Измерване

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Шублер, средство за измерване

Измерването е процесът за определяне на отношението на една (измервана) физична величина (например дължина или маса) към друга еднородна величина, приета за единица (например, метър или килограм), и въведена в техническо средство (средство за измерване). Измерванията са основен елемент в наблюденията, използвани от научния метод. Науката за измерването, методите и средствата му се нарича метрология. Точността на всяко измерване е свързано с определена грешка или несигурност.

Видове[редактиране | edit source]

Измерванията, специално във физиката се делят на преки и косвени (непреки). Преки измервания се наричат тези, които се извършват с прости измерителни уреди, при което се определя дадената физична величина. При косвените измервания е трудно да се измери непосредствено търсената величина, затова се измерват други, свързани с нея величини, след което се използва формула за определяне на търсената величина. Косвените измервания са характерни на ниво атоми, с други думи в микросвета. Някои величини позволяват както пряко, така и непряко измерване.

История на измерването[редактиране | edit source]

Индската цивилизация (3000-1500 пр.н.е.) е първата известна цивилизация, която използва надеждни мерки и теглилки и стандартизира измерването.[1] Оттогава датира и калибрирането на инструментите. Тази цивилизация достига голяма точност при определянето на дължина, маса и време. На слонова кост са отбелязани мерки с точност до 1,704 mm (1/16 инча). Намерените измерителни уреди ползват инчове и футове. Традиционните архитектурни форми са построени с точност до 1/16 от инча, най-доброто приближение на бронзовата ера. Намерени са пръчки за измерване, които са точно 33 инча и са разграфени на 24 еднакви участъка.

Теглилките са кратни на 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200 и 500, като единицата е приблизително 28 g, подобна на английската или римската унция. Съществуват и други системи за мерене на дължина като например отделни части на тялото като естествени измерителни уреди.

Във Вавилон и Древен Египет се използват педя, аршин или лакът за дължина, а за време периодичността на слънцето и луната.

Системи от единици[редактиране | edit source]

За да могат величините от дадена категория да се сравняват помежду си, една конкретна величина, притежаваща постоянна стойност, се избира за величина за сравнение и се нарича единица. Така всяка друга величина от въпросната категория може да бъде изразена като функция на тази единица чрез умножаването ѝ с едно число. Това число се нарича числена стойност на величината, изразена с тази единица. Всяка измерителна система има свои единици, които се наричат основни, те измерват фундаментални физични величини. Всички останали единици се получават на базата на тези и се наричат производни.

SI[редактиране | edit source]

Службата за мерки и теглилки в Англия

Международната система от единици (съкр. SI от Système international d'unités[2]) е съвременната форма на метричната система и е най-широко използваната мерна система както в науката, така и в търговията и инженерното дело.

Старата метрична система включва няколко разряда единици. SI е разработена през 1960 г., по-скоро на базата на старата система метър-килограм-секунда (MKS), отколкото на конкурентната система сантиметър-грам-секунда, която е имала няколко разновидности. Самата SI не е фиксирана, а дефинициите за единиците се променят, когато могат да бъдат по-ясно и точно предефинирани, по силата на международна конвенция, щом напредъкът на науката и технологиите позволяват извършването на по-точни измервания от времето, по което единиците са били дефинирани.

SI се използва на практика навсякъде по света, като повечето държави дори не поддържат официални дефиниции на други мерни системи. Важно изключение са САЩ, които продължават да използват Имперска мерна система в допълнение към SI. В Обединеното кралство преминаването към SI е правителствена политика, но стари единици все още се използват. Мерните единици на държавите, използващи различна мерна система (напр. САЩ), са изразени в единици от SI.

Дефинициите на единиците от SI се разглеждат и преразглеждат на Международната конференция по мерките и теглилките, в която участват страните, подписали Конвенцията за метъра (в сила от 1875 г. и многократно изменяна), и която се организира веднъж на всеки 4 години в Париж[3].

CGS[редактиране | edit source]

Системата CGS (сантиметър-грам-секунда) е кохерентна система единици, която през 19 век постепенно се наложила при измерванията във физиката. Подобно на използваната днес международна система SI, и тя почива на метричните единици метър, килограм и секунда (поради това SI е наричана по-рано система MKS), но основните ѝ единици имат други десетични представки. В областта на механиката тя е разширена с единиците келвин, кандела и мол. Днес се прилага рядко, като е забранено да се използва заедно с единиците от международната система SI.

