Основни инфекциозни заболявания, причинени от биологични

Заболявания	Пътища на предаване	Скрит период, дни	Продължителност на инвалидността, дни
Чума	Въздушно-капков контакт с белодробно болен; чрез ухапвания от бълхи, от големи гризачи		7-14
антракс	Контакт с големи животни, тяхната козина, кожи; ядене на заразено месо, вдишване на заразен прах	2-3	7-14
сап	Същото		20-30
Туларемия	Вдишване на прах, инфекциозни патогени; контакт с болни гризачи; пиене на инфекциозна вода	3-6	40-60
холера	Пиене на замърсена вода и храна		5-30
Жълта треска	Чрез ухапвания от комари, от болни животни и хора	4-6	10-14
Едра шарка	Контакт във въздуха; чрез инфекциозни предмети		12-24
Точкова треска скалисти планини	Чрез ухапвания от кърлежи вектори (от болни гризачи)	4-8	90-180
Ботулизъм	Яденето на храна, която съдържа токсини	0,5-1,5	40-80

Патогенните микроорганизми, причиняващи чревни инфекциозни заболявания, могат да попаднат в питейната вода, млякото и хранителните продукти, консумацията на които може да причини заболяване на здрав човек.

Разпределение чревни инфекциичесто допринасят за появата на мухи, както и замърсяването на ръцете с изпражнения при хора, които не спазват правилата за собствена хигиена.

Поражение здрав човеквъзниква в резултат на близък контакт с пациент, когато инфекциозни частици слуз лесно проникват в горните дихателни пътища.

Механизмът на предаване на инфекцията на дихателните пътища създава възможност за широкото й епидемично разпространение, особено сред децата.

Сред някои видове инфекции, грипът и морбили се характеризират с това, че патологични процесиразвиват се на мястото на проникване на патогена.

Борбата с разпространението на инфекции на дихателните пътища се извършва чрез изолиране на пациентите и използване на лични предпазни средства (носене на марлеви превръзки, които покриват носа и устата на болен човек).

При профилактика на едра шарка голямо значениеимат високоефективни ваксинации (ваксинации и реваксинации).

Тази група включва антракс, сап, шап и други заболявания. Инфекциозният принцип се предава от източника на инфекция директно и чрез замърсени предмети: например, човек може да се зарази с антракс чрез кожена яка, заразена с антраксни бактерии, и типичен антракс се образува върху кожата на шията или лицето.

Основните методи за борба с инфекциите на външната обвивка са изолирането и лечението на пациентите, както и прекъсването на пътищата на предаване на инфекцията, например, производството на обувки само от суровини, които са тествани за заразяване със спори на антракс.

За предотвратяване на горните инфекции има превенция на ваксинацията.

Зона (огнище) на биологично замърсяване. Карантина, наблюдение

В резултат на изпускане на опасни биологични агенти в околната среда (авария, случаи на въвеждане на патоген, използване на биологично оръжие) и разпространение в района патогенни микроби, токсини, опасни вредители, могат да се образуват зони на биологично замърсяване и фокус на биологично увреждане.

Зона на биологично замърсяване– това е зона, замърсена с биологични патогени на болести, опасни за хората, животните или растенията.

Причинителите на инфекциозни заболявания могат да се разпространяват, увеличавайки зоната на инфекция, от хора, насекоми, особено кръвни, животни, гризачи и птици. Хора, селскостопански животни, птици, диви животнии птици, въздух, терен, водоеми, кладенци, водоеми с пия вода, фураж, селскостопански култури, запаси от култури, храна, машини, пасища и жилищни помещения.

Зоната на инфекцията се характеризира с:

видове биологична защита;

Размери;

Разположение спрямо ОНХ;

Времето на образованието;

Степен на опасност;

Смяна на времето.

Размерът на фокуса на биологичното замърсяване зависи от:

Вид, видове, брой патогенни микроби и неприятели по растенията;

Условия за експозиция и размножаване в околната среда;

Метеорологични условия;

Скоростта на тяхното откриване;

Навременно прилагане на превантивни и терапевтични мерки.

Място на биологично уврежданеТова е територия, в която в резултат на въздействието на биологични свойства е настъпило масово унищожаване на хора, селскостопански животни и растения.

Характеризира се с:

Видове биологични свойства;

Броят на засегнатите хора, растения, животни;

Продължителност на действията;

Увреждащи свойства на патогени.

Ако възникне огнище на биологична инфекция, за да се предотврати разпространението на инфекции от огнището, се въвежда карантина и наблюдение.

Карантина- това е система от държавни мерки, които се провеждат в епидемиологичен (епизоотичен, епифитотичен) фокус за предотвратяване на разпространението на инфекциозни заболявания от лезията за пълна изолация и нейното елиминиране. Карантината предвижда изолиране на екипа, сред който са възникнали инфекциозни заболявания, с хоспитализация на пациентите, наблюдение на тези, които са били в контакт с тях, и медицинско и ветеринарно наблюдение на останалите.

За тази цел се провеждат следните административни, икономически, противоепидемични, ветеринарни, санитарни, санитарно-хигиенни, противоепидемични, лечебни и превантивни мерки:

1. Пълна изолация на лезията:

Около пожара се поставя караул, организира се комендантска служба, организират се патрули.

Всички ферми, граничещи с източника на биологично заразяване, се уведомяват за поставяне на карантина. Когато се открият патогени, особено опасни заболявания(антракс, сап, чума, шап, чума по говедата, Африканска чумасвине и други болести) районите в близост до източника на инфекция се обявяват за застрашена зона. По всички сухопътни водни пътища на граничния пункт са поставени 24-часови карантинни постове, като между тях се организират патрули. КПП-та се изграждат по основните комуникационни пътища - магистрали, железопътни линии, водни пътища, на местата, където се пресичат с границата на засегнатата зона, както и на летищата в карантинната зона. По всички пътища, водещи до огнището, са поставени предупредителни знаци, указващи обходни и обходни пътища.

2.Б населени местаи в обектите е организиран вътрешен комендантски час, осигурява се охрана на инфекциозни изолатори и болници, контролни пунктове и др.

3. Забранява се излизането на хора, животни и имущество от карантинните зони. Транспортирането до замърсената територия се разрешава от началника на Гражданската отбрана само на специализирани звена по техния транспорт.

4. Забранено е транзитното преминаване на МПС през засегнатите райони (изключение може да бъде железопътният транспорт).

5. Стопанските субекти, които продължават дейността си, преминават на специален режим на работа при стриктно спазване епидемиологични дейности. Работните смени са разделени на малки групи, като контактите между тях са сведени до минимум. Храненето и почивката на работниците и служителите се организират групово в специално обособени помещения. Работата на всички спира образователни институции, развлекателни събития, пазари и базари.

6. Населението в карантинната зона се разделя на малки групи, т.нар. карантина. Не му е позволено да напуска къщите или апартаментите си, освен ако не е абсолютно необходимо. Храна, вода и стоки от първа необходимост се доставят от специални екипи. При необходимост от извършване на неотложна работа извън дома хората трябва да носят лични предпазни средства.

7. Работата на магазини, цехове и битови заведения може да бъде възобновена само след установяване на вида на патогена и установяване на епидемиологичната обстановка. В този случай няма да се изискват строги мерки за сигурност веднага след дезинфекция на околната среда и саниране на населението.

В комплекса от противоепизоотични мерки в огнището на инфекцията са важни:

Клинични и лабораторни изследвания на животните и разделянето им на групи;

Мерки за премахване на експозицията по време на външна среда– дезинфекция на територията, транспорта, животновъдните и други помещения и прилежащите площи, вода, храна, фураж и предмети за грижа за животните;

Провеждане на ветеринарномедицинско разузнаване, обобщаване и анализиране на резултатите от него;

Профилактични и задължителни ваксинации;

Ветеринарно лечение и лечение на болни и съмнителни животни;

Изследване и дезинфекция на месо и други сурови продукти от животни, които са били подложени на биологични свойства;

Привеждане в изправност на кланични пунктове и площадки и повторното им разполагане;

Оборудване за гробища за едър рогат добитък и трупополагащи площадки;

Контрол върху използването на месо и мляко от засегнатите животни;

Контрол върху изнасянето на трупове и тяхното погребване.

