К вопросу о единстве измерений в аналитике. Часть 1. Измеряемое свойство

УДК 621.928.89

К вопросу о единстве измерений в аналитике.

Часть 1. Измеряемое свойство

А. А. Бегунов, д-р техн. наук, профессор

Всероссийский научно-исследовательский институт жиров, г. Санкт-Петербург

Как известно, единство измерения относится к конкретному измеряемому свойству и может быть выражено следующей формулой: одно измеряемое свойство -м- одна физическая величина — одна единица величины — один размер единицы.

Необходимость решения проблемы единства измерений в аналитике выдвигает на первый план вопрос измеряемого свойства и обозначение его физической величины [1]. Это связано с тем, что в аналитике для выражения состава принято более двух десятков общеотраслевых (массовая, молярная, объёмная доли, массовая и молярная концентрации и др.), а также не меньшее количество в каждой отрасли «своих» характеристик (кислотное, ацетильное, йодное числа, относительная и абсолютная влажность, температура точки росы/льда и т. д.). Важность этой проблемы в разных отраслях науки, техники и производства воспринимается различно, а потому и отношение специалистов к ней часто не совпадают. При этом существуют прямо противоположные позиции. Одни считают все характеристики состава самостоятельными физическими величинами, другие полагают, что их нельзя относить к категории величин вообще. Некоторые химики-аналитики просто не видят здесь никакой проблемы [2]. Есть специалисты-метрологи, которые аналитику даже не считают видом измерения. В то же время, в технологических отраслях промышленности (в том числе пищевая) эта ситуация создает большие трудности научного и прикладного характера, так как для них состав является главным показателем качества исходного сырья, полупродуктов и готовой продукции. Это первое. Второе - внутри каждой из этих отраслей многие объекты измерений материально взаимосвязаны, т. е. переходят одни в другие, например, в пищевой про-

мышленности из зерна получают муку, далее, добавляя определенные компоненты, производят макароны и т. д. Это значит, что заданные конструируемые измеряемые свойства у множества объектов измерений одинаковы и синтезируются смешением компонентов с аналогичными измеряемыми свойствами. Поэтому последние требуется не только называть одинаково, но и для их количественного описания применять единицы одного размера, чего на практике часто нет [3].

Проблематичность решения названной задачи в научном и прикладном аспектах затрагивает все стороны метрологии, начиная от выбора метода и средств измерений, до обеспечения единства измерений. Вот несколько примеров научно-прикладного характера.

Наличие воды в сырье и продуктах обычно оценивается только с позиции влагоемкости (масса, плотность, теплоемкость, калорийность и др.). Однако при постановке измерительной задачи и выборе метода измерения необходимо учитывать, что вода может быть свободной (методы измерения, основанные на тепловом воздействии, сорбции, экстракции и др.) и связанной (ЯМР, СВЧ и др. методы). При этом первые методы широко применяют для градуировки вторых, хотя их взаимная корреляция далеко неоднозначна. Кроме того, в определённых ситуациях важна не влагоемкость, а активность воды в материале, поскольку вода в пищевых продуктах может проявлять различные микробиологические, физические и другие свойства в зависимости от состояния, в котором она находится. Так, сорбированная вода не участвует в окислительных реакциях, в реакциях ферментативного потемнения, непригодна для развития спор микроорганизмов. С другой стороны, на свойства продуктов и ха-

рактер их взаимодействия с окружающей средой, на протекание многих технологических процессов (например, процессы усыхания и увлажнения) влияет непосредственно количество воды, содержащейся в продукте и окружающей среде безотносительно к ее активности. То есть, влагосо-держание или влагоемкость системы и активность содержащейся в ней воды - это два различных свойства, которые для своего количественного оценивания имеют различные физические величины, единицы и средства измерений.

