Metrologiya standartlaşdirma və ÖLÇMƏLƏr giRİŞ

METROLOGİYA STANDARTLAŞDIRMA

və ÖLÇMƏLƏR

GİRİŞ

Ölçmə-real həyatı dərketmə alətlərinin əsaslarından biridir. Qədim zamanlarda insanlar obyektləri öz aralarında müqayisə edərək və intuitiv olaraq obyektlərdən bir neçəsini ölçü vahidi kimi qəbul edərək uzunluğu, kütləni, həcmi, zamanı və s. ölçürdülər.

Ölçmələr öyrənilən hadisələrin miqdarı nisbətlərini və qanunauyğunluqlarını təyin etməyə imkan verir ki, bu da müxtəlif alimlərin tədqiqatlarının və kəşflərinin nəticələrini obyektiv müqayisə etməyə şərait yaratmlşdır. Xüsusi ölçülərin (etalonların) köməyi ilə müxtəlif kəmiyyət vahidlərinin ölçülərinin təzələnməsi , saxlanması və ötürülməsi üçün XIX əsrdə bir neçə ölkədə xüsusi metroloji təşkilatlar yaradımışdır. İlk yaradılan bu təşkilatlardan biri 1842-ci ildə Sankt-Peterburqda Nümunəvi ölçü və çəki Deposu idi. Bu təşkilat 1893-cü ildə ölçü və çəki Baş Palatasına çevrildi. Burada uzun illər saxlayıcı alim kimi D.İ.Mendeleyev çalışmışdır.
Beynalxalq əməkdaşlığın inkşafı ancaq mal mübadiləsi yox, həmçinin elmi biliklərin mübadiləsi zərurəti bir neçə etalonların işlənib hazırlanması və saxlanılması ilə məşgul olan beynəlxalq təşkilatların yaradılmasına gətirib çıxarıb. Peterburq Elmlər Akademiyasının təşəbbüsü ilə 1875-ci ildə Parisdə Metrik konvesiya imzalanmlşdır ki, bu da ölçmələr sahəsində əməkdaşlığın başlanğıcını qoymuşdur.
Müxtəlif ölçmə vasitələrinin geniş istifadə olunmasına baxmayaraq, ölçü vahidlərinin vahid sistemi yox idi. Ona görə də müxtəlif eksperiment aparanların aldıqları nəticələr çətin müqayisə olunurdu. Bu problem 1881-ci ildə Parisdə Elektrikləşdirmə üzrə Birinci konqresdə həll olundu. Bu Konqresdə professor A.Q.Stoletovun təşəbbüsü ilə vahidlərin vahid sistemi (elektromaqnit və elektrostatik) qəbul edildi. Praktiki məqsədlər üçün konqres tərəfindən hələ 1832-ci ildə K.Qaus tərəfindən təklif edilən mütləq vahidlər sistemi qəbul edildi.
Ölçü texnikasının inkişaf səviyyəsi istehsalatın inkişaf səviyyəsi ilə bilavasitə əlaqəlidir və məhsulun keyfiyyətini birbaşa təyin edir. Qarşılıqlı əvəzolunma problemlərinin, standartlaşdırma problemlərinin həlli texniki cəhətdən inkişaf etmiş ölçmə bazası olmadan mümkün deyildir.

Dərslıkdə metrologiya haqqında əsas anlayışlar və təriflər şərh edilir, fiziki kəmiyyətlərin ölçülmələri haqqında ümumi məlumatlar (ölçmələrin sinifləşdirilməsi, ölçmə xətalarının sinifləşdirilməsi, ölçmələrin nəticələrinin təqdimolunma formaları, ölçmə nəticələrinin işlənməsi), ölçmə vasitələri və onların metroloji xarakteristikaları verilir və bu xarakteristikaların normalaşdırılması göstərilir.

Burada ölçülər, miqyas ölçmə çevriciləri, elektromexaniki cihazlar, körpülər və kondensatorlar, elektron analoq ölçü cihazları, rəqəmsal ölçmə qurğuları, proqramlaşdırılan ölçmə çevriciləri və informasiya ölçmə vasitələri haqqında geniş məlumatlar verilir və bu ölçmə vasitələrinin iş prinsipi şərh edilir. Elektron kəmiyyətlərinin ölçülməsi, maqnit kəmiyyətlərinin ölçülməsi metodları və vasitələri, qeyri-elektrik kəmiyyətlərin ölçülməsi metodları geniş şərh edilir.

Yekunda keyfiyyət göstəricilərinin təyini metodları, ekspert komissiyalarının formalaşdırılması, ekspert qiymətləri alınmasının üsulları və məhsulun keyfiyyətinin ekspert metodu üzrə qiymətləndirilməsi məsələləri geniş izah edilmişdir.

METROLOGİYA
ƏSAS ANLAYIŞLAR VƏ TƏRİFLƏR

MÜASİR METROLOGİYA

Metrologiya -ölçmələr, onların vəhdətinin təmin olunma metodları və vasitələri, tələb olunan dəqiqliyə nail olma üsulları haqqında elmdir. Daha geniş planda metrologiya fiziki obyektlərin kəmiyyət xarakteristika-larının müəyyənləşdirilməsi (təyin edilməsi) haqqında elm kimi də təyin oluna bilər. Metrologiyanın predmeti ölçmə metodları və vasitələri, həmçinin lazımi dəqiqliyə nail olma metodları və vasitələridir.

Ölçmələr həmişə fiziki eksperiment kimi özünü büruzə verir. Ölçmələr texniki vasitələrlə yerinə yetirilir. Bu vasitələrin xassələrinə müəyyən edilmiş şəraitdə lazımi dəqiqliyə zəmanət verən tələblər qoyulur.
Bütövlükdə metrologiya – həm ölçmələrin riyazi, fiziki və texniki aspektlərini, həm də qoyulmuş dəqiqliyin təmin olunma problemini əhatə edən kompleks elmi fəndir. Əhatə dairəsinə uyğun olaraq metrologiya nəzəri metrologiyadan, qanunverici metrologiyadan və praktiki (tətbiqi) metrologiyadan ibarətdir.