При възникване на отделни заболявания всички работници и служители на предприятия и институции трябва да вземат мерки за лична безопасност:

Носете предпазни маски;

Спазвайте основните правила за лична хигиена на работното място и у дома;

Да не се консумират непроверени храни и вода;

Запалете огън в замърсената зона;

Ако се появят признаци на заболяване, свържете се с медицинските власти;

Населението в огнището на заразни болести извършва:

Дезинфекция на вашите апартаменти;

Дезинфекция на вода и храни;

Може да се пере в домашни условия;

Преоблича се;

Следи вашето благосъстояние и леко заболяване(температура, настинка, диария) незабавно вика лекар по телефона, чрез прикрепения санитарен състав или санитарния служител на сградата.

В условията на карантина се осигурява:

Провеждане на аварийна профилактика;

Засилване на епидемиологичния надзор;

За населението: - посещения от врата на врата; ранно откриване; изолация и хоспитализация на инфекциозно болни; засилен медицински контрол върху изпълнението на санитарно-хигиенните мерки; саниране и дезинфекция; и превантивни ваксинации.

Такова лечение се организира медицински екип, прикрепени към обекти на стопанска дейност.

За всеки санитарен отряд е определена част от улицата, блока, сградата или работилницата, която санитарните отряди обхождат 2-3 пъти на ден. Издава се населението, работници и служители лекарствени препарати. За профилактика се използват широкоспектърни антибиотици и други лекарства, които осигуряват превантивни и лечебен ефект. Населението, което разполага с комплекти за първа помощ AI-2, извършва превантивно лечение с помощта на лекарства от комплекта за първа помощ.

Карантината се организира с решение на държавната администрация и изпълнителния комитет на областта или региона. Карантинните мерки се изпълняват изцяло само при поява на особено опасни заболявания и такива, които се характеризират с бързо и масово заразяване (чума, коремен тиф, холера, едра шарка, шап, антракс, сап).

В случаите, когато идентифицираният тип патоген не принадлежи към групата на особено опасните инфекциозни заболявания и няма опасност от масови заболявания, въведената карантина се заменя наблюдение. Под наблюдениеразбират прилагането на редица изолационно-ограничителни и терапевтични мерки в засегнатата област предпазни меркинасочени към предотвратяване разпространението на инфекциозни заболявания.

Режимните мерки в зоната за наблюдение, за разлика от карантината, включват:

Максимални ограничения за влизане и излизане, както и изнасяне на имущество от огнището без предварителна дезинфекция и разрешение от епидемиолози;

Засилване на медицинския контрол върху снабдяването с храна и вода;

Ограничаване на движението в замърсената зона, общуване между отделни групи хора;

Други събития.

При установяване на режим на наблюдение е необходимо да се установи:

Брой на засегнатите животни;

Извършвайте ветеринарно лечение на животни с едновременна дезинфекция на местата, където са поставени животните, и всички предмети, които влизат в контакт с тях.

В този случай задайте:

Ветеринарно наблюдение на засегнатите животни;

Забранява им се паша в райони на инфекция;

Ограничете контакта с тях;

Организира напускането на източника на инфекция и влизането на територията му на всички видове транспорт, движението и транспортирането на животни, преминаването на животински и растителни продукти през зоната за наблюдение;

Провеждане на биологичен контрол на замърсяването на селскостопански животни, животински продукти, вода и фуражи.

За предотвратяване на инфекциозни заболявания се провеждат същите лечебни и превантивни мерки, както по време на карантина, но в условията на наблюдение изолацията и превантивните мерки са по-малко строги, т.е. излизането на населението от зоната на инфекцията не е забранено, но е ограничено и разрешено при задължително провеждане на превантивни мерки.

По-рядко комуникационният контакт между населението в средата на огнището е ограничен.

Установеният режим и правила за поведение при огнище на заразни болести, както и изискванията на медицинското обслужване, трябва да се спазват от всички граждани. Никой няма право да избягва превантивните ваксинации или приема на лекарства.

За да предотвратите масово разширяване, стриктно спазвайте правилата за лична хигиена:

В жилищните сгради е необходимо да се дезинфекцират парапетите на входа, дръжките на вратите, тоалетните - да се напълнят с белина, да се почистят помещенията с мокър метод и да се предотврати размножаването на мухи и комари.

В райони с инфекциозни заболявания вземете вода от водопровода или от незаразени тествани медицинско обслужваневодоизточници.

Всички продукти трябва да се съхраняват в затворени контейнери и да се обработват преди употреба:

Сварете вода и мляко;

Изплакнете обилно суровите зеленчуци и плодове;

Хранене с индивидуални прибори.

Преди да напуснете помещението:

Сложете индивидуални средствазащита на дихателните пътища и кожата;

Преди да влезете в жилищни помещения от улицата, обувките и дъждобраните трябва да се оставят извън помещенията и след това да се третират с дезинфектанти. Специално вниманиенасочват пациентите за преглед.

Трябва да се вземат всички предпазни мерки, ако пациентът остане у дома: по-добре е да го поставите в отделна стая. Ако това не е възможно, покрийте го с параван.

В стаята дезинфекцирайте и дезинфекцирайте предмети, които пациентът е докоснал. Дезинфекцията може да се извърши по най-простите начини: измиване със сапун, изваряване на отделни предмети и др.

Един човек трябва да се грижи през цялото време. Това изисква спазване на правилата за безопасност и правилата за лична хигиена.

За дезинфекция на помещения най-често се използва утаен разтвор от 0,1-0,5% белина. За да приготвите 5% разтвор, трябва да разтворите 0,5 kg белина в 10 литра вода и да оставите разтвора да се утаи.

Карантина или наблюдение може да има и в мирно време в случаи на опасни заболявания в области или региони. Той обаче е с доста отслабен характер (режим) в зависимост от заболяването (не се използват паравоенните сили на Гражданска защита).

Възможно е обявяване на карантина от местно значение (училища, детски градини и др.) Без ограничения и изолация на територии без използване на паравоенна служба и др., като се използват медицинските ресурси на града или областта.

В зоните за карантина и наблюдение от самото начало на тяхното формиране се извършват мерки за дезинфекция (дезинфекция), дезинфекция и дератизация (унищожаване на насекоми и гризачи). Сроковете за карантина и наблюдение се определят въз основа на продължителността на максимума инкубационен периодв огнището заразна болест(като се вземе предвид хоспитализацията на последния инфекциозен пациент и края на крайната дезинфекция).

Проблемът с избора на система от единици от физически величини доскоро не можеше да бъде изцяло свързан с нашия произвол. От гледна точка на материалистическата философия не ни беше лесно да убедим никого, че голяма част от естествените науки, свързани с осигуряването на единството на измерванията, се основава основно на зависимостта на основните точки от нашето съзнание. Възможно е да се обсъжда дали системата от единици е добре или зле проектирана физически единици, но фактът, че по същество всяка система от количества и единици има произволност, свързана с човешкото съзнание, остава безспорен.

Единиците на физическите величини се делят на основни и производни. До 1995 г. все още имаше допълнителни единици - единици за равнинни и телесни ъгли, радиани и стерадиани - но за да се опрости системата, тези единици бяха прехвърлени в категорията на безразмерните производни единици.

Основни физични величиниса количества, избрани произволно и независимо едно от друго.

Основните единици са избрани така, че чрез естествената връзка между количествата да е възможно да се образуват единици на други величини. Съответно образуваните по този начин величини и единици се наричат ​​производни.

Повечето основен въпроспри конструирането на системи от единици е колко основни единици трябва да има или по-точно какви принципи трябва да се следват при конструирането на определена система? Отчасти в метрологичната литература може да се намери твърдението, че основният принцип на системата трябва да бъде минимален брой основни единици. Всъщност този подход е неправилен, тъй като следвайки този принцип, може да има само една такава величина и единица. Например, почти всяко физическо количество може да бъде изразено чрез енергия, тъй като в механиката енергията е равна на:

• кинетична енергия

където m е масата, -v е скоростта на движение на тялото;

• потенциална енергия

(1.4)

където m е маса, g е ускорение, H е височина (дължина).

