Метрология - наука об измерениях

Метрология - наука об измерениях  
Простейшие инструменты и приемы измерений были изобретены в глубокой древности, и человечество обходилось ими в течение многих столетий. Когда же стали создаваться машины, состоящие из разнообразных и сложных деталей, то векового опыта оказалось недостаточно. Потребовались и новые измерительные инструменты, и новые методы измерений. В результате возникла отдельная отрасль науки - метрология, наука об измерениях, играющая теперь исключительно важную роль в промышленности.

И хотя метрология включает в себя столь разные области, как измерение поверхностей, времени, звука, света, электрических, механических и тепловых величин и т. д., она всегда дает ответы на два вопроса: чем измерить и как измерить.   

Происхождение мер. Первые сравнения величины предметов между собой по длине и объему производились, как надо полагать, на глазомер, а сравнения по весу - прикидыванием их на руку, усилием при их приподнимании. Так как этими способами нельзя было узнавать, во сколько раз величины одних предметов были больше или меньше других величин того же рода, то были приняты за Е. линейных мер, как показывает история, археология и знакомство с бытом диких народов, длина ступни, ширина пальцев, ширина ладони и т. п. Пустая скорлупа кокосового ореха или иного плода могла служить первой мерой жидкостей или сыпучих тел, а когда было устроено первое приспособление для взвешивания, то вес ячменного или иного зерна служил первой Е. веса. Наконец, положение Солнца, Луны и других небесных тел относительно горизонта, свет утренней и вечерней зари, полуночный крик петуха давали средство для приблизительного определения времени, а с успехами оседлой жизни промежутки времени измерялись продолжительностью истечения воды из сосудов определенных размеров.

У всех народов  складывалась сложная и запутанная система мер. Каждое, даже самое маленькое  государство, каждый хоть немного самостоятельный  народ, каждый город стремились измерять своими мерами. Это вносило большую неразбериху при учете ценностей и особенно в торговле.  

С развитием  торговых отношений между иностранными государствами потребовалось создание эталонов. В разные века предпринимались  попытки ввести эталоны. За это время система мер притерпела множество изменений.          

 В 1960 собралась  Генеральная конференция по мерам  и весам, на которую прибыли  представители 32 стран. Была принята  Международная система единиц. С1963 года ею пользуются во всех областях науки, техники и народного хозяйства.   
 

Не было народа, который не избрал бы свои единицы  измерения. Например, строители египетских пирамид эталоном длины считали  локоть (расстояние от локтя до конца  среднего пальца), древние арабы  – волос из ослиной морды, англичане до сих пор пользуются королевским футом (в переводе с английского фут означает нога), равным длине ступни короля. Длина фута была уточнена с введение такой единицы длины как шток. Это “длина ступней 16 человек, выходящих из храма от заутрени в воскресенье”. Деля длину штока на 16 равных частей, получали среднюю длину ступни, ибо из церкви выходили люди разного роста. Длина фута стала ровняться 30,48 см. Английский ярд тоже связан с размерами человеческого тела. Эта мера длины была введена королем Эдгаром и равнялась расстоянию от кончика носа его величества до кончика среднего пальца вытянутой в сторону руки. Как только сменился король, ярд удлинился, так как новый монарх был более крупного телосложения. Такие изменения длины большую путаницу, поэтому король Генрих1 узаконил постоянный ярд и приказал изготовить из вяза эталон. Этим ярдом в Англии пользуются до сих пор (длина его равна 0,9144 м). Для измерения небольших длин употреблялась длина сустава большого пальца (в переводе с голландского дюйм означает большой палец). Длина дюйма в Англии была уточнена и стала ровняться длине трех ячменных зерен, вынутых из средней части колоса и поставленных друг к другу своими концами..     

 У римлян  мерой земляных участков был  югер (от “югум” – ярмо). Это участок земли, вспахиваемый за день двумя волами, впряженными в деревянное ярмо           

 У наших  предков были и весьма любопытные  способы измерения. У славян  была такая мера длины, как  “вержение камня” – бросок  камнем, “перестрел” – расстояние, которое пролетала стрела, выпущенная из лука. Расстояния измерялись и так: “ Печенегия отстояла от хазар на пять дней пути, от алан на шесть дней, от Руси на один день, от мадьяр на четыре дня и от болгар дунайских на полдня пути”. В старинных грамотах о пожаловании земли можно прочитать: “От погоста во все стороны на бычачий рев”, это значило – на расстояния с которых еще слышен рев быка. Подобные меры были и у других народов – “коровий крик”, “петушиный крик”. Мерой служило и время “пока закипит котел воды”. Эстонские моряки говорили, что до берега еще “три трубки” (время затраченное на выкуривание трубок). “Пушечный выстрел” – тоже мера расстояния. Когда в Японии еще не знали подков для лошадей и обували их соломенными подошвами, появилась мера “соломенный башмак” – расстояние, на котором этот башмак изнашивался. В Испании известна мера расстояния – сигара: путь, который может пройти человек, куря сигару. В Сибири в стародавние времена употреблялась мера расстояния – бука. Это расстояние, на котором человек перестает видеть раздельно рога быка   Для измерения больших расстояний в древности была введена мера, называемая поприще, а затем взамен ее появляется верста. Название это происходит от слова вертеть, которое в начале  означало поворот плуга, а потом ряд, расстояние от одного до другого поворота плуга при пахоте

Старинные русские меры длины, веса, объёма

Система древнерусских  мер длины включала в себя следующие  основные меры: версту, сажень, аршин, локоть, пядь и вершок.