Nəzəri metrologiya – metrologiyanın fundamental əsaslarını işləyib hazırlayan metrologiya bölməsidir. Nəzəri metrologiya ölçmələrdə istifadə olunan fiziki proseslərin və hadisələrin analizinin nəticələrini, obyekt-lərin, şəraitin, prosedur və ölçmə vasitələrinin forma-laşdırılmış aparatını, metroloji təhlilin və metroloji sintezin alqoritmik təminatını, ölçü vahidlərinin seçilmə və təyin edilmə prinsiplərini, onların təzələnməsi və etalonlardan işçi ölçmə vasitələrinə ötürülməsi məsələlərini özündə birləşdirir.

Qanunverici metrologiya – metrologiyanın o bölməsidir ki, onun predmeti cəmiyyətin maraqlarına uyğun ölçmələrin vəhdətinin və dəqiqliyinin təmin olunmasına yönəldilmiş fiziki kəmiyyət vahidlərinin, etalonların, ölçmə metod və vasitələrinin tətbiqi üzrə məcburi texniki və hüquqi tələblərin təyin olunmasından ibarətdir. Qanunverici metrologiya ölçmə vasitələrinin yaradılması və istifadəsinin normativ bazasının formalaşdırılmasını təmin edir.

Praktiki (tətbiqi) metrologiya – metrologiyanın o bölməsidir ki, onun predmeti nəzəri metrologiyanın işlənmələri, praktiki (tətbiqi) və qanunverici metrologiyanın müddəaları və məsələlərindən ibarətdir. Tətbiqi metrologiya işlənib hazırlanmış metodların ölçmə vasitələrinin köməyi ilə praktiki realizə edilməsini və ölçmələrin vəhdətinin təmin olunması sisteminin yaradılmasını təmin edir.

ƏSAS MÜDDƏALAR VƏ ANLAYIŞLAR

Fiziki kəmiyyət – keyfiyyətcə əksər fiziki obyektlər üçün ümumi, lakin kəmiyyətcə hər bir obyekt (fiziki sistem, hadisələr və ya proseslər) üçün ayrıca qiymətə malik olan xassədir.

Fiziki kəmiyyətin ölçü vahidi – vahidə bərabər şərti ədədi qiymət verilmiş fiziki kəmiyyətdir. Bu kəmiyyət onunla eynicinsli olan fiziki kəmiyyətin kəmiyyətcə ifadəsi üçün tətbiq olunur.

Fiziki kəmiyyətlərin vahidlər sistemi – fiziki kəmiyyətlərin verilmiş sistemi üçün prinsiplərə uyğun yaradılan əsas və törəmə fiziki kəmiyyət vahidlərinin məcmuudur.

Fiziki kəmiyyətin ölçüsü – konkret maddi obyektə, sistemə, hadisəyə və ya prosesə aid edilən fiziki kəmiyyətin miqdari xarakteristikasıdır.

Fiziki kəmiyyətin qiyməti – fiziki kəmiyyətin ölçüsünün onun üçün qəbul olunmuş bir neçə vahidlərlə ifadəsidir. Fiziki kəmiyyətin əsl qiyməti - müvafiq fiziki kəmiyyəti keyfiyyətcə və kəmiyyətcə ideal şəkildə xarakterizə edən fiziki kəmiyyətin qiymətidir.

Fiziki kəmiyyətin həqiqi qiyməti – eksperiment yolu ilə tapılan qiymətdir. Bu qiymət əsl qiymətə o qədər yaxındır ki, onu verilmiş məqsəd üçün əsl qiymət kimi istifadə etmək olar. Məsələn, hər hansı voltmetrin yoxlanması (sınağı) zamanı onun göstərişini daha dəqiq (nümunəvi) voltmetrin göstərişisi ilə müqayisə edirlər. Bu halda nümunəvi voltmetrin göstərişini gərginliyin həqiqi qiyməti kimi qəbul edirlər.

Fiziki kəmiyyətin ölçülməsi – fiziki kəmiyyət vahidini özündə saxlayan texniki vasitənin tətbiqi ilə aparılan elə əməliyyatların məcmuudur ki, onlar ölçülən kəmiyyətin onun vahidi ilə nisbətinin tapılmasını (görünən və ya görünməyən şəkildə) və bu kəmiyyətin qiymətinin alınmasını təmin edir (fiziki kəmiyyətin qiymətinin təcrübə yolu ilə xüsusi texniki vasitələrin köməyi ilə təyin edilməsi).

Fiziki kəmiyyətin ölçülməsinin nəticəsi - kəmiyyətin ölçülməsi yolu ilə onun alınan qiymətidir.

Ölçmələrin dəqiqliyi – ölçmə nəticəsinin xətasının sıfra yaxınlığını əks etdirən ölçmə xarakteristikalarından biridir.

Dəqiqliyin ölçüsü (ölçmə nəticəsinin xətası) – ölçmənin nəticəsinin ölçülən kəmiyyətin əsl (həqiqi) qiymətindən meyilliyidir. Kəmiyyətin əsl qiyməti məlum deyil, onu ancaq nəzəri tətqiqatlarda tətbiq edirlər. Praktikada həqiqi qiymətdən istifadə edirlər.

Ölçmə vasitələri (ÖV) – normalaşdırılmış metroloji xarakteristikalara malik olan və ölçmələrdə istifadə edilən texniki vasitələrə deyilir. Bu texniki vasitə müəyyən vaxt intervalı ərzində fiziki kəmiyyət vahidini təzələmək və (və ya) saxlamaq üçün də istifadə olunur (müəyyən edilmiş xəta hüdudunda).