При електрически измервания, зарядна енергия

(1.5)

където q е зарядът, U е потенциалната разлика.

В оптиката и квантовата механика фотонна енергия

където h е константата на Планк, v е честотата на излъчване.

В топлофизиката, енергията на топлинното движение на частиците

(1.7)

където k е константата на Болцман, T е температурата.

Използвайки тези закони и разчитайки на закона за запазване на енергията, е възможно да се определи всяка физическа величина, независимо от това за какви явления се отнася - механични, електрически, оптични или топлинни.

За да направим казаното по-убедително, нека разгледаме основните механични единици, възприети в повечето системи - единици за дължина, време и маса. Тези количества са основни, т.е. избрани произволно и независимо едно от друго. Нека сега разгледаме каква е степента на тази независимост и дали е възможно да се намали броят на произволно избраните основни механични възли.

Повечето от нас са свикнали с факта, че вторият закон на Нютон е написан като

(1.8)

където F е силата на взаимодействие, m е масата на тялото и е ускорението на движението и този израз е определението за инерционна маса. От друга страна, гравитационната маса според закона за всемирното привличане се определя от връзката

(1.9)

където r е разстоянието между телата, а γ е гравитационната константа, равна на

(1.10)

Като се има предвид, например, равномерното движение на едно тяло около друго в кръг, когато инерционната сила Fi е равна на гравитационната сила Fg, и като се има предвид, че масата m в двата закона е една и съща величина, получаваме:

(1.11)

(1.12)

където T е периодът на революция, получаваме

(1.13)

Това е израз на третия закон на Кеплер, отдавна известен за движението небесни тела, т.е. получихме връзката между времето T, дължината r и масата m във формата

(1.14)

Това означава, че е достатъчно коефициентът K да бъде равен на единица и единицата за маса ще се определи чрез дължина и време. Стойността на този коефициент

(1.15)

е следствие само от факта, че произволно сме избрали единица маса и за да приведем ситуацията в съответствие с физичните закони, сме длъжни да въведем допълнителен фактор K в закона на Кеплер. Горният пример ясно показва, че числото на основните единици могат да се променят както по-малка, така и по-голяма страна, т.е. зависи изцяло от нашия избор, обусловен от удобството на практическото използване на системата.

Естествено, произволно избирайки всяка единица като основна, ние произволно избираме размера на тази единица. При механичните измервания имаме възможност да сравняваме дължина, време и маса с произволни величини със същото име, избрани като първоначални. С развитието на метрологията дефинициите на размера на количествата на основните единици многократно се променят, но това не засяга нито физическите закони, нито единството на измерванията.

Нека покажем, че произволът на избора на размер на единица се среща не само за основни, произволно избрани количества, но също и за производни количества, т.е. тези, свързани с някои основни физични закони. Като пример, нека се върнем към дефинициите на силата чрез инерционните свойства на телата или чрез гравитационните свойства. Приемаме, че основните величини са дължина, време и маса. Нищо не пречи да считаме коефициента на пропорционалност в закона за всемирното привличане равен на единица, т.е. да считаме, че

(1.16)

Тогава във втория закон на Нютон ще трябва да въведем коефициент на пропорционалност, наречен инерционна константа, т.е.

(1.17)

Стойността на инерционната константа трябва да бъде равна на

(1.18)

Подобна картина може да се проследи чрез изразяване и вземане на единица площ. Ние сме свикнали с факта, че единицата площ е площта на квадрат със страна от една единица дължина - квадратен метър, квадратен сантиметър и т.н. Въпреки това, никой не забранява да изберете площта на кръг с диаметър 1 метър като единица площ, т.е., като се брои Какво

(1.19)

В този случай ще бъде изразена площта на квадрата

(1.20)

Тази единица за площ, наречена „кръгъл метър“, е много удобна за измерване на площите на кръгове. Очевидно „кръгъл метър“ ще бъде 4/π пъти по-малък от „квадратен метър“.

Следващият въпрос в проблема за избора на системни единици е да се определи целесъобразността от въвеждане на нови основни единици при разглеждане на нов клас физически явления. Да започнем с електромагнитните явления. Добре известно е, че електрическите явления се основават на закона на Кулон, който свързва механичните величини - силата на взаимодействие и разстоянието между зарядите - с електрическа величина - заряд:

(1.21)

В закона на Кулон, както и в други закони, където се споменават векторни величини, пропускаме единичния векторс цел опростяване. В закона на Кулон коефициентът на пропорционалност е равен на 1. Ако вземем това като основа, което се прави в някои системи от единици, тогава основната електрическа единица не е необходима, тъй като единицата за ток може да се получи от връзката

(1.22)

където q е зарядът, определен от закона на Кулон; t - време. Всички други единици на електрически величини се определят от законите на електростатиката и електродинамиката. Независимо от това, в повечето системи от единици, включително системата SI, произволно се въвежда електрическа базова единица за електрически явления. В системата SI това е ампер. След произволен избор на Ампер зарядът ще бъде изразен от връзката като

(1.23)

В резултат на това се повтори описаната по-горе ситуация, когато едно и също физическо количество се определя два пъти. Веднъж чрез механични величини - формула (1.21) и друг път чрез формула на Ампер (1.23). Тази неяснота ни принуждава да въведем допълнителен коефициент в закона на Кулон, наречен „диелектрична константа на вакуума“. Законът на Кулон приема формата:

ОТНОСНО физически смисълдиелектричната константа на вакуума често се задават въпроси, когато искат да разберат степента на разбиране на същността на закона на Кулон. От метрологична гледна точка всичко е просто и ясно: чрез произволно въвеждане на основната единица за електричество - ампер - трябва да вземем мерки, за да гарантираме, че има съответствие между въведените по-рано механични единици и тяхното ново възможно изразяване с помощта на ампер .

Точно същата ситуация може да се проследи при измерванията на температурата с въвеждането на произволна основна единица - Келвин, както и при оптични измерванияс въвеждането на кандела.

Тук разглеждаме подробно ситуацията с избора на единици на основните физични величини и с избора на техния размер, за да докажем същността на основния принцип на изграждане на системи от единици от физически единици.

Този принцип е лекота на практическа употреба.Само тези съображения определят броя на основните единици, избора на техния размер и всички допълнителни, вторични принципи се основават на това като основно. Това например е добре познатият принцип, който гласи, че като основна величина трябва да се избере такава, чиято единица може да бъде възпроизведена с възможно най-висока точност. Това обаче е желателно, но в някои случаи непрактично. По-специално, при механични измервания единицата за честота - херцът - се възпроизвежда с най-висока точност, но честотата не е включена в категорията на основните единици.

При електрически измервания, по-точно, амперът може да бъде възпроизведен от волт - единица за потенциална разлика. В оптиката е постигната изключителна прецизност в измерванията на енергията чрез преброяване на кванти. Поради тези причини общоприетото изразяване на величини и единици става доминиращо над стремежа да се избере за основна единица тази, която се възпроизвежда най-точно.

Окончателното потвърждение за избора на единица система, базирана на принципа на използваемостта, е две точки.

Първият е фактът на присъствието в международната система SI на две основни единици за количество на веществото - килограм и мол. Нищо освен лекота на използване химически процесивъвеждането на друга основна единица - молът - този факт не може да бъде обяснен.

Второто е фактът, че в редица случаи се използват системи от единици, различни от системата SI. В продължение на много години и десетилетия метролозите се опитват да поддържат една единствена система от единици.Системата SI обаче е неудобна за изчисляване на атомни и молекулярни структури и хората продължават да използват атомната система от единици, в която основните количества се определят от размера на атома и процесите, протичащи в атома. Когато разглеждаме различни системи от единици, ще се спрем подробно на конструкцията на тази система. По същия начин системата SI се оказва неудобна при измерване на разстояния до космически обекти. Тази област е разработила своя специфична система от единици и количества.

Изборът в метрологията на система от единици от физически величини е свързан главно с удобството на тяхното използване и до голяма степен се основава на традициите при решаването на проблема за осигуряване на еднаквост на измерванията.

