoh yang sama dengan panjang papan. Ada sekumpulan angka yang mencirikan panjang berbagai papan: 110, 115, 112, 120, 117. Semua angka disebut sentimeter. Penamaan sentimeter merupakan satuan besaran fisis, dalam hal ini satuan panjang.
Misalnya meter, kilogram, sekon.
Misalnya 54,3 meter, 76,8 kilogram, 516 detik.
Misalnya 54.3, 76.8, 516.
Ketiga parameter yang terdaftar saling berhubungan melalui relasi
, (3.1) yang disebutpersamaan pengukuran dasar
.
2. Pengukuran
Dari persamaan pengukuran dasar berikut inipengukuran - ini adalah penentuan nilai suatu besaran atau dengan kata lain perbandingan suatu besaran dengan satuannya. Pengukuran besaran fisis dilakukan dengan menggunakan cara teknis. Definisi pengukuran berikut dapat diberikan.
Definisi ini mengandung empat ciri konsep pengukuran.
1. Hanya besaran fisis yang dapat diukur(yaitu sifat objek material, fenomena, proses).
2. Pengukuran adalah pendugaan besaran secara eksperimental, yaitu. itu selalu merupakan eksperimen.
Penentuan besaran yang dihitung dengan menggunakan rumus dan data awal yang diketahui tidak dapat disebut pengukuran.
3. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan sarana teknis khusus – pembawa satuan ukuran atau timbangan, yang disebut alat ukur.
4. Pengukuran adalah penentuan nilai suatu besaran, yaitu adalah perbandingan suatu besaran dengan satuan atau skalanya. Pendekatan ini telah dikembangkan melalui praktik pengukuran selama berabad-abad. Hal ini sepenuhnya sesuai dengan isi konsep “pengukuran”, yang diberikan lebih dari 200 tahun yang lalu oleh L. Euler: “ Tidaklah mungkin untuk mendefinisikan atau mengukur suatu besaran kecuali dengan mengetahui besaran lain yang sejenis dan menunjukkan perbandingan di mana besaran tersebut ditemukan. » .
Pengukuran besaran fisika meliputi dua (secara umum mungkin ada beberapa) tahap:
A) perbandingan besaran terukur dengan satuan;
B) transformasi menjadi bentuk yang nyaman untuk digunakan(berbagai metode tampilan).
Pengukurannya membedakan:
A) prinsip pengukuran– ini adalah fenomena atau efek fisik yang mendasari pengukuran;
B) Metode Pengukuran– suatu teknik atau seperangkat teknik untuk membandingkan besaran fisis yang diukur dengan satuannya sesuai dengan prinsip pengukuran yang dilaksanakan. Metode pengukuran biasanya ditentukan oleh desain alat ukur.
Semua kemungkinan pengukuran yang ditemui dalam praktik manusia dapat diklasifikasikan dalam beberapa arah.
1. Klasifikasi berdasarkan jenis pengukuran :
A) pengukuran langsung – pengukuran di mana nilai kuantitas fisik yang diinginkan diperoleh secara langsung.
Contoh: mengukur panjang suatu garis dengan pita pengukur, mengukur sudut mendatar atau vertikal dengan teodolit;
B) pengukuran tidak langsung – penentuan nilai yang diinginkan suatu besaran fisis berdasarkan hasil pengukuran langsung besaran fisis lain yang secara fungsional berhubungan dengan besaran yang diinginkan.
Contoh 1. Mengukur panjang garis dengan metode paralaks, yaitu sudut mendatar diukur pada tanda alas rel yang diketahui jaraknya; panjang yang dibutuhkan dihitung menggunakan rumus yang menghubungkan panjang ini dengan sudut dan alas horizontal.
Contoh 2. Mengukur panjang suatu garis dengan alat pengukur jarak. Dalam hal ini, bukan panjang garis itu sendiri yang diukur secara langsung, tetapi waktu perjalanan pulsa elektromagnetik antara emitor dan reflektor yang dipasang di atas titik-titik di mana panjang garis diukur.
Contoh 3. Penentuan koordinat spasial suatu titik di permukaan bumi dengan menggunakan Global Navigation Satellite System (GNSS). Dalam hal ini, yang diukur bukanlah koordinat atau bahkan panjangnya, melainkan waktu yang diperlukan sinyal untuk berpindah dari setiap satelit ke penerima. Dengan menggunakan waktu yang diukur, jarak dari satelit ke penerima ditentukan secara tidak langsung, dan kemudian, secara tidak langsung, koordinat titik berdiri ditentukan.
V) pengukuran bersama – pengukuran simultan dua atau lebih besaran berbeda untuk menentukan hubungan di antara keduanya.
Contoh. Mengukur panjang batang logam dan suhu pengukuran panjang batang. Hasil pengukuran tersebut adalah penentuan koefisien muai linier logam tempat pembuatan batang akibat perubahan suhu.
G) pengukuran agregat – pengukuran beberapa besaran yang bernama sama yang dilakukan secara bersamaan, dimana nilai besaran yang diinginkan ditentukan dengan menyelesaikan sistem persamaan yang diperoleh dengan mengukur besaran tersebut dalam berbagai kombinasi.
2. Klasifikasi berdasarkan metode pengukuran :
A) metode penilaian langsung– suatu metode yang nilai suatu besaran ditentukan langsung dari alat ukur yang menunjukkan;
contoh pengukuran tekanan dengan barometer atau suhu dengan termometer;
B) metode perbandingan dengan ukuran– suatu metode pengukuran dimana nilai terukur dibandingkan dengan nilai yang dihasilkan oleh pengukuran;
contoh:
dengan menerapkan penggaris dengan pembagian pada bagian mana pun, mereka pada dasarnya membandingkan ukurannya dengan satuan yang disimpan oleh penggaris, dan, setelah membaca, memperoleh nilai kuantitas (panjang, tinggi, ketebalan, dan parameter lainnya);
dengan menggunakan alat ukur, besaran suatu besaran (misalnya sudut), diubah menjadi gerak suatu penunjuk (alidade), dibandingkan dengan satuan yang disimpan oleh skala alat tersebut (lingkaran mendatar, pemisah lingkaran adalah suatu ukuran), dan dilakukan penghitungan.