Производни на системата CGS са единиците дина, ерг, поаз, стокс, гаус, оерстед и максуел. Те също не трябва да се използват едновременно с единиците от SI.

През 1954 г. международна комисия препоръча системата MKS като основа за една обща единна система в областта на науката и техниката. През следващите десетина години системата CGS постепенно бе изместена от системата SI в учебниците и в практиката на специалистите. Някои физици обаче продължили да ползват системата CGS заради по-удобните в отделни случаи изчисления. Системата се поддържа от Международния съюз за чиста и приложна физика (International Union of Pure and Applied Physics, IUPAP).

Имперска система единици[редактиране | edit source]

Имперски единици обикновено се наричат единиците от почти излязлата от употреба Британска (или Английска) система от единици, основаваща се на фунт, ярд и галон. Приета е от Английския парламент през 1824 г. и е използвана в Обединеното кралство и в бившите британски колонии, включително в т. нар. Британска общност. През 1963 и 1985 г. имперските единици се предефинират в единици от SI.

Официално имперските единици се използват само в 4 страни в света: Либерия, Мианмар, Обединено кралство Великобритания и Северна Ирландия и САЩ, като в Либерия и Мианмар на практика се използва метричната система.

Обединеното кралство е в процес на нейно приемане. Във Великобритания, особено с навлизане на законодателството на ЕС, имперските единици биват постепенно измествани от употреба от метричната система SI.

Имперската система и в момента активно се употребява в САЩ (където се използва по-старият стандарт Wine gallon със същите наименования). Още през 60-те години на миналия век започва широка кампания (инициирана от Конгреса) за преминаване към SI, но процесът е бавен. Днес се отчита, че в много области, преди всичко в науката, преходът е завършил (НАСА например изцяло работи само с единици SI). В други области, като медицината, ползването на единиците е смесено. Строителството също бавно преминава към „новата” система, а нормативните документи са едновременно в SI и в имперски единици. В обществото преобладава мнението, че приемането на метричната система е в интерес на нацията, но има и много инерционни нагласи.

Уреди за измерване на най-разпространените величини[редактиране | edit source]

Маса[редактиране | edit source]

Лабораторна везна

За измерване на масата на даден предмет се използва уред, наричан кантар (или наричан още везна). Различните видове везни използват или пружина, която всъщност мери сила, или метод на сравнение с познати маси, при което се изисква гравитационно поле. Съществуват също така пневматични и хидравлични везни. Кантарите се използват в медицината, търговията и научните лаборатории и преди употреба трябва да се калибрират.

Дължина[редактиране | edit source]

Навит шивашки метър в няколко цвята

Най-елементарният уред за измерване на дължина е линийката, изобретена още 1500 г.пр.н.е. и изработена от слонова кост от индската цивилизация. Днес се прави от пластмаса и се използва в геометрията, картографията, техническото чертане, инженерните науки и други за измерване на дължини или построяване на прави линии. Тя е вече разграфена и калибрирана.

Други уреди за измерване на дължина са дърводелският метър, шивашкият метър и рулетката. Дърводелският метър всъщност е дълъг два метра, но може да се сгъва до дължина от само 20 сантиметра, което го прави много удобен за носене в джоба. От друга страна шивашкият метър е направен от мек материал, вид пластмаса, така че да се навива на руло и също заема много малко място и може да се носи в джоба. Рулетката е инструмент за измерване на дължини, който е направен най-често от метална лента, широка от 1 до 2 сантиметра, с деления (от едната страна в сантиметри, от другата в инчове), която се навива и затваря в пластмасов корпус. Обикновено е снабдена с пружина за връщане обратно на лентата и с механизъм за застопоряване. Използва се в строителството и промишлеността, но може да се пригоди и за домашна употреба, особено при ремоделиране на стая или друго помещение. Дължината на рулетката достига до 5 метра.

Време[редактиране | edit source]

Уредът за измерване на времето се нарича часовник. Служи за измерване на времетраенето на дадено събитие или процес и за по-добро планиране на отделните дейности. Той е е едно от най-старите човешки изобретения. В съвременната си форма часовникът е изобретен около 14 век. Днес най-точните устройства за измерване и отчитане на времето са атомните часовници, които могат да запазят точността си до секунда в продължение на милиони години.

Вижте също[редактиране | edit source]

Външни препратки[редактиране | edit source]

Източници[редактиране | edit source]

  1. History of measurement
  2. Bureau International des Poids et Mesures
  3. Conférence Générale des Poids et Mesures