При постановке любого измерительного эксперимента необходимо прежде всего, решать вопрос о физической сущности измеряемого свойства, а с позиции принципов единства измерений о единственности соответствующего его названия -физической величины и единицы. Для большинства видов измерений это считается очевидным. В аналитике это далеко не так, что связанно с существенными метрологическими особенностями этого вида измерений, подробно рассмотренных в [4]. Среди них отмеченное выше многообразие способов выражения состава объектов измерений. Но в таком случае, если исходить из стандартизованного определения понятия «физическая величина»1 и считать все характеристики состава физическими величинами, возникает естественный вопрос, какие разные измеряемые свойства каждая из них отражает и в чем различные измеряемые свойства выражают. Поиск ответа на этот вопрос упирается в трактовку понятия «свойство» с метрологической точки зрения. В литературе по данному поводу высказаны различные суждения [5-9], однако пока не удалось найти метрологически корректного определения.

Мы предлагаем следующий взгляд на рассматриваемый вопрос [10, 11]. Будем исходить из того, что причина свойств той или иной вещи, а также их изменение лежат во взаимодействии образующих ее элементов. В таком случае свойство объекта измерений - это его внутренняя предрасположенность:

м '',

где - оператор возмущения; X ~ оператор данной физической величины; Г - возмущающая обоб-

1 Физическая величина есть свойство, в качественном отношении присущее многим объектам, а в количественном отношении — индивидуально для каждого из них.

щенная сила, действующая на объект исследования.

При F 4 0 система описывается гамильтонианом:

где Но - гамильтониан невозмущенной системы. Отсюда получаем:

х =--Р

ар

Функция %= /(Н.Г) называется обобщенной восприимчивостью. Уравнение (3) в самом общем виде представляет соответствующее физическое свойство вещества. Через обобщенную восприимчивость оно характеризуется соотношением между внешним воздействием F и изменением его внутреннего состояния Н. Таким образом и является источником знаний о сущности материи и в зависимости от характера возмущающей силы F выделяет и отражает соответствующее (интересующее) свойство исследуемого вещества.

Все многообразие наблюдаемых у вещества свойств принято разделять по характеру обусловливающих эти свойства физических полей - теплового, механического, электрического, магнитного и электромагнитного. С таким пониманием свойства согласуется универсальное описание взаимодействия, которое включает в себя объект наблюдения, представляемый гамильтонианом Н , воз-

о'

мущающее поле Р (оказывающееся причиной) и отклик - отражение <Х> (являющееся следствием). При таком подходе все наблюдаемые свойства могут быть выведены из формализма обобщенной восприимчивости, которая по своей сути является количественной мерой взаимодействия вещества с соответствующим возмущающим полем. Свойство, которое может быть выявлено в результате физического эксперимента, назовем измеряемым.

Следует обратить внимание, что энергия вещества, описываемая его гамильтонианом, является единственным источником и исходным пунктом любого знания о свойствах вещества и его сущности. Причем углубление знаний о свойствах вещества связано с дифференциацией энергии. Это положение, как не трудно увидеть, лежит в основе вообще любого метода измерения. Именно поэтому сущность аналитических методов измерений состоит в конкретном энергетическом воздействии на объект измерения (тепловом, электрическом, электромагнитном, гравитационном и др.) и измере-

нии тем или иным способом отклика объекта измерений или измеряемого компонента или вещества, образовавшегося в результате указанного преобразования, на это воздействие. При этом предполагается, что уровень измерительного сигнала-отклика функционально связан с концентрацией определяемого компонента.

В случае анализа состава многокомпонентных систем, каковыми являются практически все пищевые материалы (рис. 1), информативный сигнал Еои дает сведения о физическом или химическом свойстве и количестве основного анализируемого компонента, а неинформативная

часть сигнала Е обусловлена разом ] 1

личными мешающими факторами. Среди них приоритетными являются наличие и уровень в объекте измерения тех веществ, которые при данном воздействии проявляют свойство, отклик, аналогичные с анализируемым компонентом.