АРШИН - старинная русская мера длины, равная, в современном исчислении 0,7112м. Аршином, так же, называли мерную линейку, на которую, обычно, наносили деления в вершках.

Купцы, продавая товар, как правило, мерили его своим  аршином (линейкой) или по-быстрому – отмеряя 'от плеча'. Чтобы исключить обмер, властями был введён, в качестве эталона – "казенный аршин", представляющий собой деревянную линейку, на концах которой клепались металлические наконечники с государственным клеймом.

 
 
 
ШАГ - средняя длина человеческого  шага = 71 см. Одна из древнейших мер длины.

ПЯДЬ (пядница) -. c 17-го века - длину равную пяди называли уже иначе – "четверть аршина", "четверть", "четь"), из которой глазомерно, легко можно было получить меньшие доли – два вершка (1/2 пяди) или вершок (1/4 пяди).

МАЛАЯ ПЯДЬ (говорили - "пядь"; с 17-го века она называлась - "четверть" <аршина>) - расстояние между концами расставленных большого и указательного (или среднего) пальцев = 17,78 cm. 
  

ВЕРСТА  - старорусская путевая мера (её раннее название - ''поприще''). Этим словом, первоначально называли расстояние, пройденное от одного поворота плуга до другого во время пахоты. Два названия долгое время употреблялись параллельно, как синонимы. Известны упоминания в письменных источниках 11 века. В рукописях XV в. есть запись: "поприще сажений 7 сот и 50" (длиной в 750 сажень). До царя Алексея Михайловича в 1 версте считали 1000 саженей. При Петре Первом одна верста равнялась 500 саженей, в современном исчислении - 213,36 X 500 = 1066,8 м.

МЕЖЕВАЯ ВЕРСТА - старорусская единица измерения, равная двум верстам. Версту в 1000 сажен (2,16 км) употребляли широко в качестве межевой меры, обычно при определении выгонов вокруг крупных городов, а на окраинах России, особенно в Сибири - и для измерения расстояний между населенными пунктами.

САЖЕНЬ - одна из наиболее распространенных на Руси мер длины. Различных по назначению (и, соответственно, величине) саженей было больше десяти. "Маховая сажень" - расстояние между концами пальцев широко расставленных рук взрослого мужчины. " Косая сажен " - самая длинная: расстояние от носка левой ноги до конца среднего пальца поднятой вверх правой руки. Используется в словосочетании: "у него косая сажень в плечах " (в значении - богатырь, великан) 
Эта старинная мера длины упоминается Нестором в 1017г. Наименование с а ж е н ь происходит от глагола сягать (досягать) - на сколько можно было дотянуться рукойПо данным историков и архитекторов, саженей было более 10 и они имели свои названия, были несоизмеримы и не кратны одна другой. Сажени: городовая - 284,8 см, без названия - 258,4 см, великая - 244,0 см, греческая - 230,4 см, казённая - 217,6 см, царская - 197,4 см, церковная - 186,4 см, народная - 176,0 см, кладочная - 159,7 см, простая - 150,8 см, малая - 142,4 см и ещё одна без названия - 134,5 см (данные из одного источника), а так же - дворовая, мостовая.

МАХОВАЯ САЖЕНЬ - расстояние между концами средних  пальцев раскинутых в стороны  рук - 1,76м.

КОСАЯ САЖЕНЬ (первоначально "косовая") - 2,48м.

Сажени употреблялись  до введения метрической системы  мер.

ЛОКОТЬ равнялся длине руки от пальцев до локтя (по другим данным - "расстояние по прямой от локтевого сгиба до конца вытянутого среднего пальца руки"). Величина этой древнейшей меры длины, по разным источникам, составляла от 38 до 47 см. С 16-го века постепенно вытесняется аршином и в 19 веке почти не употребляется.

Локоть - исконно  древнерусская мера длины, известная  уже в 11 веке Локоть широко применяли  в торговле как особенно удобную  меру. В розничной торговле холстом, сукном, полотном - л о к о т  ь был основной мерой. В крупной оптовой торговле - полотно, сукно и прочее, поступали в виде больших отрезов — "поставов", длина которых в разное время и в разных местах колебалась от 30 до 60 локтей (в местах торговли эти меры имели конкретное, вполне определенное значение) 
ЛАДОНЬ = 1/6 локтя (локоть шестиладонный)

ВЕРШОК равнялся 1/16 аршина, 1/4 четверти. В современном  исчислении - 4,44см. Наименование "Вершок" происходит от слова "верх". В литературе XVII в. встречаются и доли вершка - полвершки и четвертьвершки.