Fiziki kəmiyyətin ölçüsü – bir və ya bir neçə verilmiş ölçülərin fiziki kəmiyyətinin təzələnməsi və (və ya) saxlanması üçün ölçmə vasitəsidir. Bu ölçülərin qiymətləri qəbul edilmiş vahidlərlə ifadə olunur və lazımi dəqiqliklə məlumdur.

Ölçmə vasitələrinin metroloji xarakteristikası – ölçmələrin nəticələrinə və onların dəqiqliyinə təsir edən ölçmə vasitələrinin xassələrindən birinin xarakteristikasına deyilir.

Ölçmələrin metroloji təminatı – etalon ölçmə vasitələrinin yaradılmasına, həmçinin ölçmələrin tələb olunan keyfiyyətini təmin edən metroloji qayda və normaların işlənib hazırlanmasına və tətbqinə yönəldilmiş fəaliyyətdir.

Ölçmə vasitəsinin metroloji attestasiyası – ölçmə vasitəsinin dəqiq tədqiqi əsasında bir nüsxədə istehsal olunmuş (və ya tək – tək nüsxələrlə xaricdən gətirilmiş) 9 ölçmə vasitəsinin tətbiqinin qanuni olmasının metroloji xidmət tərəfindən tanınmasıdır.

Ölçmə vasitələrinin yoxlanması – ölçmə vasitələrinin eksperiment əsasında təyin olunmuş metroloji xarakteristikalarının tətbiq üçün yararlılığının dövlət metroloji orqan (və ya digər rəsmi tanınmış orqan, təşkilat) tərəfindən təyin edilməsi və onların qoyulmuş məcburi tələblərə uyğunluğunun təsdiqlənməsidir.

1.3. FİZİKİ KƏMİYYƏTLƏRİN VAHİDLƏRİ
Fizik - riyaziyyatçı alim L.Eyler hesab edirdi ki, hər hansı kəmiyyəti təyin etmək və ya ölçmək üçün bu cinsdən olan digər kəmiyyəti məlum kəmiyyət kimi qəbul etmək lazımdır. Bu zaman qəbul edilmiş kəmiyyətlə ölçülən kəmiyyət arasında olan uyğunluq göstərilməlidir. Beləliklə, bu xassəni xarakterizə edən fiziki kəmiyyət üçün fiziki obyektin xassələrinin ölçülməsi zamanı həmin cinsdən olan məlum kəmiyyət kimi vahidə bərabər kəmiyyəti seçmək zəruridir.

Təbii və texniki elmlərin inkişafı, nəticələrin mübadiləsi zərurəti fiziki kəmiyyət (FK) vahidləri sisteminin yaradılmasına gətirib çıxartdı.

Fiziki vahidlər sistemi təbiətdə baş verən fiziki prosseslər, məlum fiziki qanunlar haqqında biliklərin bazasında yaradılır. Beləki, bir necə fiziki kəmiyyətlərin ölçü vahidlərini seçərək və onları digər kəmiyyətlərlə əlaqələndirən fiziki qanunları bilərək, FK vahidlərini almaq olar.

İlk dəfə fiziki kəmiyyət vahidləri sistemi məfhumunu K. Qauss icad etmişdir. Onun metoduna qörəəvvəlcə bir – birindən asılı olmayan bir necə sərbəst kəmiyyətlər təyin olunur (seçilir). Bu cür kəmiyyət vahidləri əsas vahidlər adlanır. Əsas vahidlər elə seçilir ki, fiziki qanunlardan istifadə edərək digərlərini - törəmə vahidləri almaq münkün olsun. Əsas və törəmə vahidlərin tam məcmuu FK vahidləri sistemini əmələ qətirir.

Əsas vahidlər. Əsas vahidlərin secilməsi vacibdir. Bir tərəfdən, seçim sərbəst ola bilər, digər tərəfdən isə bu cur vahidlərin sayının minimal olması məqsədəuygundur.

Sistemlərin əksəriyyətində qəbul olunmuş vahidlərin qarşılıqlı əlaqələri misalına baxaq. Nyütonun ikinci qanunu inersiya kütləsini təyin edir:

F= ma,

burada F – qarsılıqlı təsirli qüvvə ; m – cismin kütləsi; a – hərəkətin təcili.

Ümumdünya dartma qanunu qravitasiya kütləsini iki cismin qarşılıqlı təsir qüvvəsinin ifadəsi vasitəsilə təyin edir:


burada γ - qravitasiya sabiti, =6,67 ·10^-11 H ;

r – cismlər arasındakı məsafə.

Tutaq ki, bir cism digərinin ətrafında çevrə boyu hərəkət edir. Burada inersiya qüvvəsi qravitasiya qüvvəsinə bərabərdir. Nəzərə alsaq ki,

burada ω - bucaq təcili; T-fırlanma dövrü, alırıq:

, buradan

mavi cismlərin hərəkəti üçün Keplerin üçüncü qanununun ifadəsini aldıq.

Beləliklə, zaman T, məsafə r və kütlə m arasında əlaqəni göstərən şəklində ifadə alınır.

Kifayətdir ki, bu düstürda K=I qiymətini yerinə qoyaq, onda kütlə vahidi uzunluq və zaman vasitəsilə təyin ediləcək. Lakin bu əmsalın qiyməti

Bu onun nəticəsidir ki, kütlə, uzunluq, zaman vahidləri sərbəst seçilmiş və fiziki qanunlara uyğunlaşdırmaq üçün Kepler qanununda əmsal göstərilmiş qiymətə malik olmalıdır.