В результате разработка метода измерения состоит в выборе такого вида и уровня воздействия на объект измерения, а также принципа действия детектора, при которых соотношение неинформативного и информативного сигналов будет соответствовать предельно допустимой (исходя из решаемой измерительной задачи) погрешности Д < Е /Е . По-

^ 1 д — ом ои

скольку, как будет показано ниже, содержание любого вещества в системе влияет практически на все виды внутренней энергии, то при надлежащем внешнем воздействии можно подобрать и соответствующий отклик.

Исходя из изложенного, обобщенно всю совокупность свойств любой физической системы можно описать, опираясь на общее уравнение Эйлера для внутренней энергии:

с1и = ТЖБ + PdV + Ж + НёМ + FdE + +Z|JldN+..,

где Т - температура, Б - энтропия, Р - давление, V- объем, } - механическое напряжение, L - деформация,

Н - напряженность магнитного поля, М - полная намагниченность тела, F - напряженность электрического поля, Е - электрический потенциал, т - химический потенциал, N - количество вещества системы или ее компонентов.

В уравнении (4) каждое слагаемое выражает конкретный вид внутренней энергии, а, следовательно, характеризует определенное макросвойство системы: ТЖБ - тепловое, PdV - механическое, JdL - деформационное, НСМ - магнитное, FdE -электрическое и т. д. Слагаемое JdN отражает химическое свойство системы. Это можно показать следующим образом: когда в систему добавляют dN| 1-того вещества, в нее поступает |1СМ химической потенциальной энергии. Поэтому величину | называют химическим потенциалом вещества. В этом слагаемом, если имеется в виду моносистема, N - абсолютное количество вещества, а в случае полисистемы - относительное количество вещества /-го компонента: £Спп| = 1. Если предметом исследования является /-й компонент смеси, то Спп| где Nl и N - количество

вещества 1-го компонента и системы соответственно. Таким образом, Спп характеризует интенсивность проявления химических свойств моно-(JdN) или поли- (|/Сп/) системы. Но это еще не все.

Каждое макросвойство (ЭВ)/ = = (РиЖРз)1 выражается произведением интенсивного Ри (Т, Р, J, Н, F, |.) параметра на дифференциал соответствующего экстенсивного Рэ (Б, V, L, М, Е, М..), то есть они могут быть не зависимые и зависимые от количества вещества N. Это значит, что Спп влияет на все макросвойства, а, следовательно, отражает не только «свое», индивидуальное, конкретное химическое свойство, как другие величины (например, масса, температура и т. д.), а характеризует количественно интенсивность проявления всех свойств объекта измерений, является не только функцией, но и аргументом свойства.

Рис. 2. Модель результата аналитического измерения

Исходя из изложенного и на основании анализа уравнения (4) приходим к следующим суждениям:

1. Поскольку все члены этого уравнения, бесспорно, являются физическими величинами, таковой следует считать и концентрацию Спп.

2. В отличие от других (общеотраслевых) физических величин Спп является выразителем интенсивности всех измеряемых свойств системы. В этом проявляются ее особенность.

3. Заметим, что названия измеряемых свойств (масса, температура, давление и т.д.) нельзя употреблять (как это часто делается) во множественном числе. Например, вместо «диапазон температур (давлений, расходов и т. д.) от ... до ...» следует употреблять «диапазон значений температуры (давления, расхода и т. д.)», так как в каждом таком случае измеряемое свойство только одно.

4. Интенсивность проявления того или иного свойства (электропроводность, теплоемкость, химическая активность и др.) объекта измерений зависит не только от размера т,

но и от природы, вида тех компонентов, веществ, которые составляют систему, т. е. качественной ее стороны. Это значит, что Спп, в отличие от других физических величин является (пользуясь для наглядности терминологией векторной алгебры) трехмерной физической величиной (рис. 2), где одна координата отражает качественную, вторая - количественную стороны измеряемого свойства, а третья - объект измерения, систему, к которой относится анализируемый компонент.