Меры  длины (употреблявшиеся в России после "Указа" 1835 г. и до введения метрической системы):

1 верста =  500 саженей = 50 шестов = 10 цепей = 1,0668 километра  
1 сажень =  3 аршина = 7 фут = 48 вершков = 2,1336 метра  
Косая сажень = 2,48 м.  
Маховая сажень = 1,76 м.  
1 аршин =  4 четверти (пяди) = 16 вершков = 28 дюймов = 71,12 см  
(на аршин обычно наносили деления в вершках)

1 локоть =  44 см (по разным источникам от 38 до 47 cm)

1 фут =  1/7 сажени = 12 дюймов = 30,479 см

1 четверть <четверть аршина> (пядь, м а л а я  п я д ь, пядница, пяда, пядень, пядка) = 4 вершка = 17,78 cm (или 19 см - по данным Б.А.Рыбакова) 
Название  п я д ь  происходит от древнерусского слова "пясть", т.е. кисть руки. Одна из самых старинных мер длины (c 17-го века "пядь" заменили на "четверть аршина") 
Большая пядь = 1/2 локтя = 22-23 см - расстояние между концами вытянутого большого и среднего (или мизинца) пальцев.  
 
"Пядень с кувырком" равен малой пяди плюс два или три сустава указательного или среднего пальца = 27 - 31 см.

1 вершок = 4 ноктя  (по ширине - 1,1 см) = 1/4 пяди = 1/16 аршина = 4,445 сантиметра 
- старинная русская мера длины, равная ширине двух пальцев (указательного и среднего).

1 перст ~ 2 см. 

Новые меры (введены с XVIII века):

1 дюйм = 10 линий  = 2,54 см  
Название происходит от голландского - ''большой палец''. Равен ширине большого пальца или длине трех сухих зерен ячменя , взятых из средней части колоса.

1 линия = 10 точек  = 1/10 дюйма = 2,54 миллиметра (пример: "трёхлинейка"  Мосина - d=7.62 мм.)  
Линия - ширина пшеничного зерна, примерно 2,54 мм.

1 сотая сажени = 2,134 см

1 точка = 0,2540 миллиметра 

1 географическая  миля (1/15 градуса земного экватора) = 7 верст = 7,42 км 
(от латинского слова "милия" - тысяча (шагов))  
1 морская миля (1 минута дуги земного меридиана) = 1,852 км 
1 английская миля = 1,609 км 
1 ярд = 91,44 сантиметра

Древнюю русскую  меру "локоть" продолжали еще употреблять  в быту для измерения сукна, полотна  и шерстяных тканей. Как следует  из Торговой книги, три локтя приравниваются двум аршинам. Пядь как древняя мера длины еще продолжала существовать, но так как значение её изменилось, из-за согласования с четвертью аршина, то это название (пядь) постепенно выходило из употребления. Пядь заменили на четверть аршина.

Со второй половины XVIII века подразделения вершка, в связи с приведением аршина и сажени к кратному отношению с английскими мерами, были заменены мелкими английскими мерами: дюймом, линией и точкой, но прижился только дюйм. Линии и точки применялись сравнительно мало. В линиях выражались размеры ламповых стекол и калибры ружей (например, десяти- или 20-линейное стекло, известное в обиходе 
В строительном и инженерном деле широко применялось деление сажени на 100 частей.

 
Фут и дюйм, которыми пользовались в  России, равны по величине английским мерам.  
Указ 1835 г. определил соотношение русских мер с английскими:  
Сажень = 7 футам  
Аршин = 28 дюймам  
Упраздняется ряд единиц измерения (подразделения версты), и входят в употребление новые меры длины: дюйм, линия, точка, заимствованные из английских мер.  

Меры  объёма

Ведро

Основная русская  дометрическая мера объема жидкостей  – ведро = 1/40 бочки = 10 кружек = 30 фунтов воды = 20 водочных бутылок (0,6) = 16 винных бутылок (0,75) = 100 чарок = 200 шкаликов = 12 литров (15 л - по другим источникам, редко) В. – железная, деревянная или кожаная посуда, преимущественно цилиндрической формы, с ушками или дужкой для ношения. В обиходе, два ведра на коромысле должны быть "в подъём женщине". Деление на более мелкие меры проводилось по двоичному принципу: ведро делили на 2 полуведра или на 4 четверти ведра или на 8 получетвертей, а также на кружки и чарки.  
 
До середины XVII в. в ведре содержалось 12 кружек, во второй половине XVIIв. так называемое казённое ведро содержало 10 кружек, а в кружке — 10 чарок, так что, в ведро входило 100 чарок. Затем, по указу 1652 года чарки сделали втрое больше по сравнению с прежними ("чарки в три чарки"). В торговое ведро вмещалось 8 кружек. Значение ведра было переменным, а значение кружки неизменным, в 3 фунта воды (1228,5 грамма). Объем ведра был равен 134,297 кубических вершков. 
 
Бочка