Ciri ketelitian pengukuran adalah kesalahan atau ketidakpastiannya.
Dalam melakukan pengukuran, benda nyata yang diukur selalu diganti dengan modelnya, yang karena ketidaksempurnaannya berbeda dengan benda sebenarnya. Akibatnya besaran yang menjadi ciri suatu benda nyata juga akan berbeda dengan besaran serupa pada benda yang sama. Hal ini menyebabkan kesalahan pengukuran yang tidak dapat dihindari, yang umumnya terbagi menjadi acak dan sistematis.
Metode Pengukuran. Pemilihan metode pengukuran ditentukan oleh model objek pengukuran yang dianut dan alat ukur yang tersedia. Saat memilih metode pengukuran, dipastikan bahwa kesalahan metode pengukuran, mis. komponen kesalahan pengukuran sistematis, karena ketidaksempurnaan model dan metode pengukuran yang diadopsi (jika tidak, kesalahan teoritis), tidak terlalu mempengaruhi kesalahan pengukuran yang dihasilkan, yaitu. tidak melebihi 30% dari dia.
Model objek. Perubahan parameter model yang diukur selama siklus observasi, sebagai suatu peraturan, tidak boleh melebihi 10% dari kesalahan pengukuran yang ditentukan. Jika alternatif memungkinkan, maka pertimbangan ekonomi juga diperhitungkan: penilaian berlebihan yang tidak perlu terhadap keakuratan model dan metode pengukuran menyebabkan biaya yang tidak masuk akal. Hal yang sama berlaku untuk pemilihan alat ukur.
Alat pengukur. Pemilihan alat ukur dan alat bantu ditentukan oleh besaran yang diukur, metode pengukuran yang digunakan dan ketelitian hasil pengukuran yang diperlukan (standar ketelitian). Pengukuran dengan menggunakan alat ukur yang kurang akurat mempunyai nilai yang kecil (bahkan tidak ada artinya), karena dapat menimbulkan kesimpulan yang salah. Penggunaan alat ukur yang terlalu presisi tidak menguntungkan secara ekonomi. Kisaran perubahan nilai terukur, kondisi pengukuran, karakteristik kinerja alat ukur, dan biayanya juga diperhitungkan.
Perhatian utama diberikan pada kesalahan alat ukur. Hal ini diperlukan untuk mengetahui kesalahan total hasil pengukuran 
kurang dari kesalahan pengukuran maksimum yang diijinkan 
, yaitu.
— kesalahan maksimum karena operator.<
Kualitas pengukuran
Tidak ada ilmu pengetahuan yang lengkap tanpa pengukuran, oleh karena itu metrologi sebagai ilmu pengukuran berkaitan erat dengan semua ilmu lainnya. Oleh karena itu, konsep utama metrologi adalah pengukuran. Menurut GOST 16263 - 70, pengukuran adalah mencari nilai besaran fisis (PV) secara eksperimental menggunakan cara teknis khusus.
Kemungkinan pengukuran ditentukan oleh studi pendahuluan tentang properti tertentu dari objek pengukuran, konstruksi model abstrak dari properti itu sendiri dan pembawanya - objek pengukuran secara keseluruhan. Oleh karena itu, tempat pengukuran ditentukan di antara metode kognisi yang menjamin keandalan pengukuran. Dengan bantuan prosedur metrologi, masalah pembangkitan data (pencatatan hasil kognisi) terpecahkan. Pengukuran dari sudut pandang ini adalah metode pengkodean informasi dan pencatatan informasi yang diterima.
Pengukuran memberikan informasi kuantitatif tentang objek pengelolaan atau pengendalian, yang tanpanya mustahil untuk secara akurat mereproduksi semua kondisi tertentu dari proses teknis, memastikan kualitas produk yang tinggi dan pengelolaan objek yang efektif. Semua ini merupakan aspek teknis pengukuran.
Hingga tahun 1918, sistem metrik diperkenalkan di Rusia secara opsional, bersama dengan sistem lama Rusia dan Inggris (inci). Perubahan signifikan dalam kegiatan metrologi mulai terjadi setelah Dewan Komisaris Rakyat RSFSR menandatangani dekrit "Tentang pengenalan sistem metrik berat dan ukuran internasional." Pengenalan sistem metrik di Rusia terjadi dari tahun 1918 hingga 1927. Setelah Perang Patriotik Hebat dan hingga hari ini, pekerjaan metrologi di negara kita dilakukan di bawah kepemimpinan Komite Standar Negara (Gosstandart).
Pada tahun 1960, Konferensi Internasional XI tentang Berat dan Ukuran mengadopsi Sistem Internasional Satuan VF - sistem SI. Saat ini, sistem metrik dilegalkan di lebih dari 124 negara di seluruh dunia.
Saat ini, berdasarkan Kamar Utama Berat dan Ukuran, terdapat lembaga ilmiah tertinggi di negara itu - Institut Penelitian Metrologi Seluruh Rusia yang dinamai demikian. DI. Mendeleev (VNIIM). Di laboratorium institut, standar satuan pengukuran negara dikembangkan dan disimpan, konstanta fisik dan sifat zat dan bahan ditentukan. Pekerjaan lembaga ini meliputi pengukuran linier, sudut, optik dan fotometrik, akustik, listrik dan magnetik, pengukuran massa, kepadatan, gaya, tekanan, viskositas, kekerasan, kecepatan, percepatan dan sejumlah besaran lainnya.
Pada tahun 1955, pusat metrologi kedua di negara itu didirikan di dekat Moskow - sekarang Institut Penelitian Pengukuran Fisika, Teknis, dan Teknik Radio Seluruh Rusia (VNIIFTRI). Ia mengembangkan standar dan alat pengukuran presisi di sejumlah bidang penting ilmu pengetahuan dan teknologi: elektronik radio, layanan waktu dan frekuensi, akustik, fisika atom, fisika suhu rendah dan tekanan tinggi.