Таким образом, для получения полной измерительной информации об исследуемой системе необходимо указывать (определять) не только размер Спп, но и определяемый компонент (при однокомпонентном анализе) или номенклатуру компонентов (в случае многокомпонентного анализа), его (их) природу. Например: массовая доля свободной воды в муке - 5%.

Примером важности реализации указанного методологического подхода при решении проблемы единства аналитических измерений является гигрометрия. С этой позиции возникает естественный вопрос, что такое влажность газообразных систем -физическая величина или собирательное понятие? Если это физическая величина, то какова физическая сущность описываемого ею измеряемого свойства и какова ее единица, что весьма важно в условиях использования различных способов количественного описания этого параметра. Типичное определение «влажность воздуха - содержание водяного пара в воздухе» [5] с метрологической точки зрения бессодержательно. В самом деле, если это характеристика состава, то при чем здесь относительная влажность, температура точки росы и некоторые другие величины, используемые в гигрометрии? Как известно, величина и ее единица должны иметь одну физическую сущность. Обычные ответы по такому вопросу, что эти величины между собой связаны, неубедительны, поскольку сам факт наличия связи между величинами еще ничего не значит: между собой связаны масса и сила тока, масса и вес, температура и давление и т. д., но это разные физические величины. Если же это лишь понятие, объединяющее различные физические величины, то, во-первых, к нему не применимы словосочетания «измерение влажности газов» и что в таком случае считать физической величиной, размер какой единицы воспроизводить, сколько систем воспроизведения единиц следует создавать в гигрометрии? Все

эти вопросы имеют принципиальное значение. От ответа на них зависит не только создание рациональной системы обеспечения единства измерений, способа воспроизведения и передачи размера единицы, но и правильное развитие гигроме-трии, обоснованная направленность в разработке приборов и их оправданное использование.

Физическая сущность понятия «влажность газов» [12] становится ясной, если обратить внимание, что вода в газообразных системах выступает в двух аспектах: газ и пар, а измерения, связанные с присутствием воды в газовой среде, фактически делятся на два вида: оценка состава влажного газа как газовой смеси, где определяемым компонентом является газообразная вода; оценка термодинамических свойств водяного пара, содержащегося во влажном газе. В первом случае объектом измерения является непосредственно влажный газ как бинарная/квазибинарная система, а конечная цель измерений при этом состоит в установлении его свойств в зависимости от концентрации в ней газообразной воды (например, теплотворной способности топлив, объёма или плотности продуктов и т. д.). Фактически это подзадача газоаналитических измерений и при ее решении используют те же количественные характеристики, но нередко называемые традиционно иначе - отношение смеси, абсолютная влажность и т. д. Для терминологического удобства будем их называть влагосодержани-ем газов.

При решении второй обозначенной задачи, которую назовем измерением величин влагосостояния, объектом измерения является не влажный газ, не система в целом, а именно водяной пар. Конечная цель измерений при этом - количественная оценка свойств окружаемых влажным газом предметов, определение направления и скорости протекания процессов в зависимости от термодинамического состояния водяного пара во влажном газе. Например, скорость сушки или условия образование конденсата, биологическая активность или стабильность продуктов и т. д. Движущей силой всех этих процессов является не концентрация газообразной воды, а отклонение данного термодинамического состояния водяного пара от предельного, насыщенного.

Как известно, термодинамическое состояние вообще может быть однозначно задано двумя любыми параметрами состояния (рис. 3). В рассматриваемом случае, когда ра-

бочее состояние должно быть задано по отношению к состоянию насыщения, для количественной характеристики движущей силы, достаточно использовать только один параметр, но оценивать его значениями в данном (рабочем) и предельном состояниях. Способ задания этих значений параметра состояния зависит от характера термодинамического процесса, которым водяной пар может быть переведен из рабочего состояния (точка 1 на рис. 3) в насыщенное: при изотермическом процессе - точка 3, при изобарическом -точка 2. При иных процессах (адиабатическом, политропическом и др.) будут другие способы задания точки насыщения, например, точка 4. Однако в любом случае количественной характеристикой движущей силы относительно положения рабочей точки 1 может быть либо отношение соответствующих значений этого параметра, либо их разность: при изотермическом процессе - разность значений давления Р1 и Р2 и их отношение; при изобарическом разность или отношение значений температуры Т2 и Тг

