Оси метрология

Метрология

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Данное определеление дают все российские нормативно-правовые акты начиная от ГОСТ 16263-70 и до, принятых недавно, рекомендаций РМГ 29-2013.

В международном словаре по метрологии (VIM3) дается более широкое определение термину «метрология», как науке об измерениях и их применении, которая включает все теоретические и практические аспекты измерений, независимо от их неопределенности и области использования.

Справка. ГОСТ 16263-70 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения» действовал с 01.01.1971 года, заменен с 01.01.2001 на РМГ 29-99 с аналогичным названием.
РМГ 29-2013 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения» – Рекомендации по межгосударственной стандартизации (введены с 01.01.2015 вместо РМГ 29-99). Они актуализированы и гармонизированы со словарем VIM3-2008 (3 редакция). Полное его название – Международный словарь по метрологии: Основные и общие понятия и соответствующие термины.

Если говорить простым языком, метрология занимается вопросами измерения физических величин, характеризующих всевозможные материальные объекты, процессы или явления. В сферу ее интересов входит разработка и практическое применение измерительных технологий, инструмента и оборудования, а также средств и методов обработки полученной информации. Помимо этого, метрология обеспечивает нормативно-правовое регулирование действий официальных структур и отдельных лиц, так или иначе связанных с выполнением измерений в своей деятельности, изучает и систематизирует исторический опыт.

Само слово «метрология» происходит от греческих слов «метрон» – мера и «логос» – учение. Первое время учение так и развивалось, как наука о мерах и соотношениях между различными величинами мер (применяемых в разных странах), и являлась описательной (эмпирической).

Измерения новых современных величин, расширение диапазонов измерений, повышение их точности, все это способствует созданию новейших технологий, эталонов и средств измерений (СИ), совершенствованию путей постижения природы человеком, познание количественных характеристик окружающего мира.

Установлено, что в настоящее время имеется потребность в измерении более двух тысяч параметров и физических величин, но пока, на основе имеющихся средств и методов производятся измерения около 800 величин. Освоение новых видов измерений остается актуальной проблемой и в наши дни. Метрология впитывает в себя самые последние научные достижения и занимает особое место среди технических наук, ведь для научно-технического прогресса и их совершенствования метрология должна опережать другие области науки и техники.

Без знания метрологии не обходится ни один технический специалист (около 15% затрат общественного труда приходится на проведение измерений). Ни одна отрасль не может функционировать без применения своей системы измерений. Именно на базе измерений происходит управление технологическими процессами, контроль качества производимой продукции. По оценкам экспертов в передовых индустриальных странах измерения и связанные с ними операции оцениваются в рамках 3 — 9 % валового национального продукта.

Цели и задачи метрологии

Цели метрологии, как науки – обеспечение единства измерений (ОЕИ); извлечение количественной информации о свойствах объекта, окружающем мире, о процессах с заданной точностью и достоверностью.

Цели практической метрологии – метрологическое обеспечение производства, т.е. установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для ОЕИ и требуемой точности проводимых измерений.

• реализация государственной политики в ОЕИ;
• разработка новой и совершенствование действующей нормативно-правовой базы ОЕИ и метрологической деятельности;
• образование единиц величин (ЕВ), систем единиц, их унификация и признание законности;
• разработка, совершенствование, содержание, сличение и применение государственных первичных эталонов единиц величин;
• усовершенствование способов (принципов измерений) передачи единиц измерения от эталона к измеряемому объекту;
• разработка методов передачи размеров единиц величин от первичных и рабочих эталонов измерений рабочим СИ;
• ведение Федерального информационного фонда по ОЕИ и предоставление содержащихся в нем документов и сведений;
• оказание государственных услуг по ОЕИ в соответствии с областью аккредитации;
• установление правил, регламентов для проведения поверок СИ;
• разработка, совершенствование, стандартизация методов и СИ, методов определения и повышения их точности;
• разработка методов оценки погрешностей, состояния СИ и контроля;
• совершенствование общей теории измерений.

Справка. Ранее задачи метрологии были сформулированы в ГОСТ 16263-70.

В соответствии с поставленными задачами, метрология подразделяется на теоретическую, прикладную, законодательную и историческую метрологию.

Теоретическая или фундаментальная метрология занимается разработкой теории, проблем измерений величин, их единиц, методов измерений. Теоретическая метрология работает над общими проблемами, возникающими при выполнении измерений в той или иной области техники, гуманитарных наук, а то и на стыке многих, иногда самых разноплановых областей знаний. Метрологи- теоретики могут заниматься, к примеру, вопросами измерения линейных размеров, объема и гравитации в n- мерном пространстве, разрабатывать методики инструментальной оценки интенсивности излучения космических тел применительно к условиям межпланетных полетов, либо создавать совершенно новые технологи, позволяющие повысить интенсивность процесса, уровень точности и другие его параметры, усовершенствовать технические средства, задействованные в нем и т.д. Так или иначе, практически любое начинание в какой- либо деятельности начинается с теории и лишь после такой проработки переходит в сферу конкретного применения.