Pusat metrologi ketiga di Rusia adalah Institut Penelitian Layanan Metrologi Seluruh Rusia (VNIIMS), organisasi terkemuka di bidang metrologi terapan dan legal. Ia dipercayakan dengan koordinasi dan manajemen ilmiah dan metodologis dari layanan metrologi negara. Selain yang terdaftar, terdapat sejumlah lembaga dan pusat metrologi regional.
Organisasi metrologi internasional termasuk Organisasi Internasional Metrologi Legal (OIML), yang dibentuk pada tahun 1956. Biro Metrologi Legal Internasional beroperasi di bawah OILM di Paris. Kegiatannya dikelola oleh Komite Internasional untuk Metrologi Legal. Beberapa masalah metrologi ditangani oleh Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO).
Sifat fisik dan kuantitas. Klasifikasi besaran fisis.
Skala pengukuran
Semua objek di dunia sekitar dicirikan oleh propertinya.
Properti- kategori filosofis yang mengungkapkan aspek suatu objek (fenomena atau proses) yang menentukan perbedaan atau kesamaannya dengan objek lain, dan terungkap dalam hubungannya dengan objek tersebut. Properti - kategori kualitas. Untuk deskripsi kuantitatif berbagai sifat benda fisik, fenomena dan proses, konsep kuantitas diperkenalkan.
Besarnya- ini adalah ukuran suatu objek (fenomena, proses atau sesuatu yang lain), ukuran tentang apa yang dapat dibedakan di antara sifat-sifat lain dan dinilai dengan satu atau lain cara, termasuk secara kuantitatif. Suatu besaran tidak ada dengan sendirinya; ia hanya ada jika ada suatu benda yang sifat-sifatnya dinyatakan dalam besaran tertentu.
Dengan demikian, konsep kuantitas merupakan konsep yang lebih umum daripada kualitas (properti, atribut) dan kuantitas.
Sifat fisik dan kuantitas
Ada dua jenis besaran: nyata dan ideal.
Besaran ideal (nilai numerik besaran, grafik, fungsi, operator, dll) terutama berhubungan dengan matematika dan merupakan generalisasi (model matematika) dari konsep nyata tertentu. Mereka dihitung dengan satu atau lain cara.
Nilai-nilai nyata, pada gilirannya, dibagi sebagai fisik Dan non-fisik. Di mana, kuantitas fisik secara umum dapat diartikan sebagai suatu besaran yang merupakan ciri-ciri benda material (benda, proses, fenomena) yang dipelajari dalam ilmu alam (fisika, kimia) dan ilmu teknik. KE besaran nonfisik nilai-nilai yang melekat dalam ilmu-ilmu sosial (non-fisik) - filsafat, sosiologi, ekonomi, dll.
Standar Gost 16263-70 menafsirkan kuantitas fisik, sebagai ekspresi numerik dari properti spesifik suatu objek fisik, dalam arti kualitatif umum untuk banyak objek fisik, dan dalam arti kuantitatif, benar-benar individual untuk masing-masing objek. Individualitas dalam istilah kuantitatif dipahami di sini dalam arti bahwa suatu properti bisa lebih besar untuk suatu objek, beberapa kali, atau lebih kecil dari yang lain.
Dengan demikian, besaran fisika diukur sifat-sifat benda atau proses fisik yang dapat digunakan untuk mempelajarinya.
Dianjurkan untuk mengklasifikasikan lebih lanjut besaran fisis (PV) sebagai terukur Dan dinilai.
Besaran fisis yang diukur dapat dinyatakan secara kuantitatif dalam sejumlah satuan pengukuran tertentu. Kemampuan untuk memperkenalkan dan menggunakan satuan pengukuran merupakan ciri pembeda yang penting dari PV terukur.
Besaran fisis yang karena satu dan lain hal tidak dapat diperkenalkan satuan pengukurannya, hanya dapat diperkirakan. Dalam hal ini evaluasi dipahami sebagai operasi pemberian suatu bilangan tertentu pada suatu nilai tertentu, yang dilakukan menurut aturan-aturan yang telah ditetapkan. Nilai dinilai menggunakan skala.
Besaran nonfisik, yang pada prinsipnya tidak dapat ditentukan satuan dan skalanya, hanya dapat diperkirakan.
Klasifikasi besaran fisis
Untuk studi yang lebih rinci tentang PV, perlu untuk mengklasifikasikannya, mengidentifikasi ciri-ciri metrologi umum dari masing-masing kelompoknya. Kemungkinan klasifikasi PV ditunjukkan pada Gambar. 2.2.
Oleh jenis fenomena mereka dibagi menjadi beberapa kelompok berikut:
· nyata, yaitu. menggambarkan sifat fisik dan fisika-kimia zat, bahan dan produk yang dibuat darinya. Kelompok ini mencakup massa, kepadatan, hambatan listrik, kapasitansi, induktansi, dll. Kadang-kadang PV ini disebut pasif. Untuk mengukurnya, perlu menggunakan sumber energi tambahan, yang dengannya sinyal informasi pengukuran dihasilkan. Dalam hal ini, PV pasif diubah menjadi PV aktif, yang diukur;
· energi, yaitu. besaran yang menggambarkan karakteristik energi dari proses transformasi, transmisi dan penggunaan energi. Ini termasuk arus, tegangan, daya, energi. Besaran ini disebut aktif. Mereka dapat diubah menjadi sinyal informasi pengukuran tanpa menggunakan sumber energi tambahan;
·
mengkarakterisasi jalannya proses dari waktu ke waktu. Kelompok ini mencakup berbagai jenis karakteristik spektral, fungsi korelasi, dll.
Menurut milik kelompok proses fisik yang berbeda Fisika dibagi menjadi spasial-temporal, mekanik, termal, listrik dan magnetik, akustik, cahaya, fisikokimia, radiasi pengion, fisika atom dan nuklir.
