Об измерениях и средствах измерения, продолжение (часть 2)

…образование единиц разных величин и проведение вычислений с ними.

Первоначально были созданы системы единиц, основанные на трех единицах — длины-массы-времени как основных. Одной из первых таких систем является МКС (метр-килограмм-секунда). В научных трудах по физике до настоящего времени применяется система СГС (сантиметр-грамм-секунда), разработанная в 1861 – 1870 годах и построенная по той же системе длина-масса-время. Системы МКС и СГС в части единиц механических измерений когерентны.

В течение некоторого времени применяли так называемую техническую систему единиц, построенную по схеме длина-сила-время. При применении метрических единиц основными единицами этой системы являются метр-килограмм сила-секунда (МКГСС). Удобство этой системы заключалось в том, что применение в качестве одной из основных — единицы силы — упрощало вычисления и выводы зависимостей для многих единиц, применяемых в технике. Недостатком же являлось то, что единица массы в ней получалась производной и численно равной 9,81 кг, — что нарушает метрический принцип десятичности мер. Второй недостаток — сходность наименования единицы силы — килограмм сила и метрической единицы массы — килограмма, что часто приводит к путанице. Третий недостаток системы МКГСС — ее несогласованность с практическими электрическими единицами.

В 1954 году Международным комитетом по мерам и весам была создана комиссия по разработке единой Международной системы единиц. Эта комиссия в 1956 году разработала проект Международной системы единиц, который был принят Международным комитетом по мерам и весам и в 1960 году утвержден ХI Генеральной конференцией по мерам и весам. Система, основанная на утвержденных в 1954 году шести единицах (метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина, свеча), была названа Международной системой единиц, сокращенно СИ (SI — начальные буквы французского наименования Systeme International). Был утвержден перечень шести основных, двух дополнительных и первый список двадцати семи производных единиц, а также приставки для образования кратных и дольных единиц.

Решения Генеральной конференции и Международного комитета мер и весов по Международной системе единиц учтены в рекомендациях Международной организации по стандартизации (ИСО) по единицам измерений, приняты Международной организацией по законодательной метрологии и нашли отражение в законодательных положениях о единицах, в стандартах на единицы во многих странах мира.

В 1961 году Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР утвердил ГОСТ 8967-61 «Международная система единиц», которым было установлено предпочтительное применение этой системы во всех отраслях науки и техники.

Система единиц СИ имеет ряд несомненных достоинств, важнейшими из которых являются:

1. универсальность — то есть охват всех областей науки, техники, народного хозяйства;
2. унификация единиц для всех видов измерений; так, вместо ряда единиц давления (атм, мм рт.ст., мм вод.ст., бар, дин/см² и других) в СИ применяется единая единица давления — паскаль (Па), а вместо ряда единиц работы и энергии (кгс м, эрг, кал, ккал, кВт ч и другие) — одна единица для измерения работы и всех видов энергии (в том числе и теплоты) — джоуль (Дж);
3. применение удобных для практики основных и большинства производных величин (площади — м², объема — м³, частоты — Гц, электрического напряжения — В, электрической емкости — Ф и другие);
4. когерентность системы — коэффициенты пропорциональности в физических уравнениях, определяющих единицы производных величин, равны безразмерной единице;
5. четкое разграничение в СИ единиц массы (килограмма) и силы (ньютона);
6. упрощение записи уравнений и формул, отсутствие в них переводных коэффициентов, появляющихся в других системах в связи с тем, что величины, входящие в эти формулы, давались в разных системах единиц;
7. облегчение процесса обучения в учебных заведениях;
8. лучшее взаимопонимание при развитии международных научно-технических и экономических связей.

Основные единицы системы СИ, принятые в 1971 году Генеральной конференцией по мерам и весам.