Əsas vahidlərin sayının minimumlaşdırılması zərurətinin və fiziki hadisələrin yeni sinfinə baxılması zamanı onların tətbiqinin məqsədəuyğunluğunun izahi məqsədilə aşağıdaki misala baxaq. Kulon qanunu mexaniki kəmiyyətləri (qarşılıqlı təsir qüvvəsi və elektrik yükləri arasındakı məsafə) və elektrik kəmiyyətini (elektrik yükü) əlaqələndirir:

Kulon qanununda mütənasiblik əmsalı vahidə bərabərdir. Burada sadələşmək üçün kəmiyyətin xassəsi – vahid vektor buraxılıb.

Əgər bu ifadə əsas kimi qəbul olunarsa, onda elektrik cərəyan qüvvəsi lazım deyil, beləki, onu aşağıdakı ifadədən təyin etmək olar:

F = q/ t,

burada q – Kulon qanunu üzrə təyin edilən elektrik yükü; t - zamandır.

Elektrik kəmiyyətlərin qalan bütün vahidləri elektrostatikanın və elektrodinamikanın qanunlarından cixarılır. Lakin fiziki kəmiyyətlərin sistemlərinə əsas elektrik kəmiyyəti – amper sərbəst daxil edilir. Bu halda yük q = lt münasibəti ilə təyin edilir, yəni eyni fiziki kəmiyyət (yük) mexaniki kəmiyyət vasitəsilə və asılı olmayan kəmiyyət vasitəsilə (amper) təyin edilmişdir. Bu cür qeyri – birmənalılıq məcbur edir ki, Kulon qanununa vakuumun dielektrik keçiriciliyi adlanan əlavə əmsal daxil edilsin:

Aydındır ki, yeni asılı olmayan fiziki kəmiyyət yeni fiziki biliklər sahəsinə rahatlıq üçün daxil edilib. Bu zaman fiziki kəmiyyətlərin köməyi ilə bütün fiziki proseslərin vahid formada şərhinin zəruriliyinə görə fiziki konstantlardan - əmsallardan istifadə olunması tələb olunur.

Törəmə vahidləri. Törəmə vahidləri məlum fiziki qanunların köməyi ilə əsas vahidlər vasitəsilə ifadə oluna bilər. Törəmə vahidin ölçusu riyazi ifadə vasitəsilə təyin olunur. Bu ifadə törəmə vahidini əsas vahidlə əlaqələndirir və göstərir ki, əsas vahidlər dəyişdikdə törəmə vahidi neçə dəfə dəyişir. Əgər əsas vahidin n dəfə dəyişməsi ilə törəmə vahidi n⁰ dəfə dəyişirsə, onda deyirlər ki, bu törəmə vahidi əsas vahidə görə p ölçüsünə malikdir (məsələn, əsas üzunluq vahidi m - ə uyğun olaraq sahənin ölçü vahidi m², həcmin ölçü vahidi m³ - dur).

Törəmə vahidin ölçü düsturu əsas vahidlərin ölçülərindən tərtib olunan birhədli ifadədir, burada bu ölçülər (dərəcələr) müsbət, mənfi, tam və kəsr qiymətində ola bilər.

Ölçü vahidləri aşağıdaki xassələrə malikdir: - əgər A kəmiyyətinin ədədi qiyməti B və C kəmiyyətlərinin hasilinə bərabərdirsə, onda A - nın ölçü vahidi B və C kəmiyyətlərinin ölçü vahidlərinin hasilinə bərabərdir:

[Α] = [Β]⋅[C];

- əgər A kəmiyyətinin ədədi qiyməti B və C kəmiyyətlərinin nisbətinə bərabərdirsə, onda A – nın ölçü vahidi B və C kəmiyyətlərinin ölçü vahidlərinin nisbətinə bərabərdir:

[Α] = [Β]/[C];

- əgər A kəmiyyətinin ədədi qiyməti B kəmiyyətinin n dərəcəli qiymətinə bərabərdirsə, onda A – nın ölçü vahidi n dərəcəli B ölçü vahidinə bərabərdir:

[A][B]ⁿ .

Bu xassələr ölçü vahidlərini formalaşmaslnda istifadə olunur.
Hissə - hissə artan və azalan vahidlər. Bir çox praktiki işlər üçün metrik vahidlərin ölçüləri əlverişli deyil: onlar ya böyükdür, ya da kiçikdir. Ona görə də hissə - hissə artan və azalan vahidlərdən istifadə olunur. Onluq hesablama sistemində artan və azalan vahidlər ilkin artan və ya azalan vahidləri müəyyən dərəcəli 10 – a vurmaqla və ya bölməklə alınır. Artan və azalan vahidlərin adlarının qabağında ön sözlər yazılır. Onluq sistemi üçün artan və azalan vahidlərin təyini cədvəl 1.1 – də verilmişdir.
Cədvəl 1.1. Onluq sistemi üçün artan və azalan vahidlərin təyini cədvəli.

VURĞU	Öndə yazılan sözlər
	adı	Işarələnməsi
		Rus	Beynəlxalq	Azərbaycan
1	2	3	4	5
1 000 000 000 000 000 000 000 000 = 10^21	zetta	З	Z	Z
1 000 000 000 000 000 000 = 10^18	eksa	Э	E	E
1 000 000 000 000 000 = 10^15	peta	П	P	P
1 000 000 000 000 = 10^12	tera	Т	T	T
1 000 000 000 = 10^9	qiqa	Г	G	G
1 000 000 = 10^6	meqa	М	M	M
1 000 = 10^3	kilo	к	k	k
1 00 = 10^2	hekto	Г	h	h
10 = 10^1	deka	дa	da	da
0.1 = 10^-1	detsi	д	d	d
0.01 = 10^-2	santi	c	c	c
0.001 = 10^-3	milli	м	m	m
0.000 001 = 10^-6	mikro	мk	µ	mk
0.000 000 001 = 10^-9	nano	н	n	n
0.000 000 000 001 = 10^-12	piko	п	p	p
0.000 000 000 000 001 = 10^-15	temto	ф	f	f
0.000 000 000 000 000 001 = 10^-18	atto	а	a	a
0,000 000 000 000 000 000 000 001 = 10^-21	zepto	з	z	z