Лекция 1

Въвеждащ урок. Предмет "метрология", задачи, принципи, обекти и средства на метрологията, стандартизация и сертификация. Закон на Руската федерация „За осигуряване на единството на измерванията“. Международни организации по метрология.

Слово метрологияобразувано от две гръцки думи метро(мярка) и лого(учение, умение) и означава преподаване на мерки. Метрологията в съвременния смисъл на думата е наука за измерванията, методите и средствата за осигуряване на тяхното единство и методите за постигане на необходимата точност.

Единство на измерваниятае състоянието на измерванията, при което техните резултати са изразени в законови единици и грешките са известни с дадена вероятност.

За дълго времеметрологията беше предимно описателна наука за различни мерки и връзките между тях. Но в процеса на развитие на обществото ролята на измерванията нараства и от края на миналия век, благодарение на напредъка на физиката, метрологията се издига на качествено ново ниво.

Днес метрологията е не само наука за измерванията, но и дейност, която включва изучаването на физическите величини, тяхното възпроизвеждане и предаване, използването на еталони, основните принципи и методи за създаване на измервателни уреди, оценката на техните грешки, като както и метрологичен контрол и надзор.

Целта на метрологията е да осигури еднаквостта на измерванията, т.е. съпоставимост и последователност на техните резултати, независимо къде, кога и от кого са получени тези резултати.

Тъй като критичните решения се вземат въз основа на резултатите от измерванията, трябва да се осигури подходяща точност, надеждност и навременност на измерванията.

Има три основни функцииизмервания в националната икономика:

1) продуктово счетоводство Национална икономика, изчислени по маса, дължина, обем, разход, мощност, енергия;

2) измервания, извършвани за контрол и регулиране на технологичните процеси и за осигуряване на нормалното функциониране на транспорта и съобщенията;

3) измервания на физични величини, технически параметри, състав и свойства на веществата, извършени при научно изследване, изпитване и контрол на продукти в различни отрасли на националната икономика.

Значението на измерванията е особено важно по време на прехода към пазарни отношения, свързани с конкуренцията между производителите и съответно с повишени изисквания към качеството и техническите параметри на продуктите. Подобряването на качеството на измерванията и въвеждането на нови методи за измерване зависи от нивото на развитие на метрологията.

Основните цели на метрологията са;

· осигуряване на изследване, производство и експлоатация на технически средства;

· контрол върху състоянието на околната среда;

· осигуряване на институции и организации с подходящи измервателни уреди.

Метрологията се разделя на

· общи – теоретични и експериментални;

· приложни (практически);

· законодателна.

Теоретична метрологиясе занимава с въпроси на фундаменталните изследвания, създаването на система от мерни единици, физическите константи и разработването на нови методи за измерване.

Експериментална метрология- въпроси на създаване на еталони, образци на мерки, разработване на нови средства за измерване, устройства и информационни системи.

Приложна (практическа) метрологиясе занимава с практическо приложение на резултатите в различни области на дейност теоретични изследванияв рамките на метрологията.

Законова метрологиявключва набор от взаимосвързани и взаимозависими общи правила, както и други въпроси, регулирането и контролът на които са необходими от страна на държавата и за осигуряване на единството на измерванията и единството на измервателната система.

Метрологична служба- набор от предмети на дейност и видове работа, насочени към осигуряване на еднаквост на измерванията.

Законът уточнява това Държавна метрологична службае под юрисдикцията на Държавния стандарт на Русия и включва: държавни научни метрологични центрове; органи на Държавната метрологична служба на територията на републиките на Руската федерация, автономна област, автономни окръзи, територии, региони, градове Москва и Санкт Петербург.

Госстандарт на Русия управлява Държавната служба за време и честота и определяне на параметрите на въртене на Земята (GSVCh), Държавната служба за стандартни проби на състава и свойствата на веществата и материалите (GSSO) и Държавната служба за стандартни референтни данни за физическите константи и свойства на веществата и материалите (GSSSD) и координира тяхната дейност.

Обекти на държавен надзор са:

1. нормативни документи по стандартизация и техническа документация;

2. продукти, процеси и услуги;

3. други обекти в съответствие с действащото законодателство за държавния надзор.

През 1993 г. е приет „Законът на Руската федерация за осигуряване на единството на измерванията“, който установява правната основа за осигуряване на единството на измерванията в Руската федерация. Законът регулира отношенията на държавните органи на Руската федерация с юридически и физически лица по въпросите на производството, производството, експлоатацията, ремонта, продажбата и вноса на средства за измерване и е насочен към защита на правата и законните интереси на гражданите, установени правния ред и икономиката на Руската федерация от негативните последици от ненадеждните резултати от измерванията.

Законът за осигуряване на единството на измерванията се състои от седем раздела: общи разпоредби; единици за величини, средства и техники за извършване на измервания; метрологични услуги; държавен метрологичен контрол и надзор; калибриране и сертифициране на средства за измерване; отговорност за нарушаване на закона и финансиране на работата за осигуряване на еднаквост на измерванията.

В първия раздел Законът „За осигуряване на единството на измерванията“ установява и урежда основните понятия, приети за целите на закона: еднаквост на измерванията, измервателен уред, държавен стандарт на единица величина, нормативни документи за осигуряване на еднаквост измервания, метрологично обслужване, метрологичен контрол и надзор, проверка и калибриране на средства за измерване, сертификат за типово одобрение на средства за измерване, акредитация за право на проверка на средства за измерване и свидетелство за калибриране. Първият член на закона дава следното определение на понятието „единство на измерванията“.

еднаквост на измерванията- състояние на измерванията, при което техните резултати се изразяват в законови единици величини и грешките на измерване не надхвърлят установените граници с определена вероятност.

Понятието „еднородност на измерванията“ обхваща най-важните задачиметрология: унификация на единици, разработване на системи за възпроизвеждане на единици и прехвърляне на техните размери към работещи измервателни уреди сустановена точност, извършване на измервания с грешка, която не надвишава установените граници и др. Еднаквостта на измерванията трябва да се поддържа при всякаква точност на измерване, изисквана от икономическия сектор.

Осигуряването на еднаквост на измерванията езадача на метрологичните служби.

Комплексът от нормативни, нормативни, технически и методически документи на междуотраслово ниво, установяващи правила, норми, изисквания, насочени към постигане и поддържане на единството на измерванията в страната с необходимата точност, е държавна система за осигуряване на единството на измерванията(GSI).

GSI идентифицира основни стандарти, които установяват общи изисквания, правила и разпоредби, както и стандарти, покриващи специфична област или тип измерване.

Основните основни стандарти включват например GOST 8.417 „GSI. Единици за физически величини", ГОСТ 16363 "Метрология. Термини и определения." Основните стандарти могат да бъдат разделени на групи в зависимост от обекта на стандартизация:

· еталони на единици физически величини;

· прехвърляне на информация за размера на единицата от стандарти към измервателни уреди;

· процедурата за стандартизиране на метрологичните характеристики на средствата за измерване;

· правила за извършване и записване на резултатите от измерванията;

· еднаквост на средствата за измерване;

· метрологичен надзор върху разработването, състоянието и използването на средствата за измерване;

· обществено обслужване на стандартни справочни данни.

В момента регулаторната рамка GS I съдържа повече от 2600 документа, включително 388 GOST, около 2000 насоки от метрологични институти, 77 ръководства и 87 инструкции.

Мрежата от организации, които отговарят за метрологичната поддръжка на измерванията, представлява метрологичната служба. Има две нива на метрологично обслужване - държавна метрологична служба и метрологични служби на юридически лица (предприятия и сдружения).

Държавната служба включва териториални органи и държавни научни метрологични центрове (Изследователски институт на Госстандарт на Русия). Структурата на държавната метрологична служба включва и специализирани служби: държавната служба за време и честота - GSVCH, държавната служба за стандартни проби - GSSO, държавната служба за стандартни референтни данни - GSSSD.

Основните видове метрологични дейности включват метрологична поддръжка за подготовка на производството, държавно изпитване на средства за измерване и проверка на средства за измерване.

Метрологично осигуряване на подготовката на производството- това е набор от организационни и технически мерки, насочени към определяне с необходимата точност на параметрите на продуктите (продукти, компоненти, материали) и суровини, технологични процеси и оборудване и позволяващи постигане на високо качество на продуктите, както и намаляване на непроизводителността разходи за производството им.

