Metrologia Elektryczna (Chwaleba, Poniński, Siedlecki) WNT 2007

Metrologia wielkośći geometrycznych (Jakubiec, Malinowski)

Technika Pomiarowa (Tumański)

Metrologia dziś i jutro (Jakubiec, Moroń, Juniewicz) Pwr 2010

Metrologia - nauka o mierzeniu. We współczesnym ujęciu metrologię określa się jako naukę o zapewnieniu środkami technicznymi i organizacyjnymi poprawności pomiarów we wszystkich dziedzinach nauki, techniki i gospodarki.

Metrologia obejmuje metrologię ogólną, prawną i teoretyczną, a także szereg metrologii stosowanych.

Metrologia ogólna, obejmuje te zagadnienia pomiarów, które są wspólne dla wszystkich zastosowań (np. Układy jednostek miar, właściwości narzędi pomiarowych)

Metrologia prawna, zajmuje się zagadnieniami odnoszącymi się do jednostek miar, metod pomiarów i narzędzi pomiarowych z punkty widzenia urzędowo ustalonych wymagań technicznych i prawnych. Kompetentne organy odpowiedzialne za działania metrologii prawnej lub za część tych działań, są nazywane służbami metrologii prawnej.

Metrologia teoretyczna, zajmuje się teorią pomiarów czyli np. Zagadnieniami dotyczącymi błędów i niepewności pomiarów, a także technikami pomiarów.

Przyglądając się bliżej pomiarom można dojść do wniosku, że nie mierzy się ciał i zjawisk czy procesów lecz poszczególne ich cechy (właściwości).

Pomiar można zdefiniować jako ilościowe określenie cechy danego ciała, zjawiska lub procesu na drodze empirycznej (doświadczalnej).

Pod pojęciem wielkości mierzalnej rozumiemy taką właściwość (cechę) ciała, zjawiska lub procesu którą można wyróżnić jakościowo i wyrazić ilościowo.

Wyróżnienie jakościowe polega na zdefiniowaniu danej wartości.

Wyrażenie ilościowe sprowadza się do określenia wartości danej wielkości za pomocą liczby i jednostki miary.

Np. natężenie prądu elektrycznego, charakteryzuje przepływ prądu elektrycznego definiuje się jako stosunek wartości ładunku elektrycznego przepłwającego przez określoną powierzchnię do czasu przepływu tego ładunku - jest to wyróżnienie jakościowe.

Wyrażenie ilościowe natężenia prądu to konkretna jego wartość podana za pomocą liczby i jednostki miary, np. 100A (amperów).

Zmierzyć daną wielkość to znaczy porównać ją z inną wielkośćią tego samego rodzaju przyjętą za jednostkę miary.

Porównać daną wielkość z jednostką miary to znaczy określić, ile razy ta jednostak mieści się w badanej wielkośći lub też z jaką część tej jednostki stanowi mierzona wielkość.

Wynik każdego pomiaru jest liczbą mianowaną i składa się z dwóch części: liczby i nazwy jednostki miary.

Wielkościami mierzalnymi są np. Długość, masa, czas, szybkość, rezystancja, indukcja magnetyczna itp., a nie są nimi takie cechy jak np. Dobroć, piękno, talent czy muzykalność ponieważ nie można ich wyróżnić jakościowo i wyrazić liczbowo.

Ilość wielkośći mierzalnych wzrasta wraz z rozwojem wiedzy o otaczającej nas przyrodzie.

(Prawo Ohma R (opór) = (napięcie) U / I (natężenie) )

Każda wielkość mierzalna ma swoją nazwę i symbol literowy przyczym ich ustalanie nie podlega ścisłym rygorom umów międzynarodowych.

Nazwy wielkościowe są inne w każdym języku, zaś symbole literowe ze względów praktycznych, znormalizowały się w skali międzynarodowej niejako "samoczynnie"

Podstawowym warunkiem dla przeprowadzania pomiaru danej wielkości fizycznej jest uprzedzenie ustalenie jej jednostki miary.

Jednostka miary jest t owielkość mierzalna, reprezentowana w wybranym ciele, zjawisku czy procesie, której umownie (w danym układzie jednostek miar), przypisuje się liczbe jeden, nadaje nazwe i oznacza symbolem literowym (np. Jeden kilogram masy, 1kg).