Nisbi kəmiyyətlər və vahidlər. - Fiziki kəmiyyətin ölçulməsi uçun tez-tez bu kəmiyyətin eyni adli fiziki kəmiyyətə nisbətindən istifadə edirlər. Bu nisbət ölçüsüzdür. Onlara karbon-2-nin kutləsinin 1/12 nisbəti ilə ifadə edilən kimyəvi elemetlərin atom və ya molekulyar kutlələri aiddir. Kəmiyyətlərin nisbətləri:

• 
  vahidə bərabər olduqda, ölçüsüz kəmiyyətlə;
  
• 
  10^-2 -yə qədər diapazonda olduqda, faizlərlə;
  
• 
  10^-3-ə qədər diapazonda olduqda pramillə;
  
• 
  10^-3 və daha kiçik diapazonda olduqda, milion hissələrlə və s. ifadə olunur.
  

Loqarifmik kəmiyyətlər və vahidlər. Loqarifmik kəmiyyətlər şəklində tezlik intervalı, zəifləmə, güclənmə səs təzyiqi səviyyələri və s. ifadə olunur. Loqarifmik kəmiyyət vahidi bel, B eyniadli fiziki kəmiyyətlərin nisbətinin loqarifmasi ilə ifadə olunur:
• İΒ = lg(Ρ₁ Ρ₂ ) Ρ₂ = 10Ρ₁ olduqda, burada Ρ_1, Ρ₂ - gücün, enerjinin və s. eyni adli energetik kəmiyyətləri;

• 
  İΒ = 2lg(F₁ F₂ ) F₂ = 10^{1/ 2}F₁ olduqda, burada F₁, F₂ - gərginliyin, cərəyan şiddətinin, təzyiqin və s. eyniadlı kəmiyyətləridir.
  

Loqarifmik kəmiyyətin əmələ gəlməsi üçün ancaq onluq loqarifm yox, həm də natural və ya əsası 2 olan, əgər bu, praktiki məsələnin həlli üçün rahatdırsa, istifadə oluna bilər. Ölçmələrdə tez – tez hissə vahidi beladetsibel, dB (0,1B – yə bərabər) istifadə olunur.

Fiziki kəmiyyət vahidləri sistemi. Sİ Əvvəllər müxtəlif ölkələr özlərinin vahidlər sistemlərini yaratmışlar. Onlar əsasən üç fiziki kəmiyyət vahidləri bazasında yaradılmışdır: üzunluq, kütlə, zaman. Bu sistemlər şərti olaraq mexaniki adlandırılmışdır, məsələn MKS sistemi: metr, kiloqram, saniyə; SQS sistemi: santimetr, qram, saniyə. Bu sistemlər mexanikada tətbiq olunmaq üçün rahatdır (asandır). Lakin elektrik və maqnit kəmiyyətləri üçün ciddi çətinliklər meydana çıxdı. Bir neçə müddət ərzində texniki vahidlər sistemi adlanan MKQSS tətbiq olundu (uzunluq, qüvvə, zaman): metr, kiloqram – qüvvə, saniyə. Bu cür sistem bir çox texniki kəmiyyətlərin hesablanması üçün asandır, lakin bu sistemin böyük nöqsanları vardır: kütlə vahidi burada 9,81 kq alınır ki, bu da ölçünün onluq metrik prinsipini pozur; praktiki elektrik vahidləri ilə çətin uzlaşır.
Elmin müxtəlif sahələrinin tələbatına uyğun olaraq texniki vahidlər sistemləri dörd vahidə qədər genişləndi: İstilik vahidlər sistemi MKSD: metr, kiloqram, saniyə, temperatur şkala dərəcəsi; elektrik və maqnit ölçmələri üçün vahidlər sistemi MKSA: metr, kiloqram,saniyə, amper; işiq vahidləri sistemi MKSK: metr, kiloqram, saniyə, kandela bu çür əmələ gəldi.
Bir sıra bu cür sistemlərin olması alınmış nəticələrin mübadiləsi, bir vahidlər sistemindən digərinə keçilməsi böyük çətinliklər törətdi. Bu, elmin bütün sahələrini əhatə edən və beynəlxalq miqyasda qəbul edilən vahid universal vahidlər sisteminin yaradılması zərurətinə gətirib çıxardı.
1948-ci ildə Ölçü və çəki üzrə IX Baş Konfransda vahid praktiki vahidlər sisteminin qəbul olunması haqqında təklifə baxıldı. Ölçü və çəki Beynəlxalq komitəsi tərəfindən bütün ölkələrin elmi dairələrinin fikirlərinin rəsmi sorğusu aparılmış və bunun əsasında vahid praktiki vahidlər sisteminin yaradılması üzrə təkliflər tərtib olunmuşdur.

1960-cı ildə Ölçü və çəki üzrə XI Baş Konfrans beynəlxalq sistemi qəbul edir və ona “Beynəlxalq vahidlər sistemi” (Sistem İnternational - Sİ) adını verir. Bu sistemdə əsas vahidlər kimi metr, kiloqram, saniyə, amper, kelvin, kandela qəbul edilir. Bir qədər sonra əsas vahidlər sisteminə maddə miqdarının vahidi – mol daxil edildi. Bu sistem qısa bir müddətdə beynəlxalq səviyyədə tanındı.

ETALONLAR VƏ NÜMUNƏVİ

ÖLÇMƏ VASİTƏLƏRİ

Texnikanın və beynəlxalq əlaqələrin inkişafı ilə vahidlərin müxtəlifliyinə görə ölçmələrin nəticələrinin istifadəsi və müqayisəsində çətinliklər çoxaldı, onlar elmi-texniki prosesləri dayandırmağa başladılar. Beləki, XVIII əsrin ikinci yarısında Avropada uzunluğun ölçü vahidi kimi yüzə qədər müxtəlif futlar, əlliyə qədər müxtəlif mil, 120 – dən çox müxtəlif funtlar mövcud idi. Bundan başqa, vəziyyət bəzən elə gətirirdi ki, hissə - hissə və tam vahidlər arasındakı nisbətlər müxtəlif olurdu (məsələn,1 fut = 12 dyüm =304,8mm).