Работата по метрологичната поддръжка на подготовката на производството се извършва от метрологичните, проектантските и технологичните служби на предприятията от момента на получаване на първоначалните документи за усвоения продукт.

Тестването на измервателни уреди се извършва от държавни научни центрове на Държавния стандарт на Русия.

Комисията включва представители:

· Държавен център за изпитване на средства за измерване;

· клиент на средства за измерване;

· ведомствена метрологична служба;

· организация на разработката;

· производител на измервателни уреди.

В случай на успешно изпитване на измервателния уред, в резултат на което се потвърждават всички параметри и характеристики на измервателния уред, документацията се предава на Госстандарт на Русия и се взема решение за одобрение на типа на измервателния уред. Това решение се удостоверява със сертификат за одобрение на типа средства за измерване. Одобреният тип се вписва в държавния регистър на средствата за измерване.

Държавният метрологичен контрол и надзор е технически и юридически дейностиизвършвани от органите на държавната метрологична служба с цел проверка на спазването на правилата на законовата метрология - Закона на Руската федерация „За осигуряване на еднаквост на измерванията“, наредби по въпросите на метрологията.

Обектите на държавен метрологичен контрол и надзор включват:

· измервателни уреди;

· стандарти, използвани за проверка на средствата за измерване;

· техники за измерване;

· броят на опакованите стоки в опаковки от всякакъв вид по време на тяхната продажба и опаковане.

Държавният метрологичен контрол (ДМК) се прилага за:

1. за здравеопазване, ветеринарна медицина, опазване на околната среда, безопасност;

2. търговски сделки и взаимни разчети между купувач и продавач;

3. държавни счетоводни операции;

4. осигуряване на отбраната;

5. геодезически и хидрометеорологични работи;

6. банкови, данъчни, митнически и пощенски операции;

7. продукти, доставяни по държавни поръчки;

8. изпитване и контрол на качеството на продуктите за съответствие със задължителните изисквания на стандартите и кога задължителна сертификацияпродукти;

9. измервания, извършвани от името на съда, прокуратурата, арбитража и други държавни органи;

10. регистриране на национални и международни спортни рекорди.

Характеристикавидове държавно управление метрологичен контрол и надзор.Държавният метрологичен контрол и надзор включва:

1. държавен метрологичен надзор върху количеството стоки, отчуждени при търговски операции; над количеството опаковани стоки в опаковки от всякакъв вид при тяхното опаковане и продажба;

2. проверка на средства за измерване, включително еталони;

3. утвърждаване на типа на средствата за измерване;

лицензиране на дейности на юридически и физически лица за производство, ремонт, продажба, отдаване под наем на средства за измерване. Търговските сделки подлежат на държавен метрологичен контрол, по време на който се определят масата, обемът, потреблението и други количества, характеризиращи количеството стоки, които се отчуждават.

Измервателните уреди за идентификация подлежат на държавен метрологичен надзор в областта на банковите операции ценни книжаи валути (например детектори на валути, броячи на банкноти), електронни подписи, ценни обезпечения. Когато приемат ценности като благородни метали и скъпоценни камъни за депозит, банките трябва да гарантират, че тяхното количество и състав са измерени с необходимата точност.

Опакованите стоки в опаковки от всякакъв вид подлежат на държавен метрологичен надзор по време на тяхната продажба или опаковане, в случаите, когато съдържанието на опаковката не може да бъде променено без отваряне или деформиране, а количеството на съдържанието е посочено с масовата стойност, отпечатана върху пакет. При извършване на надзор се проверява съответствието на действителната стойност на масата, обема и други количества с действително съдържащото се количество в опаковката на стоките и стойността, отпечатана върху опаковката.

Измервателните уреди, използвани в определени области на държавен метрологичен контрол и надзор, подлежат на проверка от органите на държавната метрологична служба при освобождаване и след ремонт, по време на експлоатация и продажба и внос. Проверката на средствата за измерване се извършва от лица, сертифицирани като проверяващи в органите на държавната метрологична служба. Положителните резултати от проверката на средствата за измерване се удостоверяват с маркировка за проверка или сертификат за проверка. Знакът за проверка се нанася върху средствата за измерване и експлоатационната документация, а в случай на издаване на удостоверение за проверка - върху удостоверението. При повреда на знака за проверка, както и при загуба на сертификата, измервателният уред се счита за негоден за употреба.

Средствата за измерване, предназначени за производство или внос, подлежат на задължително изпитване с последващо типово одобрение. Решението за одобряване на типа на измервателния уред се взема от Госстандарт на Русия и се удостоверява със сертификат. Одобреният тип се вписва в Държавния регистър на средствата за измерване. IN необходими случаиВидът на измервателния уред също подлежи на задължително сертифициране за безопасност на употреба в съответствие със законодателството за защита на здравето, живота и имуществото на гражданите, защита на труда и околната среда.

Организация на държавния метрологичен контрол и надзор.Контролът и надзорът се осъществяват от държавни инспектори на държавната метрологична служба. Държавните инспектори безпрепятствено посещават обекти, в които се използват средства за измерване, за да ги проверяват, вземат проби от стоките за извършване на контрол при продажбата и опаковането им и други видове контрол. При установяване на нарушение държавният инспектор има право да забрани използването на средства за измерване от неодобрени и непроверени типове; загасяване на печати или анулиране на удостоверението за проверка в случаите, когато измервателният уред дава неверни показания или е изтекъл интервалът за проверка; дава задължителни предписания и определя срокове за отстраняване на нарушенията на метрологичните правила; съставя протоколи за административната отговорност на нарушителите на метрологичните правила за вземане на решения за прилагане на санкции.

Юридическите и физическите лица са длъжни да съдействат на инспектора при изпълнение на неговите задължения. Лицата, които пречат на осъществяването на държавния метрологичен контрол и надзор, носят отговорност в съответствие с действащото законодателство.

В съответствие с действащото законодателство за нарушаване на правилата на законовата метрология са предвидени административно-наказателна отговорност и икономически санкции.

Административна отговорност за нарушение на правилата носи ръководителите и длъжностните лица на юридическите лица, както и лицата, по чиято вина са извършени нарушенията. Налагат се административни наказания под формата на глоба. Основание за наказанието е неспазване на правилата за метрология при продажба и опаковане на стоки, неспазване на правилата за проверка на средствата за измерване и възпрепятстване на метрологичния контрол и надзор от упълномощени органи.

Наказателна отговорност възниква при използване на непроверени или други негодни средства за измерване в търговската мрежа на дребно или в областта на общественото хранене, здравеопазването, опазването на околната среда и сигурността. В зависимост от степента на нарушение на метрологичните правила се предвижда голяма глоба, поправителен труд, лишаване от право да заемат длъжности, свързани с измерване, и лишаване от свобода. Икономическите санкции се прилагат по правило спрямо юридически лица. Размерът на санкциите се определя от действащото законодателство.

	Състав на Държавната метрологична служба на Руската федерация (SMS).
	Име на институция	Функции на институцията
	Федерална агенция за техническо регулиране и метрология - ръководи Държавната миграционна служба	Разработване, обсъждане, одобрение и отчитане на технически регламенти, национални стандарти, общоруски класификатори, системи за каталогизиране и др. Управление_координиране на дейностите на Държавната миграционна служба. Провеждане на конкурси за награди от правителството на Руската федерация.
	Държавни научни метрологични центрове (SSMC) -7VNII	Съхраняване на държавни стандарти, провеждане на изследвания; разработване на високоточни методи за измерване и нормативни документи
	Регионални центрове по стандартизация, метрология и сертификация (ЦСМ и Ц) - повече	Държавен контрол и надзор за осигуряване на еднаквост на измерванията в региона, метрологична поддръжка на предприятията, проверка и калибриране на средства за измерване, акредитация на измервателни лаборатории, обучение и сертифициране на проверяващи, разработване на нови средства за измерване, поддръжка и ремонт.
	Държавна служба за време, честота и определяне на параметрите на въртене на Земята (GSHF)	Междурегионална и междусекторна координация на работата в тази област, съхраняване и предаване на единични размери на време и честота, координати на земните полюси. Информацията от измерванията се използва от службите за навигация и контрол на кораби, самолети и сателити и др.
	Държавна служба за стандартни проби от състава и свойствата на материалите (GSSO)	Осигурете разработването на средства за сравняване на стандартни проби с характеристиките на вещества и материали, произведени от промишлени и селскостопански предприятия, за тяхната идентификация и контрол.
	Държавна служба за стандартни референтни данни за физични константи и свойства на вещества и материали (GSSSD)	Те осигуряват разработването на надеждни данни за физически константи, свойства на веществата, нефт, газ и др. Информацията се използва от организации, които създават ново оборудване.

