Экскурс в историю

Жизнь человека неразрывно связана с различного рода изме­рениями. От правильности проведенных измерений зависит очень многое. Это особенно актуально в производственной, коммерче­ской и торговой сферах деятельности, когда от точности, напри­мер, замера параметров конкретного изделия напрямую зависят жизнь и здоровье определенных людей.

Сегодня измерения проводятся практически во всех областях человеческой деятельности, в том числе в таких, как:

защита прав личности, общества, государства в сфере промыш­ленного производства, внутренней и внешней торговли, оборо­ны, деятельности правоохранительных и судебных органов, охра­ны имущественных и неимущественных прав; сертификация про­дукции (работ, услуг); регистрация национальных и международ­ных спортивных рекордов;

здравоохранение, экология, безопасность, образование, труд, транспорт, связь, общественно-экономические и производствен­ные отношения;

наука, техника, образовательные и наукоемкие технологии, к которым относятся фундаментальные научные исследования, со­здание и внедрение в повседневную практику новых, в том числе высоких технологий; разработка целевых научных программ, меж­дународного делового и научного сотрудничества; подготовка вы­сококлассных специалистов в области измерительной техники, стандартизации и сертификации; ресурсосбережение; качество и конкурентоспособность продукции, совместимость, взаимозаме­няемость и взаимодополняемость деталей механизмов и машин; взаиморасчеты между контрагентами в коммерческом и торговом обороте и др.

С древних времен человек постепенно постигал не только ис­кусство счета, но и измерений. Когда наш мыслящий предок пы­тался найти себе пещеру или другое укрытие, для начала он вы­нужден был соразмерять длину, ширину и высоту этого укрытия со своим ростом. А ведь это и есть измерение. В последующем, изготовляя простейшие орудия труда, строя жилища, добывая пищу, у человека возникла необходимость измерять расстояние,

а затем площадь, объем (вместимость), массу, время. Для этого древний человек располагал такими единицами измерения, как собственный рост, длина вытянутых в разные стороны рук, длина шага. Но человеку требовалось измерять не только расстояние и длину. Возникла необходимость иметь меры жидкости, сыпучих веществ, единиц массы и др. Не было народа, который не избрал бы свои единицы измерения. Развитие единиц счета и измерение привело в определенный период к взаимному обмену создавае­мыми продуктами труда, а в итоге к возникновению в этих целях денежных единиц.

При проведении разных измерений необходимо было упорядо­чение параметров этих измерений, чтобы все считали в одних еди­ницах. С самого своего зарождения в торговых операциях пользова­лась огромной популярностью возможность «выгодно играть» на разнице величин, применяемых на разных территориях. Не менее актуальна эта проблема была для земельных отношений, являясь основополагающей при сборе налогов, зависящих, как правило, от размеров земельных участков, принадлежащих той или иной об­щине, семье и т.д. Не только каждое государство, но и практиче­ски каждое удельное княжество имели свои собственные единицы величин, или, как их называют сегодня, — эталоны. Как правило, правом хранения таких эталонов наделялись как религиозные уч­реждения, так и научные, просветительские и образовательные учреждения, обладающие полномочиями «проводников всевыш­ней воли на земле». Любые «самочинные» изменения установлен­ных мер измерения подвергались наказанию со стороны властных структур по признаку экстерриториальности и соподчиненности.

Хотя первые эталоны единиц измерения преимущественно на­ходились на ответственном хранении в храмах и монастырях, воп­росы внедрения эталонных величин в торговый оборот входили в компетенцию представителей властных органов на местах. Часто глава государства либо княжества самолично, исходя из одному ему понятных побуждений, властным публичным волеизъявлени­ем устанавливал меры измерений, подлежащие к использованию в торговом и коммерческом обороте на всей территории своей страны (княжества), отдавал преимущественно устное распоря­жение изготовить их «в натуре», снять с таковых копии по числу территориальных образований своего государства. Далее копии эта­лонных единиц рассылались наместникам правителя на местах с указанием изготовить копии с копий в количестве, необходимом для нормального осуществления торговли в данной местности. При­сланные меры измерений копировались и за плату передавались ответственным лицам, в обязанности которых входило контроли­ровать правильность осуществления торговых операций на локаль­ном уровне. Оригиналы присланных эталонов сдавались для по­стоянного хранения в храмы и монастыри.