1790 – cı ildə Fransada yeni ölçülər sisteminin yaradılması haqqında qərar qəbul edildi. Bu ölçülər “təbiətdən götürülən, dəyişməyən prototipə əsaslanır”. Təklif olundu ki, uzunluq vahidi kimi Yerin Parisdən keçən meridianının dörddə birinin on millionda bir hissəsinin uzunluğu qəbul edilsin. Bu vahidi metr adlandırdılar. Kütlə vahidi kimi təmiz suyun ən yüksək sıxlıq dərəcəsində olan temperaturda (4 ⁰C) 0,001m³ kütləsi qəbul edildi. Bu vahid kiloqram adlandırıldı. Metrik sistemi qəbul edən zaman ancaq təbiətdən götürülən əsas uzunluq vahidi yox, həmçinin tam və hissə vahidlərinin yaradılmasının onluq sistemi qəbul edildi ki, bu da onun ən vacib üstünlüklərindən biridir.
Lakin son ölçmələrin göstərdiyi kimi, Paris meredianının dörddə birində 10 000 000 yox, 10 000 856 əvvəlcədən təyin olunmuş metr vardır. Lakin bu rəqəmi də son rəqəm saymaq olmaz, beləki elm inkişaf etdikcə daha dəqiq ölçmələr başqa qiymətlər verir.
1872 – ci ildə prototiplər üzrə Beynəlxalq Komissiya tərəfindən təbii etalonlara əsaslanan uzunluq və kütlə vahidlərindən şərti maddi etalonlara (prototiplərə) əsaslanan vahidlərə keçilməsi haqqında qərar qəbul olundu.
1875 – ci ildə diplomatik konfrans çağrıldı və burada 17 ölkə Metrik Konvensiyanı imzaladı. Bu konvensiyaya uyğun olaraq:

• 
  metrin və kiloqramın beynəlxalq prototipləri müəyyənləşdirildi;
  

• 
  Beynəlxalq ölcü və çəki bürosu – elmi idarə yaradıldı, onun saxlanmasına vəsaiti konvensiyanı imzalamış dövlətlər öz üzərinə götürdülər;
  

• 
  müxtəlif ölkələrin alimlərindən təşkil olunmuş ölçü və çəki üzrə Beynəlxalq Komitə yaradıldı;
  

• 
  ölçü və çəki üzrə Bas konfransın hər altı ildən bir çağırılması haqqında qərar qəbul edildi.
  

Platin və iridium ərintisindən metrin və kiloqramın nümunələri hazırlandı.

Metrin prototipi ümumi uzunluğu 102sm olan platin-iridium ştrixli ölçü qəbul edildi ki, onun da hər ucundan 1 sm məsafədə ştrixlər çəkildi. Bu ştrixlər uzunluq vahidi - metri təyin etdi.
1889-cu ildə Parisdə ölçü və çəki üzrə Birinci Baş konfrans kecirildi, burada metr və kiloqramın beynəlxalq prototipləri təsdiq edildi. Bu prototiplər saxlanmaq üçün Beynəlxalq ölçü və çəki bürosuna verildi.

Uzunluq vahidi: 1983-cü ildə ölçü və çəki üzrə XVIII Baş konfransda metrin təyini qəbul edildi. Bu təyinə görə uzunluq vahidi-metr-saniyənin 1/299792458 hissəsi ərzində işiğın keçdiyi məsafədir. Bu cür təyinatın verilməsinə etalon texnikada lazerlərin tətbiqi kömək etdi. Bu zaman uzunluq vahidinin ölçüsü dəyişmədi. Əsas yeniliklər krepton lampasından etalon qurğularda olan işıq mənbəyində lazer şüalanmasına keçid; əsas postulat kimi işıq sürətinin v = 2,997925⋅10⁸ ms sabitliyindən istifadə olunması; bir etalonda üç kəmiyyətin ölçülərinin təzələnməsinin birləşməsi; uzunluq, zaman, tezlik; işıq mənbələri etalonunda beş müxtəlif uzunluqlu dalğalardan istifadə olunması idi.

Uzunluq vahidini təzələmək üçün Maykelsonun interferometrindən istifadə olunur. İnterferometrə daxil olan işiq dəstəsi müxtəlif yollara istiqamətlənmiş iki hissəyə bölünür. Çıxışda işiq dəstləri yenidən birləşir.

Gediş yollarının optik uzunluq fərqindən asılı olaraq gediş fərqini təyin etmək olar:

∆ = (n − ı) = l,

Burada, n – mühitin slnma göstəricisi;

l – yolun həndəsi uzunluğudur.

İnterferensiya halının maksimum şərti:

∆ = l₁ − l₂ = κλ,

burada λ - lazer dalğasının uzunluğudur.

Maksimum şərt: ∆ = l₁ − l₂ = (2κ −1)λ2.

Kütlə vahidi. Əsas mexaniki vahid kimi Ölçü və çəki üzrə XI Baş konfrans tərəfindən kütlə vahidi – kiloqram – kiloqramın prototipinin kütləsinə bərabər maddənin kütləsi təsdiq edilmişdir.
Kiloqramın prototipi Parisin ətrafındakı Sevredə yerləşən Ölçü və cəki üzrə Beynəlxalq büroda saxlanılır. O, 90% platin və 10% iridium ərintisindən hazırlanmış silindrik formaya malikdir, onun hündürlüyü və oturacağının diametri 39 mm - ə bərabərdir.