Международни организации по метрология
Име на компания	Цели, задачи и дейности на организацията
1. Международна организация по законова метрология (OILM)	Създаден през 1955 г. Обединява повече от 80 щата. Цели: развитие общи въпросизаконова метрология, вкл. установяване на класове на точност на SI, осигуряване на еднаквост при определяне на типове и образци на системи SI, препоръки за тестване и обучение. Върховен орган международна конференциязаконова метрология. Свиква се веднъж на 4 години. Решенията имат консултативен характер. Русия е представена в OIML от Федералната агенция за техническо регулиране и метрология, както и от 12 министерства и ведомства. Участието на Русия ни позволява да влияем върху съдържанието на приетите препоръки, като гарантираме тяхното спазване Руски стандарти, ви позволява да подобрите метрологичната работа.
2. Международна организация за мерки и теглилки (IOMW)	Създаден през 1875 г. - подписана е Метрологичната конвенция. Цели: унификация на националните мерни единици и установяване на общи действителни еталони за дължина и маса. BIPM е изследователска лаборатория, която съхранява и поддържа международни стандарти. Основната задача на ITS е да сравнява националните стандарти с международните и да подобрява измервателните системи. Най-висшият орган на IOMB е Генералната конференция по мерките и теглилките. (веднъж на 4 години). Работата на MOI между конференциите се ръководи от Международния комитет по мерки и теглилки, който включва водещи световни физици и метролози, вкл. представители на Русия. Има общо 18 членове. Най-важният резултат от дейността е преминаването на страните към общи единици и стандарти.
3. Международна организация по стандартизация (ISO)	Създадена през 1946 г. Членовете на ISO са национални организации по стандартизация по целия свят. Представени са 135 държави. Обхватът на дейност на ISO обхваща всички области с изключение на електротехниката и електрониката. Основни цели: развитие на стандартизацията, метрологията и сертификацията с цел осигуряване на обмена на стоки и услуги, развитие на сътрудничеството в научно-техническата и икономическата области. Стандартите ISO са най-широко използваните в света, като общият им брой надхвърля 12 000, приемат се и се преразглеждат около 1000 стандарта годишно. Те не са задължителни за използване от страните членки на ISO. Всичко зависи от степента на участие на страната в международното разделение на труда и състоянието на нейната външна търговия. Пуска се в Русия активен процесприлагане на стандартите ISO национална системастандартизация.
4. Международна електротехническа комисия (IEC)	Създаден през 1906 г. Автономна организация в рамките на ISO. Основната цел е определена от Хартата - насърчаване на международното сътрудничество в стандартизацията в областта на електротехниката и радиотехниката чрез разработване на стандарти. Държавите са представени в IEC от техните национални власти
	стандартизация (RF - Федерална агенция за техническо регулиране и метрология). IEC е приел повече от 2000 стандарта. Те са по-специфични от стандартите на ISO и следователно са по-подходящи за използване в страните-членки на IEC. Повече от половината от стандартите, приети от IEC, са въведени в Русия.
Европейска организация по метрология (EUROMET)	Регионална международна организация. Работи в областта на изследването и разработването на национални стандарти, насърчава развитието на услуги за проверка и разработва методи с най-висока точност.

Международна организациямерки и теглилки(IIOM) осигурява съхраняването и поддържането на международни стандарти на различни единици и сравнението на държавните стандарти с тях и се състои от Генералната конференция по мерки и теглилки, Международния комитет по мерки и теглилки и Международното бюро за мерки и теглилки (BIPM ).

В повечето страни по света мерките за осигуряване на еднаквост на измерванията са установени със закон. Следователно, един от клоновете на метрологията се нарича законова метрологияи включва набор от общи правила, изисквания и норми, насочени към осигуряване на еднаквост на измерванията и еднаквост на средствата за измерване. За еднаквост в мерните единици през 1978 г. е утвърден Международен стандарт„Единици за физични величини“ (SI), въведени на 1 януари 1979 г. като задължителни във всички области на народното стопанство, науката, техниката и обучението.

Основни понятия и определения, приети в метрологията. Физични величини. Видове везни. Понятия за системата от физични величини.

Основните термини и определения са формулирани в редица нормативни и технически документи.

Физическо количество- свойство на физически обект, явление или процес, което е общо в качествено отношение за много физически обекти, но в количествено отношение е индивидуално за всеки от тях, например дължина, маса, електрическо съпротивление.

Измерване- набор от приложни операции технически средства, който съхранява единица физическа величина, състояща се в сравняване на измерената величина с единицата.

Обхват на измерване- диапазон от стойности на количествата, в рамките на които се нормализират границите на допустимата грешка. Стойностите, които ограничават обхвата на измерване отдолу или отгоре (отляво или отдясно), се наричат ​​долна граница или горна граница на измерванията.

Праг на чувствителност- най-малката стойност на измерваната величина, която предизвиква забележима промяна в изходния сигнал. Например, ако прагът на чувствителност на везната е $Q mi» до, това означава, че се постига забележимо движение на иглата на везната с такава малка промяна в масата като 10 mg.

КАНТРИ ЗА ИЗМЕРВАНЕ

Скала за измерванее подреден набор от стойности на физическо количество, което служи като основа за измерване на дадено количество. Подреждането на стойностите на физическа величина може да се постигне по различни начини.

Именна скалахарактеризира се само с отношението на еквивалентност на различни качествени прояви на дадено свойство. Тези скали нямат нула, мерни единици, нямат сравнителни отношения като повече, по-малко, по-добре, по-лошо и др. Например, в цветна скала процесът на измерване се постига чрез определяне на еквивалентността чрез визуално наблюдение на тестовата проба с един от стандартите, включени в цветовия атлас.

Най-простият начин за получаване на информация, която ви позволява да получите някаква представа за размера на измерената стойност, е да я сравните с друга според принципа „кое е по-голямо (по-малко)?“ Или „кое е по-добро (по-лошо) ?”.

В този случай броят на размерите, сравнени един с друг, може да бъде доста голям. Подредени във възходящ или низходящ ред, се образуват размерите на измерваните величини везни за поръчки.

Операцията за подреждане на размерите във възходящ или низходящ ред, за да се получи информация за измерване в подредена скала, се нарича класиране . За да се улеснят измерванията по скалата за поръчка, някои точки от нея могат да бъдат фиксирани като опорни (референтни).Точките на скалата могат да бъдат присвоени числа, често наричани точки.Например знанията се оценяват по четиристепенна референтна скала, която има следния вид: незадоволителен, задоволителен, добър, отличен. Твърдостта на минералите, чувствителността на филмите и други величини се измерват с помощта на референтни скали (интензивността на земетресенията се измерва по 12-степенна скала, наречена международна сеизмична скала).

Интервална скала (разлики)описва свойствата на дадено количество не само с помощта на отношения на еквивалентност, но и с помощта на сумирането и пропорционалността на интервалите между количествените прояви на свойството. Пример е времевата скала, която е разделена на големи интервали - години, на по-малки - дни и т.н.

Използвайки интервалната скала, можете да прецените не само дали един размер е по-голям от друг, но и колко по-голям. Интервалната скала обаче не може да оцени колко пъти един размер е по-голям от друг. Това се дължи на факта, че на интервална скала е известна само скала, а началото може да бъде избрано произволно.

Най-съвършеният е мащаб на връзката.Пример за това е температурната скала на Келвин, скалата на Целзий, масовите скали и др.

Използвайки скалата на съотношението, можете да определите не само колко един размер е по-голям от друг, но и колко пъти по-голям или по-малък.

