第二章-计量单位和单位制PPT课件

.,1,第二章计量单位和单位制,.,2,第1节基本概念一、量的概念,量的定义量是现象、物体和物质可以定性区别和定量确定的一种属性。JJF10011998通用计量术语及定义对象：可以是自然现象，又可以是物质本身。定性：量区别为长度、质量、时间、温度、硬度、电流、电阻、噪声等。定量：例如物体长度、质量，速度等。,经济与管理学院方兴华,.,3,2、量的表示,量值是由“数值和计量单位的乘积所表示的量值的大小”。,如：量A可以表示为：A=AA,A量A所选用的计量单位；,A用计量单位A表示时量A的数值。,经济与管理学院方兴华,.,4,2、量的表示,对于同一量A，计量单位A不同，数值A也不同。,如：A=1mA=10dmA=100cm,经济与管理学院方兴华,.,5,2、量的表示,经济与管理学院方兴华,（1）物理量的数学运算关系,同一种量可以相加A1+A2=A1+A2A同一种量可以相减A1-A2=A1-A2A,几种量可以相乘AB=ABAB几种量可以相除,注意：在计量中那些具有两层含义的量，如时间和温度。,.,6,2、量的表示,经济与管理学院方兴华,（2）非物理量的计量,有少数可计量的量不是物理量，如硬度、表面粗糙度、感光度等，为约定的可计量的量，这些量的定义和量值与计量方法有关，相互间不存在确定的换算关系。,.,7,3、量的种类,（1）根据在量制中的关系基本量&导出量（2）根据量值测量中的地位被测量&影响量（3）根据测量对象本身的特点有源量&无源量,经济与管理学院方兴华,.,8,3、量的种类,（1）根据在量制中的关系基本量：基本量是在量制中约定地认为在函数关系上彼此独立的量。如：国际单位制（SI）中7个基本量。导出量：在量制中为该量制基本量的函数所定义的量。如：速度、力等,经济与管理学院方兴华,.,9,3、量的种类,（2）根据量值测量中的地位被测量：“作为测量对象特定的量”，它可以理解为已经为计量所获得的量，也可指待计量的量。影响量：被计量的量就是指受到计量的量，它可以理解为已经为计量所获得的量，也可指待计量的量。,经济与管理学院方兴华,.,10,3、量的种类,（3）根据测量对象本身的特点有源量：被计量的对象本身具有一定的能量就称为有源量，如温度、力等观察者无需为计量中的信号提供外加能源。无源量：被计量的对象本身没有能量。如电阻、电容等测量需要提供外加能源。,经济与管理学院方兴华,.,11,3、量的种类,根据国际标准ISO31和我国标准GB/T3100-3102-1993，物理量按其学科可划分为11类：时间和空间的量，如：长度、角、时间、速度、加速度等；周期及有关现象的量，如：频率、波长、阻尼系数等；力学的量，如：质量、密度、力、功、能、等；电学和磁学的量，如：电流、电位、电压、电容、等；光及有关电磁辐射的量，如：发光强度、光通量、照度、辐射强度、辐射照度，等,经济与管理学院方兴华,.,12,3、量的种类,根据国际标准ISO31和我国标准GB/T3100-3102-1993，物理量按其学科可划分为11类：声学的量，如：声压、声速、声功率、等；物理化学及分子物理学的量，如：物质的量、阿伏加德罗常数、渗透压力、等；原子物理学和核物理学的量，如：原子质量、电子质量、普朗克常量、等；核反应和电离辐射的量，如：粒子注量率、活度、等；固体物理学的量，如：霍尔系数、汤姆逊系数、理查逊常数、等,经济与管理学院方兴华,.,13,3、量的种类,在我国实际工作中，计量按学科分为十大类,经济与管理学院方兴华,十大计量：几何量、温度、力学、电磁、电子、时间频率、光学、电离辐射、声学。,.,14,二、计量单位,1.定义：为定量表示同种量量值而约定采用的特定量。计量单位具有约定地赋予的名称和符号,经济与管理学院方兴华,字母符号拉丁字母：Kg，cm希腊字母：,右上角符号,角度（。）分（）秒（）,.,15,二、计量单位,同量纲（不一定是同一量）的单位具有相同的名称和符号。如：压强单位：Pa弹簧弹性模量单位：Pa,经济与管理学院方兴华,.,16,二、计量单位,2.计量单位的分类（1）基本单位在给定量制中基本量的单位称为基本单位。如:国际单位制（SI）中的7个基本单位。（2）导出单位在给定的量制中导出量的单位称为导出单位。,经济与管理学院方兴华,.,17,二、计量单位,导出单位主要有：SI中的两个辅助单位平面角单位：弧度立体角单位：球面度具有专门名称的导出单位如力单位：牛顿；电容单位：法拉等；用基本单位表示，但无专门名称的导出单位，如速度单位：米/秒等；,经济与管理学院方兴华,.,18,二、计量单位,由专门名称的导出单位和基本单位组合而成如力矩单位：牛顿米等专门名称的导出单位和基本单位组成的导出单位如角速度单位：弧度/秒等制外单位，如：天、小时等倍数单位，如：公里等,经济与管理学院方兴华,.,19,三、单位制,计量单位制是指为给定量制按给定规则确定的一组基本单位和导出单位，简称单位制。如力学量制中，有：长度、质量和时间单位制有：厘米.克.秒制(CGS制)米.千克.秒制（MKS制）米.千克力.秒制（MKgFS制）,经济与管理学院方兴华,.,20,第2节量纲,经济与管理学院方兴华,一、定义以给定量制中基本量的幂的乘积表示某量的表达式称为量纲。量纲的表示符号为：dim导出量的量纲形式表示为基本量量纲之积，故量纲也常常称为“量纲积”。