Kütlənin ölçülmələrinin vəhdətini təmin etmək üçün böyük miqdarda kütlə prototipi istehsal edilmişdir.

Prototipin istehsal dəqiqliyi nisbi xətanın 10^-8 səviyyəsində təmin olunmuşdur. Prototiplər Ölçü və çəki üzrə Beynəlxalq büroda Attestasiyadan keçmişdir. 1889 – cu ildə Rusiyaya 12 №- li prototip göndərildi. O, Sank – Peterburqda D.İ. Mendeleyev adına Ümumrusiya elmi – tədqiqat metrologiya institutunda saxlanılır.
Təyinatına görə kütlə prototipi əvvəlcə suyun bir kub destimetrinin kütləsi ilə onun 3,98 ⁰ C temperaturunda və 101325 P_a təzyiqində ən yüksək qatılığı zamanı uzlaşmalı idi. Lakin təyin olundu ki, suyun maksimum
qatılığı 0,999972 – q / sm3 -a bərabərdir, yəni kütlə prototipi 28 mkq çox oldu.

Zaman vahidi. Zamanın ölçülməsini təbii ki, insan Yer kürəsinin öz oxu ətrafında və Günəş ətrafında hərəkəti ilə əlaqələndirir. Beləki, sutkanın uzunluğu saatlara, dəqiqələrə, saniyələrə bölünür:
t = 24 ⋅ 60 ⋅ 60 = 86400s. Lakin sutkanın uzunluğu ilin müxtəlif vaxtlarında müxtəlifdir, çünki Yer Günəş ətrafındakı orbiti boyunca ellipsvari hərəkət edir.

Ölçü və çəki üzrə Beynəlxalq büro tərəfindən 1956 – ci ildə efemerid saniyə adlanan saniyənin yeni təyini qəbul edildi: 1s = (1/31556925,9747) 1900 – cü tropik ilin hissəsi kimi.

Tropik il 365,24220 orta qünəşli sutkalardan ibarətdir. Tropik ilin uzunluğu sutkaların sayının təxminən dörddə biri qədər çox olur. Odur ki, hər dördüncü il uzun il olur. Bu cür təyinetmə o vaxta qədər saxlanıldı ki, hələ zaman vahidinin 10^-10 nisbi xəta ilə təyin olunması problemi ortaya çıxmamışdır.

1967 – ci ildə Ölçü və çəki üzrə Beynəlxalq komitə zaman vahidinin təyinini qəbul etdi. Zaman vahidi - saniyənin ölçüsünü bu vaxt 9,192631770 ədədi vasitəsilə təyin etmək qəbul olundu. Zaman vahidinin etalonu sezium atomu dəstində rezonansı müşahidəetmə qurğusunda, yəni Sİ sisteminin tezlik vahidinin (hers) təzələnməsi üçün tətbiq olunan qurğuda realizə olundu. Atom dəstinin rezonansı 9,192631770 hs tezlikdə qeydə alındı, etalon zaman vahidi – saniyəni təzələyir.

Cərəyan şiddəti vahidi. Sərbəst elektrik vahidinin ölçmə sisteminə daxil edilməsi ilk dəfə 1893 – cü ildə Çikaqoda elektriklərin Beynəlxalq konqresində təklif olunmuşdur. Burada təklif olundu ki, elektrik kəmiyyətlərinin iki mütləq vahidləri buraya daxil edilsin: biri volt və biri amper. Bunlardan birincisi gərginliyin ölçülməsi və ikincisi sabit elektrik cərəyaninin şiddətinin ölçülməsi üçün istifadə olunur. Təcrübədə sabit elektrik cərəyanının şiddətini onun ətraf mühitə göstərdiyi təsirə görə təyin edirdilər.

Amper – sabit cərəyanın şiddətidir. İki bir – birinə paralel düzxətli sonsuz uzunluğa və çox kiçik dairəvi en kəsiyi sahəsinə malik bir – birindən 1m məsafədə vakuumda ötürücülərdən keçən cərəyan bu ötürücülər arasında uzunluğu 1m olan sahədə 2 ⋅10⁷ Ν ğüvvə yarada bilərdi.

1948 – ci ildə amper etalonunun əsasını cərəyan tərəziləri təşkil etdi. Onlar qollu bərabərçiyinli tərəzilərdir. Tərəzidə asılmış hərəkət edən makara yüklə tarazlaşır. Hərəkət edən makara hərəkətsiz makaraya daxil olur. Sabit elektrik cərəyanının bu ardıcıl birləşdirilmiş makaralardan keçdiyi zaman hərəkət edən makara aşağı düşür. Müvazinətə nail olmaq üçün əks tərəfdəki çiyinə yük qoymaq lazımdır. Onun kütləsinə görə də elektrik cərəyanının şiddəti haqqında qərara gəlirlər. Bu cür etalonun xətası 10^-3 % -dən çox olmur.

Metroloji təcrübədə Cozefson effekti əsasında volt etalonunun və Holl effekti əsasında om etalonunun tətbiqi cərəyanın təzələnməsi dəqiqliyini iki dərəcə yüksəltməyə imkan verdi. Müasir amper etalonu iki kompleksdən ibarətdir:

• 
  amperin ölçüsünün volt və om vasitəsilə Cozefson effektindən və Holl effektindən istifadə etməklə təyini üçün kompleks. Bu kompleks gərginliyin ölçüsünü, elektrik müqavimətinin ölçüsünü, yüksəkkeçiricili cərəyan komparatorunu və tənzimlənən cərəyan mənbəyini özündə birləşdirir;
  
• 
  amperin ölçüsünü farad, volt, saniyə vasitəsilə təyin etmək üçün kompleks. Bu kompleks sabit tutumlu ölçü yığımı blokunu, inteqratoru, tezlikölçənli, rəqəmli voltmetrli və komparatorlu ölçmə blokunu özündə birləşdirir.
  

