1. Podstawowe określenia

Wielkości są to cechy lub właściwości, których stany mogą być porównywane jak wymiary, temperatura, czas, siła itd. Dla metrologii istotne są te wielkości fizyczne, które można porównać ilościowo. Są to wielkości mierzalne. Wielkości, które możemy porównać wyłącznie jakościowo nazywamy niemierzalnymi. Wraz z rozwojem techniki wiele wielkości wcześniej niemierzalnych, zostaje zaliczonych do wielkości mierzalnych. Porównywać można tylko stany tej samej wielkości. Porównanie dwóch różnych wielkości nie ma sensu. Dla wielkości mierzalnych porównywane stany nazywamy wartościami wielkości. Są one określone liczbowo. Zespół czynności w wyniku których, następuje doświadczalne wyznaczenie z określoną dokładnością wartości danej wielkości, nazywa się pomiarem. Wartość wielkości otrzymujemy, mając do dyspozycji skalę utworzoną ze znanych wartości wielkości tj. określonej stałej wartości wielkości mierzonej, której wartość liczbową przyjmuje się równą jedności w postaci jednostki miary. Podstawowa czynność pomiaru polega na stwierdzeniu, ile razy jednostka miary [ Q ] mieści się w wielkości mierzonej Q to znaczy, że wartość Q każdej wielkości mierzalnej można wyrazić jako iloczyn wartości liczbowej { Q } przez jednostkę miary [ Q ] .

Q = { Q } × [ Q ] (1.1)

Równanie ( 1.1 ) nazywa się podstawowym równaniem pomiaru.

Zależności między wielkościami mierzalnymi różnego rodzaju wyraża się w postaci wzorów.

1. Jednostki miary

Jednostki miary tworzy się dla wszystkich wielkości fizycznych w celu zapewnienia jedności miar stosowanych w świecie. Odpowiednio uporządkowany zbiór wszystkich jednostek podstawowych i pochodnych w danym układzie wielkości nazywa się układem jednostek miar, który wraz z postępem techniki doznawał kolejnych modyfikacji i nosi międzynarodowy charakter. Międzynarodowy Układ Jednostek Miar - układ SI (patrz tablica 1.1) został przyjęty przez Generalną Konferencję Miar (GKM) w 1960 r. oraz był uzupełniony i zmodernizowany na kolejnych konferencjach.

Układ SI, który zawiera 7 jednostek podstawowych oraz 2 jednostki uzupełniające oparty jest o następujące zasady:

• Jednostki pochodne są spójne z jednostkami podstawowymi i uzupełniającymi.

• Wielokrotności jednostek układu SI tworzy się wg podziału dziesiętnego i wyraża za pomocą do tego dostosowanych przedrostków (patrz tablica 1.2).

• Układ SI stanowiąc nowoczesną postać międzynarodowego systemu metrycznego miar daje przyporządkowanie każdej wielkości jedną jednostkę miary i ogranicza w ten sposób liczbę stosowanych jednostek miar.

W Polsce układ SI obowiązuje od 1966 roku.

Tablica 1.1. Jednostki podstawowe i uzupełniające Międzynarodowego Układu Jednostek

Miar (SI)

Wielkość	Nazwa	Oznaczenie	Określenie
Długość	metr	m	metr jest to długość drogi przebytej w próżni przez światło w czasie 1/229792458 sekundy (XVII GKM, 1983).
Masa	kilogram	kg	kilogram jest masą międzynarodowego wzorca tej jednostki przechowywanego w Międzynarodowym Biurze Miar w Sevres (III GKM, 1901).
Czas	sekunda	s	sekunda jest czasem trwania 9192631770 okresów promieniowania, odpowiadającego przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu Cs133 (XII GKM,1967).
Natężenie Prądu elektrycznego	amper	A	amper jest natężeniem prądu elektrycznego nie zmieniającego się który płynąc w dwóch równoległych przewodach prostoliniowych nieskończenie długich, o przekroju okrągłym znikomo małym, umieszczonych w próżni w odległości jednego metra jeden od drugiego, wywołałyby między tymi przewodami siłę równą dwóm dziesięciomilionowym częściom niutona na każdy metr długości przewodu ( IX GKM, 1948).
Temperatura	kelwin	K	kelwin jest 1/273,16 częścią temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody (XIII GKM, 1967).
Światłość	kandenla	cd	kandela jest to światłość, jaką ma w określonym kierunku źródło emitujące promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości 540 × Hz i którego natężenie promieniowania w tym kierunku jest równe 1/683 W/ sr (XVI GKM,1979).
Liczność materii	mol	mol	mol jest licznością (ilością) materii układu zawierającego liczbę cząsteczek lub cząstek równą liczbie atomów zawartych w masie 0,012 kg czystego nuklidu węgla 12 (XIV GKM, 1971).
Kąt płaski	radian	rad *	radian jest kątem płaskim zawartym między dwoma promieniami koła wycinającymi z okręgu tego koła łuk o długości równej promieniowi.
Kąt bryłowy	steradian	sr *	steradian jest kątem bryłowym o wierzchołku w środku kuli wycinającym z powierzchni tej kuli pole równe kwadratowi jej promienia.

* oznaczenie jednostek uzupełniających

W pomiarach z wykorzystaniem przyrządów pomiarowych w normalnych warunkach odniesienia, następuje z wymaganą (norma) dokładnością, odtworzenie krotności jednostek miar mierzonych wielkości w postaciach wartości działki elementarnej podziałki lub wzorca. Przy zastosowaniu odpowiedniej metody porównania wielkości mierzonej z odtwarzaną przez przyrząd wartością tej samej wielkości wyznaczamy wartość wielkości mierzonej. Poznanie dokładności pomiaru narzuca konieczność analizy całego procesu przed przystąpieniem do jego wykonania, w tym:

• starannego określenia warunków przeprowadzenia pomiaru;

• wyboru metody pomiarowej, która w najprostszy sposób pozwoli osiągnąć wynik pomiaru;

• doboru narzędzia pomiarowego z żądaną charakterystyką metrologiczną.

Tablica 1.2. Przedrostki dla wyrażenia dziesiętnych krotności jednostek miar

Przedrostek	Oznaczenie	Współczynnik
jotta	Y
zetta	Z
eksa	E
peta	P
tera	T
giga	G
mega	M
kilo	k
hekto	h
deka	da
decy	d
centy	c
mili	m
mikro	
nano	n
piko	p
femto	f
atto	a
zepto	z
yokto	y

---