Таким образом, для каждой из выделенных выше измерительных задач имеются соответствующие им количественные характеристики. Принципиальное различие между характеристиками влагосостояния и влагосодержания можно показать на следующих полярных ситуациях. Поскольку в основе первых лежит обязательно один из параметров состояния насыщения, то они применимы только в докритической области, т. к. выше точки критического состояния С (ТС) они просто теряют физический смысл. В то же время характеристики влагосодержания не связаны с состоянием насыщения и справедливы в любых условиях. В свою очередь, последние применимы только для газообразной смеси, в то время как правомочно говорить, например, об относительной влажности или температуре точки росы чистого водяного пара. При этом влияние сопутствующего сухого газа в смеси имеет второстепенное значение.

Исходя из этого под влажностью газов предлагается понимать собирательное понятие, отражающее присутствие в газовой среде молекул воды. Количественно влажность газов выражают концентрацией воды (влагосодержанием) и влагосостоя-нием. Влагосодержание газов есть синоним термина концентрация воды в газе, влагосостояние газов есть обобщенное понятие, объединяющее величины, характеризующие относи-

тельное термодинамическое состояние водяного пара.

Анализ физической сущности методов и средств измерений, используемых в гигрометрии, показывает, что они как и характеристики влажности газов достаточно четко делятся на те же две группы. Отличительным признаком приборов влагосодержания является прямое (сушка, сорбция, экстракция и др.) или косвенное (СВЧ, ЯМР, ИК и др.) выделение из влажного газа двух основных компонентов: воды и сухого газа с последующим измерением количеств каждого из них тем или иным способом. В связи с этим приборы, реализующие методы этой группы, имеют, как правило, два основных блока, каждый из которых вырабатывает сигнал о количестве соответствующего компонента. В целом эти методы и приборы воспроизводят одну из единиц влагосодержания. Методы влагосостояния позволяют измерять одну из величин этой группы, причем процесс измерения происходит обязательно без разрушения анализируемой среды и при установившемся гигродинамическом равновесии или при постоянной скорости массообмена между водяным паром, находящимся в анализируемой среде, и водой, сорбированной чувствительным элементом первичного приемного преобразователя.

На указанные две группы делятся средства измерения и по метрологическим характеристикам. Анализ совокупного приборного парка, приведенного в [13] и позднее уточненного, показывает, что приборами влагосодержания освоен значительно больший диапазон измерения, однако в совпадающем интервале минимальная погрешность для приборов второй группы в 2 раза ниже.

Таким образом измерения величин влагосостояния и влагосодер-жания - это не одно, как принято считать, а два разных вида измерения, у каждого из которых свои методы и средства измерений и свои измерительные задачи; приборами обоих групп освоены различные уровни точности и диапазоны измерения, а следовательно, должны быть и свои системы обеспечения единства измерений, опирающиеся на соответствующие системы воспроизведения размера единицы, метрологические требования к которым существенно различны.

Использование законов реальных газов позволяет установить математическую зависимость между всеми характеристиками влажности. Однако, если внутри каждой группы взаимный пересчет может быть выполнен

достаточно просто, то неопределённость межгруппового пересчета ограничена влиянием большого количества неинформативных факторов, неодинаково проявляющихся в различных измерительных системах. Это не позволяет учесть их в виде поправочных коэффициентов.

Вышесказанное означает, что наличие только одного эталона для всех средств измерения влажности газов и использование пересчетных формул, как это сделано во многих странах и в том числе в отечественной метрологии, не может служить основой рациональной системы воспроизведения и передачи размера единицы, так как уже на эталонном уровне при перерасчете воспроизводимой единицы (в данном случае - относительной влажности) в единицы концентрации (молярной доли) вносится неопределенность, с которой нельзя не считаться и которую сегодня не представляется возможным оценить количественно.

