Реферат: Общие сведения из метрологии
Кандела - сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540×1012 Гц (длина волны около 0,555 мкм), чья энергетическая сила излучения в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ср - стерадиан).
Дополнительные единицы системы СИ предназначены только для образования единиц угловой скорости и углового ускорения. К дополнительным физическим величинам системы СИ относят плоский и телесный углы.
Радиан (рад) - угол между двумя радиусами окружности, длина дуги которой равна этому радиусу. В практических случаях часто используют такие единицы измерения угловых величин:
градус - 1○= 2π/360 рад = 1,7453×10-2 рад;
минута - 1' = 1○/60 = 2,9088 ×10-4 рад;
секунда - 1"= 1'/60= 1○/3600 = 4,8481×10-6 рад;
радиан - 1 рад = 57○17'45" = 57,2961○ = (3,4378 ×103)' = (2,0627×105)".
Стерадиан (ср) - телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.
Измеряют телесные углы с помощью плоских углов и расчета
, (1)
где α - телесный угол; φ - плоский угол при вершине конуса, образованного внутри сферы данным телесным углом.
Производные единицы системы СИ образуют из основных и дополнительных единиц.
В области измерений электрических и магнитных величин имеется одна основная единица - ампер (А). Через ампер и единицу мощности - ватт (Вт), единую для электрических, магнитных, механических и тепловых величин, можно определить все остальные электрические и магнитные единицы. Однако на сегодняшний день нет достаточно точных средств воспроизведения ватта абсолютными методами. Поэтому электрические и магнитные единицы основываются на единицах силы тока и производной от ампера единицы емкости - фарада.
К производным от ампера физическим величинам также относятся:
§ единица электродвижущей силы (ЭДС) и электрического напряжения - вольт (В);
§ единица электрического сопротивления - ом (Ом);
§ единица индуктивности и взаимной индуктивности двух катушек - генри (Гн).
В табл. 2 и 3 приведены производные единицы, наиболее употребляемые в
телекоммуникационных системах и радиотехнике.
Таблица 2. Производные единицы СИ
|
Величина |
Единица |
|||
|
Наименование |
Размерность |
Наименование |
Обозначение |
|
|
|
|
|
международное |
русское |
|
Частота |
T-1 |
герц |
Hz |
Гц |
|
Энергия, работа, количество теплоты |
L2MT-2 |
джоуль |
J |
Дж |
|
Сила, вес |
LMT-2 |
ньютон |
N |
Н |
|
Мощность, поток энергии |
L2MT-3 |
ватт |
W |
Вт |
|
Количество электричества |
TI |
кулон |
С |
Кл |
|
Электрическое напряжение, электродвижущая сила (ЭДС), потенциал |
L2MT-3I-1 |
вольт |
V |
В |
|
Электрическая емкость |
L-2M-1T4I2 |
фарад |
F |
Ф |
|
Электрическое сопротивление |
L2МT-3I-2 |
ом |
Ω |
Ом |
|
Электрическая проводимость |
L-2M-1T3I2 |
сименс |
S |
См |
|
Магнитная индукция |
МT-2I-1 |
тесла |
Т |
Тл |
|
Поток магнитной индукции |
L2MT-2I-1 |
вебер |
Wb |
Вб |
|
Индуктивность, взаимная индуктивность |
L2MT-2I-2 |
генри |
Гн |
|
Таблица 3. Единицы СИ, применяемые в практике измерений
|
Величина |
Единица |
|||
|
Наименование |
Размерность |
Единица измерения |
Обозначение |
|
|
|
|
|
международное |
русское |
|
Плотность электрического тока |
L-2I |
ампер на кв.метр |
А/m2 |
А/м 2 |
|
Напряженность электрического поля |
LMT-3I-1 |
вольт на метр |
V/m |
B/m |
|
Абсолютная диэлектрическая проницаемость |
L3M-1T4I2 |
фарад на метр |
F/m |
Ф/м |
|
Удельное электрическое сопротивление |
L3MT-3I-2 |
ом на метр |
Ω×m |
Ом×м |
|
Полная мощность электрической цепи |
L2MT-2 |
вольт-ампер |
V×A |
B×A |
|
Реактивная мощность электрической цепи |
L2MT-3 |
вар |
var |
B×Ap |
|
Напряженность магнитного поля |
L-1I |
ампер на метр |
A/m |
A/m |
Сокращенные обозначения единиц как международных, так и русских, названных в честь великих ученых, пишутся с заглавных букв, например ампер - А; ом - Ом; вольт - В; фарад - Ф. Для сравнения: метр - м, секунда - с, килограмм - кг.