Menurut derajat kemandirian bersyarat dari besaran lain dari kelompok ini, PV dibagi menjadi dasar (tidak bergantung bersyarat), turunan (bergantung bersyarat) dan tambahan. Saat ini, sistem SI menggunakan tujuh besaran fisis, yang dipilih sebagai besaran utama: panjang, waktu, massa, suhu, arus listrik, intensitas cahaya, dan jumlah materi. Besaran fisis tambahan meliputi bidang dan sudut padat.
Berdasarkan ketersediaan ukuran PV dibagi menjadi beberapa dimensi, yaitu. mempunyai dimensi dan tak berdimensi.
Benda-benda fisik mempunyai sifat-sifat yang jumlahnya tidak terbatas dan memanifestasikan dirinya dalam variasi yang tidak terbatas. Hal ini membuat sulit untuk mencerminkannya sebagai kumpulan angka dengan kedalaman bit terbatas yang muncul selama pengukurannya. Di antara banyak manifestasi spesifik dari sifat-sifat, ada juga beberapa yang umum. N.R. Campbell menetapkan untuk seluruh variasi properti X suatu objek fisik adanya tiga manifestasi paling umum dalam hubungan kesetaraan, keteraturan, dan aditif. Hubungan dalam logika matematika ini dijelaskan secara analitis dengan postulat paling sederhana.
Saat membandingkan besaran, hubungan keteraturan terungkap (lebih besar dari, kurang dari, atau sama dengan), yaitu. hubungan antara besaran ditentukan. Contoh besaran intensif adalah kekerasan bahan, bau, dan lain-lain.
Besaran intensif dapat dideteksi, diklasifikasikan berdasarkan intensitas, dikendalikan, diukur dengan angka yang bertambah atau berkurang secara monoton.
Berdasarkan konsep “besaran intensif”, diperkenalkan konsep besaran fisis dan besarannya. Ukuran kuantitas fisik- konten kuantitatif dalam objek tertentu dari suatu properti yang sesuai dengan konsep PV.
Skala pengukuran
Dalam kegiatan praktikum perlu dilakukan pengukuran berbagai besaran fisika yang mencirikan sifat-sifat benda, zat, fenomena, dan proses. Beberapa properti hanya muncul secara kualitatif, yang lain - secara kuantitatif. Berbagai manifestasi (kuantitatif atau kualitatif) dari satu atau lain sifat objek kajian membentuk suatu himpunan, yang pemetaan unsur-unsurnya ke dalam himpunan bilangan-bilangan yang terurut, atau, dalam kasus yang lebih umum, tanda-tanda konvensional, bentuk skala pengukuran properti ini. Skala pengukuran suatu sifat kuantitatif suatu besaran fisis tertentu adalah skala besaran fisis tersebut. Dengan demikian, skala kuantitas fisik adalah urutan nilai PV yang diurutkan, diadopsi berdasarkan kesepakatan berdasarkan hasil pengukuran yang akurat. Istilah dan definisi teori skala pengukuran diatur dalam dokumen MI 2365-96.
Sesuai dengan struktur logis manifestasi properti, lima jenis utama skala pengukuran dibedakan.
1. Skala nama (skala klasifikasi). Skala tersebut digunakan untuk mengklasifikasikan objek empiris yang sifat-sifatnya hanya muncul dalam kaitannya dengan kesetaraan. Sifat-sifat ini tidak dapat dianggap besaran fisis, oleh karena itu timbangan jenis ini bukanlah timbangan PV. Ini adalah jenis skala yang paling sederhana, berdasarkan pemberian angka pada sifat kualitatif objek, memainkan peran nama. Dalam skala penamaan di mana penugasan properti yang dipantulkan ke kelas kesetaraan tertentu dilakukan dengan menggunakan indra manusia, hasil yang paling memadai adalah hasil yang dipilih oleh sebagian besar ahli. Dalam hal ini, pilihan kelas yang tepat dengan skala yang setara sangatlah penting - kelas tersebut harus dapat dibedakan secara andal oleh pengamat dan pakar yang menilai properti ini. Penomoran benda pada skala nama dilakukan berdasarkan prinsip: “jangan memberikan nomor yang sama pada benda yang berbeda”. Angka yang ditetapkan pada suatu objek dapat digunakan untuk menentukan probabilitas atau frekuensi kemunculan suatu objek tertentu, namun angka tersebut tidak dapat digunakan untuk penjumlahan atau operasi matematika lainnya.
Karena skala-skala ini hanya dicirikan oleh hubungan ekuivalen, maka skala-skala ini tidak mengandung konsep nol, “lebih” atau “kurang” dan satuan pengukuran. Contoh skala penamaan adalah atlas warna yang banyak digunakan yang dirancang untuk identifikasi warna.
2. Skala pesanan (skala peringkat). Jika sifat suatu objek empiris tertentu memanifestasikan dirinya dalam kaitannya dengan kesetaraan dan keteraturan dalam peningkatan atau penurunan manifestasi kuantitatif dari sifat tersebut, maka skala keteraturan dapat dibangun untuknya. Ini meningkat atau menurun secara monoton dan memungkinkan Anda untuk menetapkan rasio lebih besar/lebih kecil antara kuantitas yang menjadi ciri properti tertentu. Dalam skala berurutan, nol ada atau tidak ada, tetapi pada prinsipnya tidak mungkin untuk memperkenalkan satuan pengukuran, karena hubungan proporsionalitas belum ditetapkan untuk mereka dan, oleh karena itu, tidak ada cara untuk menilai berapa kali lebih atau kurang spesifik. manifestasi dari suatu properti adalah.
Dalam kasus di mana tingkat pengetahuan tentang suatu fenomena tidak memungkinkan seseorang untuk secara akurat menetapkan hubungan yang ada antara nilai-nilai karakteristik tertentu, atau penggunaan skala nyaman dan cukup untuk praktik, tatanan bersyarat (empiris) skala digunakan. Skala bersyarat adalah skala PV, yang nilai awalnya dinyatakan dalam satuan konvensional. Misalnya skala viskositas Engler, skala Beaufort 12 poin untuk kekuatan angin laut.
