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== 측정의 의의 ==
측정이 지니는 최대의 의의는 이학(理學), 즉 인간의 자연에 대한 인식과 공학, 즉 인간의 생산적 실천과를 연결하는 매듭으로서의 역할에 있는 것이다. [[갈릴레이]]가 남긴 말 "측정할 수 있는 것은 모두 측정하고, 측정할 수 없는 것은 측정할 수 있게 하자"는 것은 그대로 정량적 자연과학의 도표가 되고 있다. 최근에는 측정기가 전자계산기와 결합되기도 하고, 자동제어기구의 일부로서 편성되고도 있다. 이 밖에도 오토메이션(automation)이나 집중관리, 환경의 제어, 원자력·우주의 개발 등 공학 부문에서의 새로운 경향은 측정을 무시하고는 그 어느 것 하나도 성립될 수 없는 것이다.
== 중량 및 질량의 측정 ==
=== 중량과 질량 ===
지구 상에서와 달에서는 같은 물건이라도 무게, 즉 중량이 다르다. 또한 이 물건을 무중량 상태 속에 넣으면 중량이 없어져서 둥둥 뜨고 만다. 이와 같이 같은 물건이면서도 놓인 장소에 따라서 중량이 달라지는 일이 있다. 그러나 어떠한 경우에도 물건 자체에는 아무런 변화가 없다. 여기서 물건의 질량이라는 것을 생각하게 된다. 즉 물건의 질량은 어떤 장소에서는 같은 것이며, 그 중량이 달라짐은 그 물건에 작용하는 인력의 정도가 다르기 때문이라고 생각한다. 지구상에서는 인력이 강하기 때문에 물건이 무겁지만, 달의 인력은 지구보다 약하므로 달에서는 물건이 가벼워진다. 그러나 그 물건의 질량은 언제나 일정하며 변하지 않는다. 킬로그램원기의 질량을 1㎏으로 정했다. 그리고 같은 장소에서 중량이 킬로그램원기와 같다면, 그 물건의 질량은 1㎏, 2배이면 그 물건의 질량은 2㎏이 된다고 한다. 지구상에서의 물건의 중량이라는 것은 그 물건이 지구에 의해서 끌어당김을 받는 힘, 즉 중력에서 생긴다고도 할 수 있다. 지구상에서의 중량은 그 물건의 질량과 중력가속도 g의 곱인 것이다. 지구상에서는 [[중력가속도]] g의 값은 장소에 따라서 약간의 차이는 있으나, 대개 9.8m／sec<sup>2</sup>이다. 따라서 지구상에서는 질량 1㎏되는 물건의 중량은 1㎏×9.8m／sec<sup>2</sup>＝9.8㎏·m／sec<sup>2</sup>(9.8뉴턴)이며, 이것을 1중량킬로그램(㎏ w)이라고도 한다. 물건의 질량은 지구상에서도 달에서도 무중량 상태에서도 변하지 않는다.
=== 천칭과 분동 ===
[[천칭]]은 중앙에 지점이 있는 막대(지레)의 양끝에 접시가 있는 것으로서, 그 한쪽 접시에는 측정물을 얹고 다른 쪽의 접시에는 서로 균형을 이룰 만큼의 분동을 얹어서 질량을 측정하도록 되어 있다. 분동은 1g, 2g, 5g…과 같이 여러 무게의 것이 한 세트를 이룬다. 1g 이하의 분동은 판상의 것이 많고, 질량의 크기에 따라 모양이 다르므로 그 형상만으로도 질량을 구별할 수 있도록 만들어져 있다. 최근에는 조작이 간단하고 빨리 측정할 수 있는 직시천칭이 널리 쓰이고 있다. 측정물을 얹는 접시가 하나 있고, 분동은 접시가 달려 있는 막대(지레)에 걸려 있다. 접시에 물건을 얹으면 지레는 균형을 이룬 상태에서 벗어나고 접시가 아래로 내려온다. 여기에서 균형을 되찾을 때까지 분동을 떼어내어, 그 떼어낸 분동의 질량을 조사함으로써 접시에 얹힌 물건의 질량을 측정하는 것이다. 분동을 걸고 떼어내기 위해서는 천칭케이스의 외부에 있는 다이얼(dial)을 돌리면 된다. 측정에서 떼어내는 분동의 질량 값은 다이얼의 회전과 함께 연동되는 지시부에 수치로 표시된다.
=== 킬로그램원기 ===
국제적으로 킬로그램의 표준이 되는 원기는 파리(Paris) 교외에 있는 국제도량형국에 보관된 국제킬로그램원기이다. 이 원기도 분동의 일종으로서, [[백금]] 90%, [[이리듐]] 10%의 합금으로 만들어져 있다. 미터조약에 의해서 각국은 이 원기의 질량을 1㎏으로 삼도록 약정되어 있는 것이다.