На практике применение целых единиц не всегда удобно, так как в результате измерений получают очень большие или очень малые их значения. Поэтому в системе СИ установлены ее десятичные кратные и дольные единицы, которые образуются с помощью множителей. Кратные и дольные единицы величин пишутся слитно с наименованием основной или производной единицы: километр (км), милливольт (мВ); мегаом (МОм).
Кратная единица физической величины - единица, большая в целое число раз системной, например килогерц (103 Гц). Дольная единица физической величины - единица, меньшая в целое число раз системной, например микрогенри (10-6 Гн).
Наименования кратных и дольных единиц системы СИ содержат ряд приставок,
соответствующих множителям (табл. 4).
Таблица 4. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц СИ
|
Множитель |
Приставка |
Обозначение приставки |
|
|
|
|
международное |
русское |
|
1018 |
экса |
Е |
э |
|
1015 |
пета |
Р |
п |
|
1012 |
тера |
Т |
т |
|
109 |
гига |
G |
|
|
106 |
мега |
М |
М |
|
103 |
кило |
k |
к |
|
102 |
гекто |
h |
г |
|
101 |
дека |
da |
да |
|
10-1 |
деци |
d |
д |
|
10-2 |
санти |
с |
с |
|
10-3 |
милли |
m |
м |
|
10-6 |
микро |
μ |
мк |
|
10-9 |
нано |
n |
н |
|
10-12 |
пико |
p |
п |
|
10-15 |
фемто |
f |
ф |
|
10-18 |
атто |
а |
а |
4. Уровни передачи
В телекоммуникациях широко используются безразмерные логарифмические единицы передачи.
Различают абсолютные нулевые уровни, абсолютные, относительные и измерительные уровни передачи.
. Абсолютные нулевые уровни установлены для активных мощностей P0 = 1 мВт, для кажущихся мощностей - 1 мВА. Абсолютные
нулевые уровни по напряжению и току соответственно равны
, 
(2)
При Rн = R0 = 600 Ом имеем
U0 = 0,775 В и I0 = 1,29 мА.
2. Абсолютные уровни передачи напряжения, тока или мощности определяются по отношению к абсолютным нулевым уровням следующим образом:
по напряжению
, дБ (3)
по току
, дБ (4)
по
мощности
, дБ (5)
. Относительные уровни напряжения, тока и
мощности определяются логарифмами отношений
; 
; 
, (6)
где U1, I1, P1- напряжение, ток и мощность в какой-либо точке измерений 1;
U2, I2, P2 - напряжение, ток и мощность в точке 2.
Относительный
уровень можно определить через абсолютные уровни:
=
=
-
= LU2 - LU1 (7)
. Измерительный уровень определяется как абсолютный уровень напряжения в измеряемой точке цепи, если к её входу подведено напряжение с уровнем 0 дБ.
При относительных измерениях широко используется внесистемная безразмерная единица - децибел (дБ), определяемая:
при сравнении напряжений
а
при сравнении мощностей
дБ
= 10lg(Р 2/Р 1), при Р
2/Р 1 = 101/10 = 1,259.
Литература
. Лифиц И.М. Основы стандартизации, метрологии, сертификации. - М.: Юрайт, 2011.
. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология. Стандартизация. Сертификация. - М.: Логос, 2013.
. Крылова Г.Д. Основы стандартизации, сертификации, метрологии. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2013.
. Лифиц И.М. Стандартизация, метрология, сертификация. - М.: Юрайт, 2013.
. Басаков М.И. Сертификация продукции и услуг с основами стандартизации и метрологии. - Ростов-на-Дону, 2012.