Jednostka miary danej wielkości stanowi miarę wzorcową - wzorzec służący do ilościowego wyrażania (za pomocą liczb) innych miar tej samej wielkośći - metodą porównania. Mierzyć można więc tylko te wielkości fizyczne, dla których istneją zdefiniowane jednostki miary i wzorce tych jednostek.

-LMT (długość masa czas)

Układy jednostek :

-CGS (centrymetr, gram masy, sekunda)

-MKS (metr, kilogram masy, sekunda)

-MKSA (metr, kilogram masy, sekunda, amper)

-Anglosaski układ jednostek miar (jard, funt, sekunda)

-Międzynarodowy układ jednostek SI

Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (SI) powstał w 1954 roku. Do układu MKS dołączono jako jednostki podstawowe amper, stopień Kelwina oraz kandelę.

Zatwierdzono go w roku 1960 roku na XI Generalnej Konferencji Miar.

W 1971 roku dodano do niego jednostę określającą liczność materii - mol.

Lp.	Nazwa wielkości podstawowej	Symbol wielkośći	Nazwa jednostki	Symbol jednostki
1	Długość	l	Metr	m
2	Masa	m	Kilogram	kg
3	Czas	t	Sekunda	s
4	Natęż. Prądu el	I	Amper	A
5	Temperatura	T	Kelwik	K
6	Światłość	j	Kandela	cd
7	Ilość materii	n	Mol	mol

Definicje jednostek.

Aktualnie :

Jednostka długości : 1 metr - jest o to wg. Najnowszej definicji długość równa drodze, jaką przebywa w próżni światło w czasie 1/ 299 792 458 części sekundy.

Do odtworzenia tej długości służy "Interferomet" odtwarzający tą długość z dokładnością 4*10^-10

Jednostak masy : 1kilogram jest masą międzynarodowego wzorca tej jednostk iprzechowywanego w międzynarodowym Biurze Miar w Sevres pod Paryżem.

Wzorzec kilograma wykonany ze stopu platynowo-irydowego. Dokładność większa niż 10^-9

Jednostka czasu : 1 sekudna to czas trwania 9 192 631 770 okresów fali elektromagnetycznej emitowanej przez wzbudzony izotop pierwiastka cezu w ściśle określonych warunkach - przy promieniowaniu odpowiadającym przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego cezu 133.

Do odtworzenia częstotliwości wzorcowej (f = 9 192 631 770 Hz) służy cezowy zegar atomowy znajdujący się w Narodowym Laboratorium NBS w waszyngtonie.

Odtwoerzenie to ma niepewność mnieszą niż 10^-15

Jednostka natężenia prądu : 1 amper jest to natężenie prądu elektrycznego stałego, który płynąc w dwóch równoległych prostoliniowych, nieskończenie długich przewodach o przekroju okrągłym, znikomo małym, umieszczonych w próżni w odległości 1 m od siebie, wywołałby między tymi przewodami siłę równą 2*10^-7N na każdy metr długości przewodu. Do odtworzenia wzorca służy waga prądowa, za pomocą której między się siłę między dwoma cewkami z niedokładnościa do ok. 10^-5.

Jednostka temperatury : 1 kelwin jest 1/273,16 część temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody. Punkt potrójny wody jest to taki punkt w którym lód, woda i para wodna współistnieją w stanie równowagi. Taki stan wody osiągany jest tylko przy określonym ciśnienieniu. Osiąga się to tylko w temp. 0,01C (273/16 K) i ciśnieniu 611,73 Pa. Wzorzec odtwarza się termometrem oporowym.

Jednostka światłóści źródła światła : 1 kandela jest to światłość z jaką świeci w określonym kierunku źródło emitujące promieniowanie monochromatyczne o częśtotliwości 5,4*10^Hz i wydajnośćią energetycznej w tym kierunku równej 1/683 W/sr (wata na steradian)

Jednostka ilości materii : 1 mol jest to liczność materii występująca gdy liczba cząstek jest równa liczbie atomów zawartych w masie 0,012 kg czystego izotopu węgla C12 (wela o masie atomowej 12). Wymiarem mola jest niemianowana liczba naturalna

Jednostki uzupełniające

Kąt płaski - radian - kąt zawarty między dwona promieniami koła wycinającymi z jego okręgu łuk o długości równej promieniowi tego koła.

Kąt bryłowy - steradian - jest kątem o wierzchołku w środku kuli, wycinającym z jej powierzchni część równą powierzchnmi kwadratu o boku równym promieniowi tej kuli.

---