Единицы измерения, применяемые в технике

Самые ранние известия о мерах, дошедшие до нас относятся к глубокой древности, когда уже вовсю развились скотоводство и зем­леделие, возникла письменность, образовались сравнительно боль­шие государства.
За три тысячи лет до н. э. в Египте уже применялись довольно точно установленные и узаконенные единицы длины, площади и веса. Строительство мелиорационных систем, возведение храмов и двор­цов, сооружение гигантских пирамид было бы невозможно без измерений.

Почти за две тысячи лет до н. э. в древней Азии получила широкое распространение шумеро-вавилонская система мер и весов. В Греции, начиная с VI в. до н. э., и несколько позднее в Риме, при сооружении храмов и строительстве дорог и водопро­водов также использовались сравнительно точно установленные единицы длины и веса.

Русские летописи и другие источники содержат довольно по­дробные сведения о мерах и весах, имевших хождение на Руси с XI по XVII в. Наконец, имеется много данных о мусульманских мерах и весах, применявшихся с VIII в. до наших дней.

Последующее бурное развитие цивилизации открывало все новые и новые физические явления, вследствие чего появилась необходимость в обозначении физических величин.

На протяжении всей истории развития техники, ученые пытались систематизировать и унифицировать единицы измерения, с целью создания единой системы измерения и упрощения физических расчетов. Без этого затруднялось развитие торговли, промышленности, сельского хозяйства, строительство технических сооружений и т.д.
Так в XIX в. была создана метрическая система мер и в 1875 г. ряд государств и Россия подписали метрическую конвенцию. Тогда же было организовано Международное бюро мер и весов. Позже и США с Англией приняли метрическую систему.

Однако, бурное развитие науки и техники в конце XIX в. требовало новых единиц измерений во вновь появившихся науках и областях физики. Так в 1832 г. К. Гаусс вывел научные основы получения и построения систем единиц. В качестве основных единиц он выбрал миллиметр, миллиграмм и секунду. Комитет по эталонам вместо предложенных Гауссом мелких единиц измерений принял в качестве основных единиц сантиметр, грамм и секунду. Так появилась система единиц СГС. Единица силы в этой системе стала дина, а работы - эрг. После появления электрических и электромагнитных систем СГСЭ и СГСМ для объединения электрических и механических появилась новая система - гауссова система единиц, также называемая СГС.

Следует отметить, что на протяжении всей истории техники появлялось большое множество систем измерений: СГСБ, СГСФ, МКГСС и др.

В 1901 г. итальянский инженер Джорджи предложил систему единиц МКС, в которой за основные единицы приняты метр, кило­грамм и секунда.

Десятая Генеральная конференция по мерам и весам в 1954 г. решила, что Международная система должна быть универсальной и охватывать все области измерений, и в качестве основных единиц следует принять метр, килограмм, секунду, ампер, градус Кельвина и канделу.

А, в 1960 г. одиннадцатая  Генеральная конференция по мерам и весам приняла решение:
а) присвоить системе, основанной на шести основных единиц
наименование «Международная система единиц»;
б) установить международное сокращенное наименование этой
системы «SI» (Systeme International, на русском «СИ» - Система Интернациональная);
в) ввести таблицу приставок для образования десятичных кратных и дольных единиц;
г) образовать 27 производных единиц Международной системы
с возможным добавлением в будущем и других производных единиц.
Уже после проведения одиннадцатой конференции в Международную систему была добавлена  седьмая основная  единица — моль — единица   количества вещества.

В настоящее время на просторах бывшего СССР в технической гидравлике применяются несколько систем еди­ниц. Наиболее употребитель­ны две из них: техническая МКГСС и международная система СИ.

В системе МКГСС за основные приняты единицы: длины — метр (м), силы — килограмм-сила (кгс), времени — секунда (сек). 1 кгс представляет собой силу, сообщающую 1 килограмму массы (кг) ускорение, равное ускорению свободного падения g—9,8l м/сек2.
В 1961 г. Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР утвердил ГОСТ 9867-61 «Международная система единиц» СИ.

В качестве основных в системе СИ установлено шесть независимых друг от друга единиц: длины — метр, массы — килограмм, времени — секунда, силы электрического тока — ампер, термодинами­ческой температуры — кельвин, силы света — кандела, из которых выводятся единицы всех остальные производных физических величин.

В системе СИ принято, так же как для других систем, единиц, правило сокращенного обозначения единиц изме­рения в виде одной, двух или трех букв. Единицы из­мерения, наименования которых образованы по именам ученых, пишут с прописной (заглавной) буквы, напри­мер, ньютон — Н, паскаль — Па, остальные обозначения единиц пишут строчными (малыми) буквами. Для всех обозначений единиц (в отличие от прежних стандартов и рекомендаций)   используют прямой шрифт.

В механике и гидравлике, изучающей законы механи­ки жидкостей, основными единицами СИ являют­ся: единицы длины (метр, м), массы (килограмм, кг) и времени (секунда, с); дополнительной едини­цей — измерения плоского угла — радиан (рад).
Из приведенных производных единиц рассмотрим еди­ницы силы, давления, работы и мощности:
Ньютон (Н) —сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2 в направлении действия силы.
Паскаль (Па)—давление, вызываемое силой 1 Н, равномерно распределенной по поверхности площадью 1 м2.
Джоуль (Дж) —работа силы 1 Н при перемещении ею тела на расстояние 1 м в направлении действия силы.
Ватт (Вт)—мощность, при которой работа 1 Дж совершается за время 1 с.