Skala tatanan dengan titik referensi yang ditandai di atasnya telah tersebar luas. Skala tersebut misalnya termasuk skala Mohs untuk menentukan kekerasan suatu mineral, yang berisi 10 mineral acuan (referensi) dengan angka kekerasan yang berbeda-beda: talk - 1; gipsum - 2; kalsium - 3; fluorit - 4; apatit - 5; ortoklas - 6; kuarsa - 7; batu topas - 8; korundum - 9; intan - 10. Penetapan suatu mineral pada suatu gradasi kekerasan tertentu dilakukan berdasarkan suatu percobaan, yang terdiri dari penggoresan bahan uji dengan bahan pendukung. Jika setelah mineral yang diuji digores dengan kuarsa (7) masih ada bekasnya, tetapi setelah ortoklas (6) tidak ada bekas, maka kekerasan bahan yang diuji lebih dari 6, tetapi kurang dari 7. Tidak mungkin untuk memberikan jawaban yang lebih akurat dalam kasus ini.
Dalam skala konvensional, interval yang sama antara ukuran suatu besaran tertentu tidak sesuai dengan dimensi yang sama dari angka-angka yang menampilkan ukuran tersebut. Dengan menggunakan angka-angka ini Anda dapat menemukan probabilitas, modus, median, kuantil, tetapi angka-angka tersebut tidak dapat digunakan untuk penjumlahan, perkalian, dan operasi matematika lainnya.
Penentuan nilai besaran dengan menggunakan skala urutan tidak dapat dianggap sebagai pengukuran, karena satuan pengukuran tidak dapat dimasukkan pada skala tersebut. Operasi pemberian nomor ke nilai yang diperlukan harus dianggap sebagai estimasi. Penilaian pada skala pesanan bersifat ambigu dan sangat kondisional, sebagaimana dibuktikan dengan contoh yang diberikan.
3. Skala interval (skala perbedaan). Skala ini merupakan pengembangan lebih lanjut dari skala keteraturan dan digunakan untuk objek yang propertinya memenuhi hubungan kesetaraan, keteraturan, dan aditif. Skala interval terdiri dari interval yang identik, memiliki satuan pengukuran dan permulaan yang dipilih secara sewenang-wenang - titik nol. Skala tersebut mencakup kronologi menurut berbagai kalender, yang mengambil titik awal baik penciptaan dunia, atau Kelahiran Kristus, dll. Skala suhu Celsius, Fahrenheit dan Reaumur juga merupakan skala interval.
Skala interval menentukan tindakan penambahan dan pengurangan interval. Memang benar, dalam skala waktu, interval dapat dijumlahkan atau dikurangi dan dibandingkan dengan berapa kali satu interval lebih besar dari interval lainnya, namun menjumlahkan tanggal suatu peristiwa tidak ada gunanya.
4. Skala hubungan. Skala-skala ini menggambarkan sifat-sifat objek empiris yang memenuhi hubungan kesetaraan, keteraturan dan aditif (skala jenis kedua bersifat aditif), dan dalam beberapa kasus proporsionalitas (skala jenis pertama bersifat proporsional). Contohnya adalah skala massa (jenis kedua), suhu termodinamika (jenis pertama).
Dalam skala rasio, terdapat kriteria alami yang jelas untuk manifestasi kuantitatif nol dari suatu properti dan unit pengukuran yang ditetapkan berdasarkan kesepakatan. Secara formal, skala rasio merupakan skala interval yang mempunyai asal usul alami. Semua operasi aritmatika berlaku untuk nilai yang diperoleh pada skala ini, yang penting saat mengukur EF.
Skala hubungan adalah yang paling maju. Mereka dijelaskan oleh persamaan 
, di mana Q adalah PV yang skalanya dibuat, [Q] adalah satuan pengukurannya, q adalah nilai numerik PV. Peralihan dari satu skala hubungan ke skala lainnya terjadi sesuai dengan persamaan q 2 = q 1 /.
5. Skala mutlak. Beberapa penulis menggunakan konsep skala absolut, yang berarti skala yang memiliki semua fitur skala rasio, tetapi juga memiliki definisi satuan pengukuran yang tidak ambigu dan tidak bergantung pada sistem satuan pengukuran yang dianut. Skala tersebut sesuai dengan nilai relatif: penguatan, atenuasi, dll. Untuk membentuk banyak satuan turunan dalam sistem SI, digunakan satuan skala absolut tanpa dimensi dan penghitungan.
Perhatikan bahwa skala nama dan keteraturan disebut non-metrik (konseptual), dan skala interval dan rasio disebut metrik (materi). Skala absolut dan metrik termasuk dalam kategori linier. Penerapan praktis skala pengukuran dilakukan dengan menstandardisasi skala dan satuan pengukuran itu sendiri, serta jika perlu, metode dan kondisi untuk reproduksi yang jelas.
Pengukuran– serangkaian operasi yang sebagian besar bersifat eksperimental yang dilakukan dengan menggunakan sarana teknis yang menyimpan satuan besaran, memungkinkan seseorang membandingkan besaran yang diukur dengan satuannya dan memperoleh
nilai kuantitas yang diinginkan. Nilai ini disebut hasil pengukuran.
Untuk mengetahui perbedaan besaran kuantitatif suatu benda yang ditampilkan, diperkenalkan konsep besaran fisis.
Kuantitas fisik (PV) adalah salah satu sifat suatu objek fisik (fenomena, proses), yang umum secara kualitatif untuk banyak objek fisik, tetapi secara kuantitatif bersifat individual untuk setiap objek (Gbr. 4.1).
Misalnya massa jenis, tegangan, indeks bias, dll.
Jadi, dengan menggunakan alat ukur, misalnya voltmeter arus searah, kita mengukur tegangan dalam volt suatu rangkaian listrik tertentu dengan membandingkan posisi penunjuk (panah) dengan satuan tegangan listrik yang tersimpan pada skala voltmeter. Nilai tegangan yang ditemukan dalam jumlah volt tertentu mewakili hasil pengukuran.
Beras. 4.1.