ФИЗИЧНИ ВЕЛИЧИНИ

Основен обектизмерванията в метрологията са физически величини. Физическото количество се използва за описание на материални системи, обекти, явления, процеси, изучавани във всяка наука. Има основни и производни величини. Основните са величините, които характеризират основните свойства на материалния свят. GOST 8.417 установява седем основни физически величини: дължина, маса, време, термодинамична температура, количество вещество, интензитет на светлината, ток. Измерваните величини имат количествени и качествени характеристики.

Формализирано отражение на качествената разлика между измерените величини е тяхното измерение.В съответствие с документите на ISO размерът се обозначава със символа dim (от латинското измерение - измерване).

Размерите на основните физични величини - дължина, маса, време - са обозначени със съответните главни букви:

дим T= T.

Размерността на физическа величина се записва като произведение на символите на съответните основни физични величини, повдигнати до определена степен - индикаторът за размерност:

Където Л, М, Т- размери на основни физични величини;

Индекси на размерите (показатели на степента, до която се повишават размерите на основните физични величини).

Например: измерение на ускорението - m/s 2

Всеки индикатор на измерение може да бъде положителен или отрицателен, цяло число или дроб, нула. Ако всички индикатори за размери са равни на нула, тогава се извиква количеството безразмерен.

Количествената характеристика на измерваната величина е нейната размер.Получаването на информация за размера на физическото количество е съдържанието на всяко измерване.

Измерена стойност- оценка на размера на физическо количество под формата на определен брой единици, приети за него.

Например: Л= 1 m = 100 cm = 1000 mm.

Включеното в него абстрактно число се нарича числова стойност.В дадения пример това е 1, 100, 1000.

Стойността на физическото количество се получава в резултат на неговото измерване или изчисляване в съответствие с основното уравнение за измерване:

където Q е стойността на физическо количество;

х- числена стойност на измерваната величина в приетата единица; [Q] - единица, избрана за измерване.

Да приемем, че дължината на отсечка от права линия от 10 cm се измерва с линийка с деления в сантиметри и милиметри. За този случай:

В същото време използването на различни единици (1 cm и 1 mm) доведе до промяна в числената стойност на резултата от измерването.

Принципи на изграждане Международна системаединици. Предимства на SI.

Единица за физическа величинае физическа величина, на която по дефиниция се приписва числова стойност, равна на единица (1 m, 1 паунд, 1 cm). Система от единици за физични величини- набор от основни и производни единици, свързани с определена система от величини и формирани в съответствие с приетите принципи.

В Русия, както в почти всички страни по света, действа Международната система от единици, чиито основни физически величини са метър, килограм, секунда, ампер, кандела, келвин и мол. Международната система е одобрена през 1960 г. на XI конференция по мерки и теглилки.

Единиците на физическите величини на международната система от физически величини се формират въз основа на закони, установяващи връзката между физическите величини, или въз основа на физически величини, приети в определени изследователски институти.

За единство в мерните единици през 1978 г. е утвърден Международният стандарт „Единици за физични величини” (SI), който е въведен от 1 януари 1979 г. като задължителен във всички области на народното стопанство, науката, техниката и обучението.

SI съдържа седем основни единици, които обхващат измервания на всички видове параметри: механични, топлинни, електрически, магнитни, светлинни, акустични и йонизиращи лъчения и в областта на химията. Основните единици са: метър (m) - за измерване на дължина; килограм (кг) - за измерване на маса; секунда (s) - за измерване на времето; ампер (A) - за измерване на силата на електрически ток; Келвин (К) - за измерване на температура; кандела (свещ) cd - за измерване на интензитета на светлината, мол - за измерване на количеството вещество.

До 1960 г. международният стандарт и националният стандарт за дължина 1 m се приемаха за разстоянието между центровете на две линии върху X-образен блок, направен от сплав от платина и иридий. За този стандарт разстоянието между центровете на щрихите не може да бъде измерено по-точно от ±0,1 µm, което не отговаря на изискванията сегашно състояниенауката и технологиите. Недостатъкът на стандарта беше, че това беше метален блок, който в случай на природно бедствие (например земетресение или наводнение) можеше да изчезне или да загуби точната стойност на измервателния уред с течение на времето.

Принципи на изграждане на Международната система единици

Първата система от единици за физически величини, въпреки че все още не е система от единици в съвременния смисъл, е приета от френското Национално събрание през 1791 г. Тя включва единици за дължина, площ, обем, капацитет и маса, основните от които бяха две единици: метър и килограм.

Системата от единици като набор от основни и производни единици е предложена за първи път през 1832 г. от немския учен К. Гаус. Той изгради система от единици, базирана на единиците за дължина (милиметър), маса (милиграм) и време (секунда), и я нарече абсолютна система

Единица за дължина(метър)- дължината на пътя, изминат от светлината във вакуум за 1/299 792 458 от секундата.

Единица за маса(килограм)- маса, равна на масата на международния прототип на килограма.

При конструирането на системи от единици от физични величини се разграничават два етапа: Етап 1 - избор на основни единици; Етап 2 - образуване на производни единици.

Последователността на подреждане на производните единици трябва да отговаря на следните условия:

първото трябва да е величина, която се изразява само чрез базисни величини;

всяка следваща трябва да е величина, която се изразява само чрез основната и такива производни, които я предхождат. Например следната последователност от единици: площ, обем, плътност.

Основният принцип при изграждането на система от единици е лекотата на използване на единиците в науката, промишлеността и търговията. В този случай те се ръководят от редица правила: простотата на формиране на производни единици, високата точност на възпроизвеждане на основни и производни единици и близостта на техните размери до размерите на физическите величини, които най-често се срещат в практическите дейности. . Освен това те винаги се опитват да сведат до минимум броя на основните единици.

Примери за системи от единици на физически величини

Система на Гаус. За основни единици са избрани милиметър, милиграм и секунда и е изградена система от магнитни величини. Системата беше наречена абсолютна. През 1851 г. Вебер го разширява в областта на електрическите величини. В момента представлява само исторически интерес, тъй като... единиците са твърде малки. Въпреки това принципът, открит от Гаус, е в основата на изграждането на съвременните системи от единици - това е разделението на основни и производни единици.

Системата GHS е приета през 1881 г. с базови единици сантиметър, грам, секунда. Тази система е удобна за физически изследвания. Въз основа на него възникнаха седем системи от електрически и магнитни величини. В момента системата GHS се използва в теоретичните раздели на физиката и астрономията.

Естествената система от единици се основава на физически константи. Първата такава система е предложена през 1906 г. от Планк. Основните избрани единици са: скоростта на светлината във вакуум, гравитационната константа, константите на Болцман и Планк. Предимството на тези системи е, че при изграждането на физични теории дават физични законипо-проста форма и някои формули са освободени от числови коефициенти. Единиците за физични величини обаче имат размер, който е неудобен за практиката. Например, единицата за дължина в тази система е равна на 4,03 10-35 m. Освен това все още не е постигната такава точност при измерването на избраните универсални константи, така че да могат да бъдат установени всички производни единици.

Относителни и логаритмични величини и единици

Относителните и логаритмичните количества се използват широко в науката и технологиите, т.к те характеризират състава и свойствата на материалите, връзката на енергийните количества, например относителна плътност, относителна диелектрична константа, усилване на мощността и затихване.

Относителното количество е безразмерно съотношение на физическо количество към едноименно физическо количество, взето за първоначално. Например атомните и молекулните маси на химичните елементи спрямо 1/12 от масата на атом въглерод-12. Относителните стойности могат да бъдат изразени в безразмерни единици, в проценти, ppm (съотношението е 10-3), в ppm.

Логаритмичното количество е логаритъмът на безразмерното съотношение на две физични величини със същото име. Те се използват например за изразяване на ниво на звуково налягане, усилване, затихване и др.

Единицата на логаритмичната стойност е bel (B): 1 B = log (P2 / P1) с P2 = 10P1, където P2 и P1 са еднакви стойности на мощност, енергия и т.н. За съотношението на две величини с едно и също име, свързани със сила (опън, натиск и т.н.), bel се определя по формулата:

1B = 2 log (F2/F1) с F2 = 100,5 F1.

