Измерение размера. Геометрические параметры – длина, площадь, объем. Единицей длины в системе СИ является метр (м). рекомендуется использовать также км, дм, см, мм, мкм, нм. Первым эталоном метра служил хранящийся в Париже стержень из платиноиридиевого сплава. Позже метр стали определять через длину волны одного из спектральных переходов атома криптона. Единицы СИ площади – квадратный метр, а объема - кубический метр. Для измерения и контроля геометрических параметров в строительстве используются следующие средства измерений: металлические рулетки (длиной 1-2м, 20-30 м) используются при выполнении геодезических работ и разбивке инженерных сооружений, а так же при контрольных измерениях на строительной площадке; метры складные металлические и линейки металлические длиной 300, 500 и 1000 мм используют при проведении столярных, каменных и других строительных работ. При этом перенос размеров с линейки (метра, рулетки) производится чертилкой знаком Ú, начиная с отсчета на линейке, чтобы острие знака точно совпадало с делением на линейке; шнур разметочный используется для тех же целей, что и рулетки; оптические дальномеры применяют в строительстве в комплексе с горизонтальными или вертикальными рейками при разбивке сооружений; уровень строительный, рейки для контроля плоскостности поверхностей и вертикальности, отвесы, рейки нивелирные используют для контроля горизонтальности, прямолинейности и плоскостности; нивелиры используют для создания высотной основы и точности разбивки сооружений по высоте; штангенциркули и микрометры – средства измерения малых размеров с высокой точностью.
Измерение времени. Единица СИ времени – секунда (с). В качестве эталона времени используется одна из спектральных линий в спектре излучения атома цезия. Все механические счетчики времени из-за относительно большой инерции движущихся деталей механизма позволяют измерять промежутки времени с точностью, не превышающей десятых или сотых долей секунды. Наиболее часто в лабораторной практике применяются механические секундомеры с ценой деления 0,2 или 0,1 с. Основная ошибка этих секундомеров равна цене деления, однако, точность отсчета зависит во многом от быстроты реакции на включение и остановку секундомера. Установлено, что ошибки пуска и остановки, складываясь, дают общую ошибку порядка 0,3 с. электромеханические счетчики времени имеют цену деления 0,01 и 0,001 с. Эти секундомеры следует использовать вместе с устройствами, которые обеспечивают автоматическое совпадение пуска и остановки с началом и концом процесса, длительность которого определяется. Для измерения длительности различных процессов можно использовать электронные осциллографы. Максимально возможная точность для специальных счетчиков времени составляет 10-11 с.
Измерение массы. Единица СИ массы – килограмм (кг), который определяется как масса международного прототипа килограмма – хранящегося в Париже платиноиридиевого цилиндра высотой 39 мм и диаметром 39 мм. Масса определяется сравнением на рычажных, а не на пружинных весах. Весы как прибор для определения массы тел характеризуется допустимой или предельной нагрузкой, а так же допустимой ошибкой показаний. В лабораториях обычно используют аналитические и технические весы. Основной вклад в допустимую ошибку показаний привносят систематические ошибки, связанные с неравноплечностью коромысла, неуравновешенностью весов, температурой и влажностью воздуха, ошибками гирь.
Измерение температуры. В приборах для измерения температуры (Т) измеряют свойства тел, однозначно связанные с температурой. Используются такие свойства, которые с температурой изменяются непрерывно, монотонно, легко измеряются и могут быть точно воспроизведены. Всякое устройство для измерения Т состоит из двух основных частей – части, где происходит изменение свойств и измерительного прибора.
Газовые термометры (ГТ). Первой частью в ГТ служит некоторый объем, заполненный газом, второй - манометр. В основе работы ГТ лежит известное в термодинамике соотношение PV=RT, справедливое для идеального газа. Из него видно, что при постоянном объеме V температура T пропорционально зависит от P, т.е. T=cP.
Жидкостные термометры (ЖТ). Действие ЖТ основано на видимом изменении объема жидкости, наполняющей резервуар и частично капилляр, при изменении Т окружающей среду. В качестве жидкости используется ртуть, спирты, анилин, толуол, керосин. Верхний предел температур, измеряемых ЖТ, не выше 2000С, а нижний определяется температурой замерзания этих жидкостей и достигает -2000С.
Термометры сопротивления (ТС). В ТС используется зависимость R от T, имеющая обычно следующий вид R(Т)=R0(1+AT+BT2+CT3), где R0 – сопротивление ТС при 00С, А, В, С – известные константы. В качестве материала ТС используют обычную платину (-200¸11000С) или медь (-50¸1800С). Для определения Т пользуются обычно графиками и таблицами, составленными для каждого ТС.
Термоэлектрические термометры (ТТ). в качестве ТТ используют термопары (спаянные разнородные проводники, на концах которых возникает ЭДС).
На практике всегда используют две термопары, соединенные концами, один из которых помещают в воду с плавающим в ней льдом.