Более правильным в научном и экономическом отношениях для каждой группы величин (средств измерений) создавать свою систему со своим эталоном [14]. В [15] приведены варианты таких поверочных схем. При этом воспроизведение размера единицы для приборов влагосодержания должно строиться на принципе синтеза или разделения материального носителя определенного состава [16]. Воспроизведение единиц величин влагосостояния должно основываться на воспроизведении состояния насыщения воды, причем обязательно над плоской поверхностью раздела фаз. Это может быть осуществлено, например, с помощью генератора на принципе двух значений давления [17] или температуры.

Обобщим сказанное.

1. С общефизической позиции под свойством системы предлагается понимать часть её внутренней энергии, проявляющуюся при заданном (определенном) воздействии на систему и фиксируемую как ее реакция определенным методом (способом). Вне этого толкования понятие «свойство» не имеет смысла. Отображение свойства называется физической величиной.

2. Свойства в зависимости от способа воздействия и метода фиксации подразделяются на виды (термодинамическое, электрическое, гравитационное, химическое и т. д.).

3. Под измеряемым свойством в аналитике понимается та часть внутренней энергии объекта измерения, которая вносится определенным химическим компонентом анализируе-

мой системы. Качественная сторона свойства объекта измерения определяется его химическим потенциалом, а количественная, интенсивность проявления этого свойства, зависит от его доли в системе и степени сродства с системой в целом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бегунов, А. А. Метрологические основы аналитики/А. А. Бегунов. - СПб: РИМ, 2004. - 412 с.

2. Филимонов, Л. Н. // Заводская лаборатория. - 1988. - № 11 - С. 11.

3. Бегунов, А. А. Основные научные проблемы метрологического обеспечения перерабатывающих отраслей АПК/А. А. Бегунов // Законодательная и прикладная метрология. - 1993. -№ 2. - С. 19-22.

4. Бегунов, А. А. Метрологические основы аналитики. Концепция и принципы построения систем обеспечения аналитических измерений в отраслях АПК (на примере пищевой и перерабатывающей промышленности). Ч. 1, 2, 3/ А. А. Бегунов, И. А. Фридман // Законодательная и прикладная метро-

логия. - 2012. - № 3. - С. 32-36; № 4. -С. 32-36; № 5. - С. 12-20.

5. Физическая энциклопедия; под ред. А. М. Прохорова. - М.: Большая российская энциклопедия. - 1988, Т. 1.

6. Селиванов, М. Н. О соотношении понятий «метрология», «величина» и «измерение»/М. Н. Селиванов // Измерительная техника. - 1992. - № 2. -С. 11.

7. Проненко, В. И. О физической величине, ее истинном значении, погрешности и неопределенности измерений/В. И. Проненко // Измерительная техника. - 1988. - № 1. - С. 8-9.

8. Коллеров, Д. К. Метрологические основы газоаналитических измере-ний/Д. К. Коллеров. - М.: Изд-во стандартов, 1967. - С. 13-29.

9. Лукьянов, И. Ф. Сущность категории «свойство»/И. Ф. Лукьянов. - М.: Мысль, 1982. - 143 с.

10. Бегунов, А. А. Применение диэлектрического метода для контроля качества пищевых продуктов/А. А. Бегунов, А. А. Потапов А. А // Пищевая и перерабатывающая промышленность. -1991. - № 11. - С. 13-16.

11. Потапов, А. А. Молекулярная ди-

элькометрия/А. А. Потапов. - Новосибирск: Наука, 1994. - 264 с.

12. Бегунов, А. А. Теоретические основы и технические средства гигрометрии. Метрологические аспекты/ А. А. Бегунов. - М.: Издательство стандартов, 1988. - 176 с.