Ciri pembeda suatu besaran dapat berupa satuan ukuran, teknik pengukuran, sampel baku, atau kombinasi ketiganya.
Jika perlu, dimungkinkan untuk mengukur tidak hanya suatu besaran fisis, tetapi juga suatu benda fisik dan nonfisik.
Jika massa suatu benda adalah 50 kg, maka kita berbicara tentang besaran fisika.
Ukuran kuantitas fisik– penentuan kuantitatif kuantitas fisik yang melekat pada objek material tertentu (fenomena, proses).
Ukuran Sebenarnya besaran fisis adalah realitas obyektif yang tidak bergantung pada apakah ciri-ciri yang bersangkutan dari sifat-sifat benda itu diukur atau tidak. Nilai sesungguhnya kuantitas fisik ditemukan secara eksperimental. Ini berbeda dari nilai sebenarnya berdasarkan besarnya kesalahan.
Besar kecilnya suatu besaran bergantung pada satuan mana yang digunakan saat mengukur besaran tersebut.
Ukuran dapat dinyatakan sebagai angka abstrak, tanpa menunjukkan satuan ukuran yang bersesuaian nilai numerik suatu besaran fisis. Penilaian kuantitatif suatu besaran fisis, yang diwakili oleh suatu bilangan yang menunjukkan satuan besaran tersebut, disebut nilai suatu besaran fisis.
Kita dapat berbicara tentang ukuran berbagai satuan besaran fisika tertentu. Dalam hal ini, misalnya ukuran satu kilogram berbeda dengan ukuran satu pon (1 pon = 32 lot = 96 gulungan = 409,512 g), pood (1 poin = 40 pon = 1280 lot = 16,3805 kg), dll. . D.
Oleh karena itu, penafsiran yang berbeda terhadap besaran fisika di berbagai negara harus diperhitungkan, jika tidak maka akan menimbulkan kesulitan yang tidak dapat diatasi, bahkan bencana.
Maka, pada tahun 1984, pesawat penumpang Kanada Boeing-647 melakukan pendaratan darurat di lokasi uji kendaraan setelah mesin mati saat terbang di ketinggian 10 ribu m karena bahan bakar bekas. Penjelasan atas kejadian ini adalah instrumen yang ada di pesawat dikalibrasi dalam liter, namun instrumen maskapai penerbangan Kanada yang mengisi bahan bakar pesawat dikalibrasi dalam galon (kurang lebih 3,8 L). Dengan demikian, bahan bakar yang diisi hampir empat kali lebih sedikit dari yang dibutuhkan.
Jadi, jika ada dalam jumlah tertentu X, satuan besarannya adalah [X], maka nilai suatu besaran fisis tertentu dapat dihitung dengan menggunakan rumus
X = q [X], (4.1)
Di mana Q - nilai numerik suatu besaran fisis; [ X] – satuan besaran fisis.
Misalnya panjang pipa aku= 5m, dimana aku– nilai panjang, 5 – nilai numeriknya, m – satuan panjang yang digunakan dalam kasus ini.
Persamaan (4.1) disebut persamaan pengukuran dasar, menunjukkan bahwa nilai numerik suatu besaran bergantung pada besar kecilnya satuan pengukuran yang digunakan.
Tergantung pada area perbandingan, nilainya mungkin homogen Dan heterogen. Misalnya, diameter, keliling, panjang gelombang, pada umumnya, dianggap sebagai besaran homogen yang berhubungan dengan besaran yang disebut panjang.
Dalam sistem besaran yang sama, besaran-besaran homogen mempunyai dimensi yang sama. Namun besaran yang berdimensi sama tidak selalu homogen. Misalnya momen gaya dan energi bukanlah besaran yang homogen, tetapi mempunyai dimensi yang sama.
Sistem besaran mewakili sekumpulan besaran bersama dengan sekumpulan persamaan konsisten yang menghubungkan besaran-besaran tersebut.
Kuantitas dasar mewakili besaran yang dipilih secara kondisional untuk sistem besaran tertentu dan termasuk dalam himpunan besaran pokok. Misalnya besaran pokok sistem SI. Besaran pokok tidak berhubungan satu sama lain.
Kuantitas turunan sistem besaran ditentukan melalui besaran pokok sistem ini. Misalnya, dalam sistem besaran yang besaran pokoknya adalah panjang dan massa, massa jenis massa merupakan besaran turunan, yang didefinisikan sebagai hasil bagi massa dibagi volume (panjang pangkat tiga).
Beberapa unit diperoleh dengan mengalikan satuan pengukuran tertentu dengan bilangan bulat yang lebih besar dari satu. Misalnya, satu kilometer adalah kelipatan desimal satu meter; dan satu jam adalah satuan non-desimal yang merupakan kelipatan detik.
satuan submultiple diperoleh dengan membagi satuan ukuran dengan bilangan bulat yang lebih besar dari satu. Misalnya, milimeter adalah satuan desimal, kelipatan satu meter.
Satuan non-sistemik pengukuran tidak termasuk dalam sistem satuan ini. Misalnya hari, jam, menit adalah satuan pengukuran nonsistemik dalam kaitannya dengan sistem SI.
Mari kita perkenalkan konsep penting lainnya - konversi pengukuran.
Hal ini dipahami sebagai proses menetapkan korespondensi satu-satu antara ukuran dua besaran: besaran yang diubah (masukan) dan besaran yang diubah sebagai hasil pengukuran (masukan).
Himpunan ukuran besaran masukan yang diubah menggunakan perangkat teknis - transduser pengukur - disebut rentang konversi.
Konversi pengukuran dapat dilakukan dengan berbagai cara tergantung pada jenis besaran fisika yang biasanya dibagi tiga kelompok.
Kelompok pertama mewakili kuantitas pada himpunan ukuran yang hanya hubungannya yang ditentukan dalam bentuk perbandingan "lebih lemah - lebih kuat", "lebih lembut - lebih keras", "lebih dingin - lebih hangat", dll.