Кратната единица на бел е децибел, равен на 0,1 B.

Международна система единици (SI)

Развитието на науката и технологиите все повече изискваше унификация на мерните единици. Задължително една системаединици, удобни за практическа употреба и покриващи различни области на измерване. Освен това трябваше да бъде последователен. Тъй като метричната система от мерки е била широко използвана в Европа от началото на 19 век, тя е взета за основа по време на прехода към единна международна система от единици.

През 1960 г. XI Генерална конференция по мерки и теглилки одобри Международната система от единици за физически величини (руско обозначение SI, международна SI), базирана на шест основни единици. Решението беше взето:

• - присвояване на името "Международна система от единици" на системата, базирана на шест основни единици;
• - установяване на международно съкращение за името на системата SI;
• - въведете таблица с представки за образуване на кратни и подкратни;
• - създаване на 27 производни единици, което показва, че могат да се добавят други производни единици.

През 1971 г. към SI беше добавена седма базова единица за количество материя (мол).

При конструирането на SI изхождахме от следните основни принципи:

• - системата се основава на основни единици, които са независими една от друга;
• - производните единици се формират с помощта на най-простите комуникационни уравнения и само една единица SI се установява за всеки тип величина;
• - системата е кохерентна;
• - наред с единиците SI се допускат несистемни единици, широко използвани в практиката;
• - системата включва десетични кратни и подкратни.

Предимства на SI:

• - универсалност, т.к покрива всички области на измерване;
• - унифициране на единиците за всички видове измервания - използването на една единица за дадена физическа величина, например за налягане, работа, енергия;
• - SI единиците са удобни по размер за практическа употреба;
• - преминаването към него повишава нивото на точност на измерване, т.к основните единици на тази система могат да бъдат възпроизведени по-точно от тези на други системи;
• - Това е единна международна система и нейните звена са широко разпространени.

В СССР международната система (SI) е въведена с GOST 8.417-81. Тъй като SI продължи да се развива, класът на допълнителните единици беше премахнат от него, беше въведена нова дефиниция на метъра и бяха въведени редица други промени. В момента Руската федерация има междудържавен стандарт GOST 8.417-2002, който установява единиците на физическите величини, използвани в страната. Стандартът гласи, че те подлежат задължителна употреба SI единици, както и десетични кратни и подкратни на тези единици.

Производните единици SI се формират съгласно правилата за образуване на кохерентни производни единици (вижте примера по-горе). Дадени са примери за такива единици и производни единици, които имат специални имена и обозначения. 21 производни единици получиха имена и обозначения след имената на учени, например херц, нютон, паскал, бекерел.

Отделен раздел на стандарта изброява единици, които не са включени в SI. Те включват:

• 1. Несистемни единици, разрешени за използване заедно със SI поради тяхното практическо значение. Те са разделени на области на приложение. Например във всички области използваните единици са тон, час, минута, ден, литър; в оптиката диоптър, във физиката електрон-волт и др.
• 2. Някои относителни и логаритмични величини и техните единици. Например процент, ppm, бяло.
• 3. Несистемни устройства, временно разрешени за използване. Например морска миля, карат (0,2 g), възел, бар.

Отделен раздел предоставя правила за писане на символи на единици, използване на символи на единици в заглавията на графики на таблици и др.

Приложенията към стандарта съдържат правила за формиране на кохерентни производни единици SI, таблица на връзките между някои несистемни единици и единици SI и препоръки за избор на десетични кратни и подкратни.

Единици, чиито имена включват имената на основните единици. Примери: единица площ - квадратен метър, размер L2, обозначение на единица m2; единица за поток от йонизиращи частици - втора на минус първа степен, размерност Т-1, обозначение на единица s-1.

Единици със специални имена. Примери:

сила, тегло - нютон, размерност LMT-2, обозначение на мерната единица N (международна N); енергия, работа, количество топлина - джаул, размер L2MT-2, обозначение J (J).

Единици, чиито имена се образуват с помощта на специални имена. Примери:

момент на сила - наименование нютон метър, размер L2MT-2, обозначение Nm (Nm); специфична енергия - наименование джаул на килограм, размер L2T-2, обозначение J/kg (J/kg).

Десетичните кратни и подкратни се образуват с помощта на множители и префикси от 1024 (йота) до 10-24 (йокто).

Не е разрешено добавянето на два или повече префикса подред към едно име, например не килограм, а тон, което е несистемна единица, разрешена заедно със SI.

Поради факта, че името на основната единица за маса съдържа префикса килограм, за образуване на подкратни и кратни единици за маса се използва подкратната единица грам и към думата "грам" се добавят префикси - милиграм, микрограм.

Изборът на кратна или подкратна единица на единицата SI се диктува преди всичко от удобството на нейното използване, а числените стойности на получените количества трябва да бъдат приемливи на практика. Смята се, че числените стойности на количествата се възприемат най-лесно в диапазона от 0,1 до 1000.

В някои области на дейност винаги се използва една и съща подкратна или кратна единица, например в чертежите на машиностроенето размерите винаги се изразяват в милиметри.

За да се намали вероятността от грешки в изчисленията, се препоръчва да се заменят десетични и многократни подкратни единици само в крайния резултат и по време на процеса на изчисление, изразете всички количества в SI единици, като замените префиксите със степени на 10.

GOST 8.417-2002 предоставя правила за писане на обозначения на единици, основните от които са следните.

Единиците трябва да бъдат обозначени с букви или символи, като са установени два вида буквени обозначения: международни и руски. Международните обозначения се изписват в отношения с чужди държави(договори, доставка на продукти и документация). Когато се използват на територията на Руската федерация, се използват руски обозначения. В същото време върху плочи, везни и щитове на измервателни уреди се използват само международни обозначения.

Имената на единиците се пишат с малка буква, освен ако не са в началото на изречението. Изключение правят градусите по Целзий.

В обозначенията на единиците точката не се използва като знак за съкращение; те се отпечатват с латински шрифт. Изключение правят съкращенията на думи, които са включени в името на единица, но сами по себе си не са имена на единици. Например mm Hg. Изкуство.

Обозначенията на единиците се използват след числови стойности и се поставят на реда с тях (без да се преминава към следващия ред). Между последната цифраи обозначението трябва да остави интервал, с изключение на знака, повдигнат над линията.

При посочване на стойностите на количествата с максимални отклонения, цифровите стойности трябва да бъдат затворени в скоби, а обозначенията на единиците трябва да бъдат поставени след скобите или поставени както след числената стойност на количеството, така и след неговото максимално отклонение.

Буквените обозначения на единиците, включени в продукта, трябва да бъдат разделени с точки на средната линия, като знаци за умножение. Допуска се буквените обозначения да се разделят с интервали, ако това не води до недоразумения. Геометричните размери са обозначени със знака "x".

В буквените символи за съотношението на единиците трябва да се използва само един ред като знак за разделяне: наклонен или хоризонтален. Разрешено е да се използват обозначения на единици под формата на произведение на обозначения на единици, повдигнати на степени.

Когато се използва наклонена черта, символите на единиците в числителя и знаменателя трябва да бъдат поставени на един ред, а произведението на символите на единиците в знаменателя трябва да бъде оградено в скоби.

При посочване на производна единица, състояща се от две или повече единици, не се допуска комбиниране на буквени обозначения и имена на единици, т.е. за едни те са обозначения, за други са имена.

С главна буква се пишат обозначенията на звена, чиито наименования са образувани от имена на учени.

Разрешено е да се използват обозначения на единици в обясненията на обозначенията на количествата за формули. Поставяне на символи за единици на един ред с формули, изразяващи връзките между количествата и техните числови стойности, представени в писмовна форма, не се допуска.

Стандартът идентифицира единиците по области на знанието във физиката и посочва препоръчителните кратни и подкратни. Има 9 области на използване на единиците:

• 1. пространство и време;
• 2. периодични и свързани явления;
• 3. механика;
• 4. топлина;
• 5. електричество и магнетизъм;
• 6. светлина и свързаното с нея електромагнитно излъчване;
• 7. акустика;
• 8. физикохимия и молекулярна физика;
• 9. йонизиращо лъчение.