13. Бегунов, А. А. Метрологический анализ современного состояния отечественной гигрометрии/ А. А. Бегунов,

B. Н. Шустова // Приборы и системы управления. - 1975. - № 3. - С. 30-36.

14. Бегунов, А. А. Принципы осуществления метрологического надзора за приборами влажности газов/А. А. Бегунов // Метрология. - 1975. - № 5. -

C. 23.

15. Бегунов, А. А. Поверочные схемы для гигрометров/ А. А. Бегунов, Е. А. Гершкович // Измерительная техника. - 1979. - № 3. - С. 50-53.

16. Бегунов, А. А. Разработка и исследование сорбционно-гравиметрической установки/А. А. Бегунов, В. Н. Шустова // Измерительная техника. - 1974. -№ 7. - С. 84-86.

17. ГОСТ 8.547-2009 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерения влажности газов».

К вопросу о единстве измерений в аналитике. Часть 1. Измеряемое свойство

Ключевые слова

величина; влагосодержание; влагосостояние; единица; единство измерений; измерительная задача; свойство

Реферат

Рассмотрено понятие «измеряемое свойство» как основополагающий элемент постановки любой аналитической измерительной задачи. Проблематичность решения названной задачи затрагивает все стороны метрологии от выбора метода и средств измерений до обеспечения единства измерений. В статье приведена физическая трактовка понятия «свойство» с метрологической точки зрения как общее, так и аналитическое. В качестве примера приведена гигрометрия. Показано, что вода в газовой среде может проявлять два разных свойства: газа и пара. Измерения, связанные с присутствием воды в газовой среде, фактически делятся на оценку состава влажного газа как газовой смеси и термодинамических свойств только водяного пара как компонента влажного газа. В каждом из них имеются соответствующие количественные характеристики. Влажность газов - собирательное понятие, отражающее присутствие в газовой среде молекул воды. Количественно влажность газов выражают концентрацией воды (влагосодержанием) и влагосостоянием. По физической сущности и метрологическим характеристикам на те же две группы делятся методы и средства измерений гигрометрии. Таким образом, влагосостояние и влагосодержание - это не одно, как принято считать, а два разных измеряемых свойства, а следовательно, вида измерения, отсюда вытекает, что в них должны быть и свои системы обеспечения единства измерений, опирающиеся на соответствующие системы воспроизведения размера единицы, метрологические требования к которым существенно различны.

Авторы

Бегунов Александр Андреевич, д-р техн. наук, профессор ВНИИЖиров, 191119, г. Санкт-Петербург, ул. Черняховского, д. 10, Begunov38@mali.ru

To the Question of the Measurements Unity in the Analyst. Part 1: The Measured Property

Key words

value; water content; moisture-state; unit; traceability; measurement task; property

Abstracts

The concept of «measurable property» as a fundamental element of any statement of the analytical measurement task. The problem with solving the above problem affects all aspects of metrology and measurement method selection means to ensure the uniformity of measurements. The article describes the physical interpretation of the «property» of the concept with the metrological point of view of both general and analytical. As an example, hygrometer. It is shown that the water in the gaseous environment may be two different properties: gas and vapor. Measurements associated with the presence of water in the gaseous medium, divided into actually estimate the composition as a wet gas and the gas mixture only the thermodynamic properties of steam as a component of the wet gas. In each of them there are corresponding quantitative characteristics. Humidity of gases - a collective term, reflecting the presence of gas in the media of water molecules. Quantitatively humidity gases express concentrations of water (water content) and moisture-state. On the physical nature and metrological characteristics to the same two groups share the methods and means of measuring hygrometry. Thus, the wet-condition and moisture content - is not one, as is commonly believed, and the two different measured properties, and consequently, the type of measurement, it follows that they should be and your assurance of measurement systems opipayuschiesya the corresponding size of the playback system units, metrological requirements that are significantly different.

Authors

Begunov Alexandr Andreevich, Doctor of Technical Science, Professor Research Institute of Fats, 10, Chernyakhovskogo St., St. Petersburg, 191119, Begunov38@mail.ru