Hubungan-hubungan ini dibangun berdasarkan studi teoritis atau eksperimental dan disebut hubungan ketertiban(hubungan kesetaraan).
Untuk kuantitasnya kelompok pertama termasuk, misalnya, kekuatan angin (lemah, kuat, sedang, badai, dll.), kekerasan, yang ditandai dengan kemampuan tubuh yang diteliti untuk menahan lekukan atau goresan.
Kelompok kedua mewakili besaran-besaran yang hubungan keteraturannya (ekivalensi) ditentukan tidak hanya antara besaran-besaran besaran itu, tetapi juga antara selisih besaran-besaran yang berpasangan dengan ukurannya.
Ini termasuk, misalnya, waktu, energi, suhu, yang ditentukan pada skala termometer cair.
Kemungkinan membandingkan perbedaan besaran-besaran tersebut terletak pada penentuan besaran-besaran golongan kedua.
Jadi, saat menggunakan termometer air raksa, perbedaan suhu (misalnya, dalam kisaran +5 hingga +10 °C) dianggap sama. Jadi, dalam kasus ini, terdapat hubungan urutan besarnya (25 “lebih hangat” dari 10°C) dan hubungan kesetaraan antara perbedaan pasangan besaran ukuran: perbedaan pasangan (25–20°C ) sesuai dengan perbedaan pasangan (10– 5°C).
Dalam kedua kasus tersebut, hubungan keteraturan ditentukan secara jelas dengan menggunakan alat ukur (transduser pengukur), yaitu termometer cair tersebut.
Mudah untuk menyimpulkan bahwa suhu termasuk dalam nilai kelompok pertama dan kedua.
Kelompok ketiga besaran dicirikan oleh fakta bahwa pada himpunan ukurannya (kecuali untuk hubungan keteraturan dan karakteristik ekuivalensi yang ditunjukkan dari besaran kelompok kedua), dimungkinkan untuk melakukan operasi yang mirip dengan penjumlahan atau pengurangan (properti aditif).
Besaran golongan ketiga mencakup sejumlah besar besaran fisika, misalnya panjang, massa.
Jadi, dua buah benda yang beratnya masing-masing 0,5 kg, ditempatkan pada salah satu panci bertimbangan sama lengan, diseimbangkan dengan beban seberat 1 kg yang ditempatkan pada panci lainnya.
Semua objek di dunia sekitar dicirikan oleh propertinya. Secara umum, sifat-sifat yang dimiliki suatu objek atau fenomena tidak terhitung banyaknya. Namun berkat properti ini, kita dapat membedakan satu objek dari objek lainnya atau, sebaliknya, mengelompokkannya, yaitu menetapkannya ke dalam satu kelas objek. Misalnya besar, hangat, berat. Sifat suatu benda hanya terwujud dalam interaksinya dengan benda lain. Misalnya, sifat elastis sebuah bola muncul ketika bola tersebut berinteraksi dengan lantai.
Properti – kategori filosofis yang mengungkapkan aspek suatu objek (fenomena proses) yang menentukan perbedaan atau kesamaannya dengan objek lain (fenomena, proses) dan terungkap dalam hubungannya dengan objek tersebut. Properti – kategori kualitas. Untuk menggambarkan secara kuantitatif berbagai sifat proses dan benda fisik, konsep kuantitas diperkenalkan.
Besarnya - ini adalah sifat sesuatu yang dapat dibedakan dari sifat lain dan dinilai dengan satu atau lain cara, termasuk secara kuantitatif. Suatu besaran tidak ada dengan sendirinya; ia hanya ada jika ada suatu benda yang sifat-sifatnya dinyatakan dalam besaran tertentu.
Nilai dapat dibagi menjadi dua jenis: nyata Dan sempurna.
Nilai-nilai ideal terutama berhubungan dengan matematika dan merupakan generalisasi (model) dari konsep nyata tertentu.
Nilai-nilai nyata dibagi, pada gilirannya, menjadi fisik Dan non-fisik . Besaran fisika (PV) secara umum dapat didefinisikan sebagai karakteristik besaran suatu benda material (proses, fenomena) yang dipelajari dalam ilmu alam (fisika, kimia) dan ilmu teknik. Besaran nonfisik meliputi besaran yang termasuk dalam ilmu sosial (nonfisik) - filsafat, sosiologi, ekonomi, dll.
Kuantitas fisik - salah satu sifat suatu benda fisik, dalam arti kualitatif yang umum bagi banyak objek fisik, dan dalam arti kuantitatif, bersifat individual untuk masing-masing benda tersebut. Individualitas dalam istilah kuantitatif dipahami dalam arti bahwa suatu properti bisa beberapa kali lebih besar atau lebih kecil untuk suatu objek dibandingkan objek lainnya. Misalnya, benda fisik memiliki massa - ini adalah sifat umumnya. Tetapi setiap benda memiliki nilai massanya sendiri secara kuantitatif. Dengan demikian, besaran fisis adalah sifat terukur dari objek fisik dan proses yang dapat digunakan untuk mempelajarinya.
Dianjurkan untuk membagi besaran fisika menjadi terukur dan diperkirakan. EF yang diukur dapat dinyatakan secara kuantitatif dalam bentuk sejumlah satuan pengukuran tertentu. Kemungkinan memperkenalkan dan menggunakan yang terakhir merupakan ciri pembeda yang penting dari EF yang diukur. Besaran fisis yang karena satu dan lain hal tidak dapat diperkenalkan satuan pengukurannya, hanya dapat diperkirakan. Nilai dinilai menggunakan skala.
Skala besaran – urutan nilai-nilainya, diadopsi berdasarkan kesepakatan berdasarkan hasil pengukuran yang akurat.
Besaran nonfisik, yang pada prinsipnya tidak dapat ditentukan satuan pengukurannya, hanya dapat diperkirakan. Pendugaan besaran nonfisik bukan merupakan bagian dari tugas metrologi teoritis.
Satuan besaran fisika [ Q ] adalah PV dengan ukuran tetap, yang secara kondisional diberi nilai numerik sama dengan satu, dan digunakan untuk ekspresi kuantitatif PV homogen.