Etalon cərəyan şiddətinin 1A normal qiymətində ölçmə nəticəsinin orta kvadratik

meylliyinin 5 ⋅10^−^8 A−i aşmaması ilə və crəryan şiddətinin 1⋅10 Α normal qiymətində
sistematik xətaların 2 ⋅10−8 Α− i aşmaması ilə cərəyan şiddəti vahidinin təzələnməsini təmin edir.
Termodinamik temperatur vahidi.					temperatur

Termodinamik temperatur universal fiziki kəmiyyətdir. O, bir çox fiziki cisimlərin və proseslərin vəziyyətini xarakterizə edir.

Termodinamik tempetatur vahidi – kelvin – suyun üçlük nöqtəsinin termodinamik temperaturunun 1/273,16 hissəsi kimi təyin edilir.

Etalon səviyyəsində termodinamik temperatur şkalası qurulur, bu zaman təmiz maddələrin ərimə və bərkimə temperaturundan istifadə olunur.

Suyun üçlük nöqtəsi – eyni zamanda buzun, suyun və su buxarının istilik müvazinətində olması nöqtəsidir. Vakuum şəraitində əriyən buzun üzərində su buxarının təzyiqi P = 611P_a müəyyənləşdirilir. Bu vəziyyətə termodinamik temperaturun T=273,16K qiyməti verilmişdir. Normal atmosfer təzyiqində P=101325P_a = 1 atm suyun donma nöqtəsi suyun üçlük nöqtəsindən 0,00993K aşağıda yerləşir.

1976-cı ildə Ölçü və çəki üzrə XIII Assambleya, mütləq termodinamik şkala ilə yanaşı, temperaturu t⁰C=(T-237,15) K kimi təyin edərək, törəmə şkala kimi Selsini təsdiq etdi.

1990-cı ildə Beynəlxalq temperatur şkalasının (BTŞ-90) son tərkibi təsdiq edildi. BTŞ-90 şkalasının reper nöqtəsi təyinedici və ikinci nöqtəsinə bölünür. Təyinedici reper nöqtələrinin siyahısı cədvəl 1.2-də verilmişdir.

Təyinedici reper nöqtələri – müxtəlif ölkələrdə ölçmənin nəticələrinin öz aralarında bir-birinə uyğun gələn temperatur şkalası nöqtələridir.
İkinci reper nöqtələri daha geniş temperatur diapazonunu əhatə edir. İkinci reper nöqtələrinin şkalası 27 qiymətə malikdir. Ən yüksək temperatur – volframın bərkimə temperaturudur – 3666 K.
Təcrübədə temperaturun dəqiq ölçülməsi üçün reper nöqtələri üzrə dərəcələrə bölünmüş platin müqavimət termometrindən və ya termocütlərdən istifadə olunur. Platin müqavimət termometrlərindən və termocütlərdən temperatur vahidinin ölçüsü nisbətən aşağı dəqiqlik sinfinə aid olan nümunəvi və işci termometrlərə ötürülür.
İşıq şiddətinin vahidi. 1967-ci ildə Ölçü və çəki üzrə XIII Baş konfrans işıq şiddətinin vahidi – kandelanı təsdiq etdi.

Kandela – platinin bərkimə temperaturuna T=2045 K və 101325 Pa təzyiqdə 1/60 sm² sahəyə malik olan mütləq qara cismin deşiyinə normal istiqamətdə yönəldilmiş işığın şiddətidir.

Əvvəllər işiq şiddəti etalonu elə kompleks idi ki, bu kompleksdə induksiya sobası ilə əridilmiş platin diametri 2mm və uzunluğu 40mm olan keramiki borucuğu qızdırır. Şüalanma borucuqdan fotometrin çıxışına toplanır. Bu isə müxtəlif uzunluğa malik dalğalarda enerjinin ölçülməsinə şərait yaradır. Bu cür struktur məlum xəta mənbəyinə malikdir: ideal qara şüalandırıcının yaradılmasının qeyri – mümkünlüyü (odur ki, şüalanma əmsalı həmişə vahiddən kiçik olur); şüalandırıcı boşluğun temperaturu platinin temperaturundan bir qədər az olur; optik sistemdə işıq enerjisinin bir hissəsi itir. Burada düzəlişin edilməsi işiq şiddəti vahidinin 0,1....0,2% dəqiqliklə təzələnməsinə imkan verir.

Hazırki dövrdə işıq şiddəti vahidinin 0,1% dəqiqliklə təzələnməsi mənbənin (ən çox volfram lentli közərmə lampası istifadə olunur ki, bu da cərəyan şiddətini yığıb 2045 K temperaturlu qara cisim kimi şüalandırır) və fotoqəbuledicinin köməyi ilə mümkündür. Ölçmələr mexaniki güc vahidində (vatt) aparılır, işiq seli isə işiğin mexaniki ekvivalenti vasitəsilə təyin olunur. Mexaniki ekvivalent 1 vatta 683 lümens kimi təyin edilir (lümens – işiq selinin ölçmə vahididir).
Bu kəmiyyət əsas kütlə vahidini – kiloqramı təkrarlayır. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, bu günə qədər bu vahidin etalonunun reallaşdırılması yoxdur. Molun qeyri – asılı təzələnməsi cəhdləri ona qətirib çıxardı ki, dəqiq ölçülmüş maddələrin miqdarının cəmlənməsi onun digər fiziki kəmiyyətlərin etalonlarına keçməsinə şərait yaratdı. Məsələn, hər hansı maddənin elektrokimyəvi ayrılması cəhdi elektrik cərəyanının şiddəti və kütləsinin ölçülməsi zərurətinə, kristallarda atomların sayının dəqiq ölçülməsi kristalın xətti ölçülərinin və onun kütləsinin ölçülməsinə və s. gətirib çıxarır.