Таким образом, как кратко изложено выше, и формировались метрические системы различных регионов и государств. В наибо­лее развитых государствах античности некоторые из метрических единиц утверждались государственными законами.

В Древней Руси существовали свои измерения. К известным из летописей древним мерам длины относились локоть и сажень. Локтем считалась длина от локтя до переднего сустава среднего пальца. Название «сажень» произошло от славянского слова сяг — шаг. Сначала оно означало расстояние, на которое можно шаг­нуть. Затем стали различать сажени — маховую, косую, казен­ную, мерную, большую, греческую, церковную, царскую, мор­скую и трубную.

Из мер, предназначенных для жидкостей, на территории Древ­ней Руси были известны бочка, ведро, корчага, насадка, кружка, чарка. Основной мерой жидкости было ведро. Насадка составляла 2,5 ведра. Бочка равнялась 10 ведрам. Более мелкие меры: штоф — '/к, часть ведра, чарка — '/то часть ведра, шкалик — две чарки.

Древнейшей единицей массы была гривна, позднее получив­шая название «фунт». Русский фунт, составлявший 400 г, подраз­делялся на 96 золотников, а золотник — еще на 96 долей.

Соотношения между единицами мер были столь разнообраз­ными даже на соседних территориях, что создавало путанную и часто полную неразбериху при учете ценностей, особенно в тор­говле. Развитие торговых отношений между государствами потре­бовало создания международных эталонов. В разные исторические периоды предпринимались попытки ввести эти эталоны. За это время система мер претерпела множество изменений.

В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам приня­ла современную Международную систему единиц — систему еди­ниц физических величин, получившую сокращенное обозначе­ние SI (от фр. Systeme International), в русской транскрипции — СИ. Она включает в себя 7 основных единиц: длина — метр, мас­са — килограмм, время — секунда, сила электрического тока — ампер, термодинамическая температура — Кельвин, сила света — кандела, количество вещества — моль.

2.2. Меры и измерения

Физическая величина в количественном отношении — инди­видуальное свойство для каждого объекта.

Измерение — нахождение значения физической величины опыт­ным путем с помощью специальных технических средств. Под из­мерением понимается процесс экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величи­ной, значение которой принято за единицу.

Единица физической величины — физическая величина, которой по определению присвоено значение, равное 1. Единицы физи­ческой величины представляют собой вспомогательный аппарат, применяемый при изучении объектов природы.

Единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью.

Средство измерений — техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свой­ства. По техническому назначению средства измерений подразде­ляются на меры, измерительные приборы, измерительные преоб­разователи, вспомогательные средства измерений, измерительные установки и измерительные системы.

Мера — средство измерений, предназначенное для воспроиз­ведения физической величины заданного размера. Мера, воспро­изводящая ряд одноименных величин различного размера, назы­вается многозначной. Часто используется набор мер — специаль­но подобранный комплект мер, применяемых не только отдель­но, но и в различных сочетаниях для воспроизведения ряда одно­именных величин различного размера.

Измерительный прибор — средство измерений, предназначен­ное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Из­мерительные приборы бывают аналоговые и цифровые, показы­вающие и регистрирующие.

По характеру зависимости измеряемой величины от продол­жительности измерения делятся на статические и динамические.

Статические измерения соответствуют случаю, когда измеряе­мая величина остается постоянной.

Динамические — когда измеряемая величина изменяется.

По способам получения результатов различают прямые, кос­венные, совокупные и совместные измерения.

Прямыми измерениями называются измерения, при которых ис­комое значение величины находят непосредственно из опытных данных. При этом измеряемую величину сравнивают с мерой изме­рительными приборами, градуированными в требуемых единицах.

При косвенных измерениях искомое значение величины находят на основании известной зависимости* между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Косвенные из­мерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат.

При совокупных измерениях одновременно измеряют несколько однотипных величин и искомые значения величин находят, ре­шая систему уравнений, полученных при прямых измерениях раз­личных сочетаний этих величин.

Совместные измерения — это производимые одновременно из­мерения двух или нескольких одноименных величин для нахожде­ния зависимости между ними.

По способу выражения результатов измерений различают аб­солютные и относительные измерения.

Абсолютные измерения основаны на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значе­ний физических констант, например измерение массы в кило­граммах.

Относительным измерением называется измерение отношения определенной величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменение величины по отношению к одноимен­ной величине, принимаемой за исходную.