Nilai kuantitas fisik Q adalah perkiraan besarnya dalam bentuk sejumlah unit tertentu yang diterima.
Nilai numerik suatu besaran fisis Q – bilangan abstrak yang menyatakan rasio nilai suatu besaran terhadap unit yang bersesuaian dari PV tertentu.
Persamaannya
ditelepon persamaan pengukuran dasar .
Pengukuran – proses kognitif yang terdiri dari perbandingan melalui eksperimen fisik dari PV tertentu dengan PV yang diketahui yang diambil sebagai unit pengukuran.
Dalam kegiatan praktek perlu dilakukan pengukuran berbagai besaran yang mencirikan sifat-sifat benda, zat, fenomena dan proses. Beberapa sifat manifestasi (kuantitatif atau kualitatif) dari suatu himpunan bentuk properti, pemetaan elemen-elemennya ke dalam himpunan angka yang terurut atau, dalam kasus yang lebih umum, bentuk tanda-tanda konvensional skala pengukuran properti ini. Skala pengukuran properti kuantitatif adalah skala PV.
Skala kuantitas fisik adalah urutan nilai PV yang diurutkan, diadopsi berdasarkan kesepakatan berdasarkan hasil pengukuran yang akurat.
Ada lima jenis utama skala pengukuran.
Skala penamaan (skala klasifikasi). Timbangan jenis ini bukan timbangan EF. Ini adalah jenis skala yang paling sederhana, berdasarkan pemberian angka pada sifat kualitatif objek, memainkan peran nama. Dalam skala ini, penugasan properti yang dipantulkan ke satu atau beberapa kelas kesetaraan dilakukan dengan menggunakan indera manusia - ini adalah hasil yang paling memadai, yang dipilih oleh sebagian besar ahli. Penomoran benda pada skala nama dilakukan berdasarkan prinsip: “jangan memberikan nomor yang sama pada benda yang berbeda”. Dalam skala ini tidak ada konsep nol, “lebih” atau “kurang” dan satuan pengukuran. Contoh penamaan skala yang banyak digunakan atlas bunga, dimaksudkan untuk identifikasi warna.
Skala pesanan (skala peringkat). Dalam skala orde, nol ada atau tidak ada, tetapi pada prinsipnya tidak mungkin memperkenalkan satuan pengukuran. Skala-skala ini meningkat atau menurun secara monoton, yang memungkinkan terbentuknya hubungan yang lebih besar/lebih kecil antar besaran. Skala tersebut misalnya termasuk skala Mohs untuk menentukan kekerasan suatu mineral, yang berisi 10 mineral acuan (referensi) dengan angka kekerasan yang berbeda-beda: talk - 1; gipsum – 2; kalsium – 3; fluorit – 4; apatit – 5; ortoklas – 6; kuarsa – 7; batu topas – 8; korundum – 9; intan – 10. Penetapan suatu mineral pada suatu gradasi kekerasan tertentu dilakukan berdasarkan suatu percobaan, yang terdiri dari penggoresan bahan uji dengan bahan pendukung. Jika setelah mineral yang diuji digores dengan kuarsa (7) masih ada bekasnya, tetapi setelah ortoklas (6) tidak ada bekas, maka kekerasan bahan yang diuji lebih dari 6, tetapi kurang dari 7. Dalam hal ini, itu tidak mungkin memberikan jawaban yang lebih akurat. Dalam skala konvensional, interval yang sama antara ukuran suatu besaran tertentu tidak sesuai dengan dimensi yang sama dari angka-angka yang menampilkan ukuran tersebut. Penentuan nilai besaran dengan menggunakan skala urutan tidak dapat dianggap sebagai pengukuran, karena satuan pengukuran tidak dapat dimasukkan pada skala tersebut. Operasi pemberian nomor ke nilai yang diperlukan harus dianggap sebagai estimasi. Penilaian menggunakan skala urutan bersifat ambigu dan sangat kondisional.
Skala interval (skala perbedaan). Skala interval terdiri dari interval yang identik, memiliki satuan pengukuran dan permulaan yang dipilih secara sewenang-wenang - titik nol. Skala tersebut mencakup kronologi menurut berbagai kalender, di mana penciptaan dunia, atau Kelahiran Kristus, dll diambil sebagai titik awal.Skala suhu Celsius, Fahrenheit dan Reaumur juga merupakan skala interval.
Skala interval nilai Q dapat direpresentasikan sebagai persamaan:
dimana q adalah nilai numerik suatu besaran, Q 0 adalah permulaan skala; [Q] – satuan kuantitas yang dipertimbangkan.
Skala tersebut sepenuhnya ditentukan oleh nilai titik acuan Q 0 skala dan satuan nilai tersebut [Q]. Anda dapat mengatur skala dengan dua cara. Pada cara pertama, dua nilai Q 0 dan Q 1 dipilih, yang diimplementasikan secara fisik relatif sederhana. Nilai-nilai ini disebut titik referensi , atau rapper utama , dan intervalnya (Q 1 -Q 0) – interval utama . Titik Q 0 diambil sebagai titik asal, dan nilainya:
per satuan pengukuran.
Skala hubungan . Contohnya adalah skala massa dan suhu termodinamika. Dalam skala rasio, terdapat kriteria alami yang jelas untuk manifestasi kuantitatif nol dari suatu properti dan satuan pengukuran. Skala hubungan adalah yang paling maju. Mereka dijelaskan dengan persamaan:
di mana Q adalah PV yang skalanya dibuat; [Q] adalah satuan pengukurannya; q adalah nilai numerik PV.
Skala mutlak . Yang kami maksud dengan absolut adalah skala yang memiliki semua ciri skala rasio, tetapi juga memiliki definisi satuan pengukuran yang tidak ambigu dan tidak bergantung pada sistem satuan pengukuran yang dianut. Skala tersebut sesuai dengan nilai relatif: penguatan, redaman, dll.
Skala penamaan dan urutan disebut non-metrik (konseptual), dan skala interval dan rasio metrik (bahan).