=== 용수철저울과 앉은저울 ===
가정이나 상점에서 사용되고 있는 저울에는 용수철식으로 된 것이 많다. [[용수철]]이 늘어나는 정도는 저울에 매단 물건의 무게(질량이 아님)에 비례하는 것이므로, 분동을 이용해서 미리 눈금을 표시해 두면, 물건을 매단 때에 용수철이 늘어나는 정도를 측정해서 질량을 알 수 있다. 다만 분동으로 눈금을 정한 장소 이외의 곳에서는 중력속도가 같지 않은 이상 질량을 정확하게 측정할 수는 없다. 앉은저울은 약 20㎏ 이상의 질량을 측정하는 데 사용된다. 트럭이나 화차의 질량을 측정하는 차량용 앉은저울이나 강괴의 질량측정저울에는 100t 정도의 것까지도 측정할 수 있는 대형의 것이 있다. 차량용 저울은 본체를 땅속에 묻고 측정대의 면과 지면과를 같은 높이로 하여 차량에 화물을 싣고 부리는 데 편리하도록 되어 있으며, 강괴 측정 등의 공장용의 것은 작업 공정 중에서의 측정에 알맞는 구조로 되어 있다. 앉은저울의 대부분은 지레의 원리를 이용하여 측정물의 무게와 분동의 무게를 균형지어 그 물건의 질량을 측정하는 구조로 되어 있다. 최근에는 로드 셀을 이용한 전기식의 것도 사용되고 있다. 로드 셀은 물건의 무게를 전기신호로 변환하는 장치이며, 그 중에서도 신장계를 이용한 것이 널리 쓰이고 있다. 탄성강의 원주나 각주의 측면에 신장계라는 가느다란 저항선을 접착제로서 붙여 둔다. 로드 셀의 위로부터 중량이 더해져서 탄성강의 기둥이 변형되면 이에 붙어 있는 신장계가 늘어나든가 또는 오그라들어서 전기저항이 변화한다. 신장계가 늘어나면 길이가 늘고 단면적이 작아지기 때문에 전기저항이 크게 되고, 오그라들면 반대로 전기저항이 작아진다. 그 변화는 더해진 무게와 일정한 관계가 있으므로, 그 전기저항의 변화를 측정함으로써 물건의 무게를 알 수가 있다. 트럭의 적재량을 단속하는 데 등에 사용하는 로드미터(load meter)에는 이 로드 셀을 이용한 것이 많다.
=== 컨베이어 스케일과 호퍼 스케일 ===
공장 등에서는 입상으로 되어 있는 물건을 운반하는 데에 흔히 벨트 컨베이어를 이용하고 있다. 그 경우 운반되고 있는 물건의 질량을 벨트 위에서 연속적으로 측정하기 위해 벨트 컨베이어의 장치에 저울을 장치한 것이 있다. 이것을 컨베이어 스케일(conveyor scale)이라 한다. 물건이 운반되는 벨트의 일부분을 지레로 받아 지레식 저울의 원리에 의해서 운반되는 물건의 질량을 측정하는 것이다. 한편 벨트 컨베이어로 운반한 물건의 질량을 측정할 뿐만 아니라 그 양이 항상 일정한 질량으로 유지되도록 자동조절하는 장치와 결합시킨 저울도 있다. 이것을 포이드미터라고 한다. 가루나 알로 되어 있는 물건을 일정 질량씩 부대·용기에 넣을 때에 쓰이는 저울에 호퍼 스케일이라는 것이 있다. 호퍼라고 불리는 용기와 지레식 저울과를 합친 것이라고도 볼 수 있다. 호퍼 위로부터 측정할 분립체(粉粒體)를 부어 넣고, 그것이 미리 정한 어떤 질량으로 되면 지레가 기울어져서 그 신호에 따라 호퍼의 윗부분의 입구가 닫히고 아래쪽의 출구가 열린다. 그리하여 호퍼 속에 있는 일정 질량의 분립체가 아래에 있는 부대 속으로 떨어져 들어가는 것이다.
== 시간의 측정 ==
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{{본문|초 (시간)}}
[[절대 영도]]에서 [[세슘]]-133 원자의 [[바닥 상태]] (6S1/2) 에 있는 두 개의 초미세 에너지준위 (F=4, F=3)의 주파수 차이를 9,192,631,770 Hz로 정의하고 그 역수를 통해 초를 정의하고 있다.<ref> 시간주파수 연구실 / [http://www.kriss.re.kr/time/lab/equipment01.jsp `원자시계' 한국 표준과학연구원]</ref> 즉, 세슘 133이라는 원자에 어떤 특정 주파수의 전파를 쬐면 세슘 원자가 바닥상태에서 들뜬 상태로 변하게 되는데 이 특정 전파의 진동수를 세고 그 진동수가 9,192,631,770가 되면 1초로 정의하는 것이다. 영국의 물리학자 루이 에센(1908~1997)이 1955년에 처음 이론을 냈다.
시각 또는 시간의 결정은 천체의 관측에 의하여 일정한 신호전파로 현재의 시각이 알려지고 있다. 라디오나 텔레비전의 시보는 이 신호전파를 받아서 방송국의 표준시계를 맞추어 두었다가 그 시계로써 전파에 실려 방송하고 있는 것이다.
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