如：力的量纲为dimF=LMT-2,.,21,二、量纲的表示,1.国际单位制（SI）中的基本量及量纲,经济与管理学院方兴华,.,22,二、量纲的表示,2.量纲的一般表示方法,经济与管理学院方兴华,对于任何一个量的量纲可表示为：dimQ=LMTINJ,无量纲的量：全部指数为0，量纲为1，如一些系数；dimL=L,=1,其他指数为0,.,23,三、量纲的运算,经济与管理学院方兴华,设有物理量x、y，导出量z，则有：如z=kxy则dimz=dimxdimy如z=kx/y则dimz=dimx/dimy如z=kxn则dimz=(dimx)n要注意量纲的加减的运算，只有相同量纲的量才能进行加减运算。,.,24,四、量纲分析,经济与管理学院方兴华,方程两边量纲相等该特性可以检查方程是否正确，还可以确定量的方程。,2.一般同类量的量纲相同由于对不同的定义方程量纲则不同，或者说在不同单位制下同类两的量纲可以不相同。,3.量纲相同的量不一定是同一量,.,25,第3节单位换算,经济与管理学院方兴华,一、量方程、单位方程和数值方程量方程量方程是科学技术中使用的方程，它以字母和符号表示量之间关系的公式。2.单位方程用字母和符号表示测量单位的定义式称为单位方程。,.,26,第3节单位换算,经济与管理学院方兴华,一、量方程、单位方程和数值方程3.数值方程用字母和符号表示对应于用测量单位的数值的公式数值方程。,例如：牛顿第二定律量方程：F=ma，单位方程：F=K-1ma其中：K为换算系数；数值方程：F=Kma其中：K为换算系数。,.,27,第3节单位换算,经济与管理学院方兴华,4.一贯性原则用来定义导出单位的方程式中的系数始终为1。符合此原则的导出单位称为一贯性导出单位，简称一贯单位。符合此原则的单位制称为一贯导出性单位制。,国际单位制中的导出单位为一贯单位；一贯单位中，数值方程和量方程前后一致。,.,28,第3节单位换算,经济与管理学院方兴华,二、单位换算,1.单个单位的换算,准则一：将某量换用一个等于原单位K-1倍的新单位，则换算后的数值等于愿数值的K倍。,例如：,.,29,第3节单位换算,经济与管理学院方兴华,2.混合单位的换算,准则二：在任意量方程X=ABC中，若两边采用了不同的单位体系，其数值方程为：X=KABC,其中：K=KAKBKC式中每一个换算的因子为：KA=A右/A左KB=B右/B左KC=C右/C左,.,30,第4节国际单位制,经济与管理学院方兴华,一、国际单位制的建立和特点,1.国际单位制的建立,1948年，第九届国际计量大会作出了决定，要求国际计量委员会创立一种简单而科学的、供所有米制公约成员国均能使用的实用单位制。1954年，第十届国际计量大会决定采用米、千克、秒、安培、开尔文和坎德拉作为基本单位。,.,31,第4节国际单位制,经济与管理学院方兴华,一、国际单位制的建立和特点,1.国际单位制的建立,1960年，第十一届国际计量大会决定将以这六个单位为基本单位的实用计量单位制命名为“国际单位制”，并规定其符号为“SI”。1974年，第十四届国际计量大会又决定增加将物质量的单位摩尔作为基本单位。,.,32,第4节国际单位制,简明性合理性继承性,经济与管理学院方兴华,一、国际单位制的建立和特点,2.国际单位制的特点,同一性实用性科学性世界性,.,33,二、SI基本单位的构成,国际单位制（SI）,SI单位,SI基本单位（7个）,SI导出单位,包括SI辅助单位在内的具有专门名称的导出单位,组合形式的SI导出单位,SI词头,SI单位的十进倍数单位,.,34,第4节国际单位制,经济与管理学院方兴华,1.基本单位及其定义,.,35,第4节国际单位制,经济与管理学院方兴华,.,36,第4节国际单位制,经济与管理学院方兴华,.,37,第4节国际单位制,经济与管理学院方兴华,.,38,经济与管理学院方兴华,2.SI导出单位,（1）具有专门名称的SI导出单位,.,39,经济与管理学院方兴华,2.SI导出单位,（1）具有专门名称的SI导出单位,.,40,经济与管理学院方兴华,2.SI导出单位,（1）具有专门名称的SI导出单位,.,41,经济与管理学院方兴华,2.SI导出单位,（2）组合形式的SI导出单位,用SI基本单位和具有专门名称的SI导出单位以代数形式表示的单位，称为组合形式的SI导出单位。如角速度单位：rad/s等,.,42,经济与管理学院方兴华,3.SI单位的倍数单位,SI单位的倍数单位是由SI词头与SI单位（包括SI基本单位、SI导出单位）构成。国际单位制规定了20个SI词头，可组成大大小小不同的SI单位的使劲倍数和分数单位，以满足不同场合对单位大小的不同需要。,.,43,经济与管理学院方兴华,国际单位制词头,.,44,经济与管理学院方兴华,国际单位制词头,.,45,放射性物质的计量单位,.,46,放射性物质的计量单位,放射性剂量单位为：希沃特，为每千克人体组织吸收1J为1希沃特希沃特的量值很大，一般用毫希沃特和微希沃特这两个单位一次性遭受4000毫希沃特会使人致死对与接触辐射的工作，人体年累计量的最高限为50000微希沃特,.,47,第5节我国法定计量单位,经济与管理学院方兴华,一、概述,法定计量单位是指“由国家法律承认，具有法定地位的计量单位”,法定计量单位是