Прикладная или практическая метрология занимается вопросами метрологического обеспечения, использования на практике разработок теоретической метрологии, внедрения положений законодательной метрологии. Её задача состоит в адаптации общих положений и теоретических выкладок предыдущего раздела к четко обозначенной, узкоспециальной производственной или научной проблеме. Так, если требуется провести оценку прочности вала двигателя, калибровку большого количества подшипниковых роликов, либо обеспечить, к примеру, комплексный метрологический контроль в процессе лабораторных исследований, специалисты- практики выберут соответствующую технологию из большого количества уже известных, переработают, а возможно и дополнят её применительно к данным условиям, определят необходимое оборудование и инструментарий, количество и квалификацию персонала, а также разберут и многие другие технические аспекты конкретного процесса.

Законодательная метрология устанавливает обязательные юридические и технические требования по применению эталонов, единиц величин, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства измерений (ОЕИ) и их требуемой точности. Данная наука родилась на стыке технического и общественного знания и призвана обеспечить единый подход к измерениям, выполняемых во всех без исключения областях. Законодательная метрология непосредственно граничит также со стандартизацией, обеспечивающей совместимость технологий, средств измерения и прочих атрибутов метрологического обеспечения как на внутреннем, так и на международном уровне. Область интересов законодательной метрологии включает и работу с эталонами величин измерения, и вопросы поверки мерительного инструмента и оборудования, и подготовку специалистов, а также многие другие вопросы. Основным правовым документом, регулирующим деятельность в этой сфере, является Закон Российской Федерации N 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» от 26 июня 2008 года. Нормативно-правовая база также включает в себя ряд подзаконных актов, положений и технических регламентов, конкретизирующих законодательные требования по отдельным направлениям и видам деятельности юристов-метрологов.

Историческая метрология призвана изучать и систематизировать единицы и системы измерения, употреблявшиеся в прошлом, технологическое и инструментальное обеспечение контроля параметров физических объектов и процессов, исторические организационно- правовые аспекты, статистику и многое другое. В этом разделе исследуется также история и эволюция денежных единиц, отслеживается взаимосвязь между их системами, сформировавшимися в условиях различных обществ и культур. Историческая метрология параллельно с нумизматикой изучает денежные единицы уже потому, что в период зарождения измерений как таковых элементарные основы методов оценки стоимости и других, совершенно не относящихся к денежным расчетам параметров во многом повторяли друг друга.

С другой стороны, историческая метрология не является чисто общественным разделом науки, ибо зачастую с ее помощью восстанавливаются утраченные, но, тем не менее, актуальные на сегодняшний день измерительные технологии, отслеживаются на прошлом опыте пути развития и прогнозируются перспективные изменения в данной области, вырабатываются новые инженерные решения. Нередко прогрессивные методы оценки каких- либо параметров представляют собой развитие уже известных, переработанных с учетом новых возможностей современной науки и техники. Изучение истории необходимо для работы с измерительными стандартами в отношении их развития и совершенствования, обеспечения совместимости традиционных и перспективных методов, а также систематизации практических наработок с целью их использования в дальнейшем.

Выдержки из истории развития метрологии

Для преведения всевозможных измерений, отсчета времени и т.п. человечеству потребовалось создать систему различных измерений, позволяющих определить объем, вес, длину, время и т.п. Поэтому метрология, как область практической деятельности зародилась еще в древности.

История метрологии – это часть истории развития разума, производительных сил, государственности и торговли, она созревала и совершенствовалась вместе с ними. Так уже при великом князе Святославе Ярославовиче на Руси стала применяться «образцовая мера» – «золотой пояс» князя. Образцы хранились в церквях и монастырях. При новгородском князе Всеволоде предписывалось ежегодно сверять меры, за неисполнение применялось наказание – вплоть до смертной казни.

«Двинская грамота» 1560 г. Ивана Грозного регламентировала правила хранения и передачи размера сыпучих веществ – осьмины. Первые копии находились в приказах Московского государства, храмах и церквях. Работы по надзору за мерами и их поверку выполняли в то время под надзором Померной избы и Большой таможни.

Петр I допустил к обращению в России английские меры (футы и дюймы). Были разработаны таблицы мер и соотношений между русскими и иностранными мерами. Контролировалось употребление мер в торговле, на горных рудниках и заводах, на монетных дворах. Адмиралтейств-коллегия заботилась о правильном использовании мер угломерных приборов, компасов.

В 1736 году была образована Комиссия весов и мер. Исходной мерой длины являлись медный аршин и деревянная сажень. Фунтовая бронзовая золоченая гиря – первый узаконенный государственный эталон. Аршины железные были изготовлены по указу царицы Елизаветы Петровны в 1858 г.

8 мая 1790 года во Франции принят в качестве единицы длины метр – одна сорокамилионная часть земного меридиана. (Он официально введен во Франции декретом от 10 декабря 1799 г.)

В России в 1835 г. утверждены эталоны массы и длины – платиновый фунт и платиновая сажень (7 английских футов). 1841 г. – год открытия в России Депо образцовых мер и весов.

20 мая 1875 г. подписана Метрическая конвенция 17 государствами, включая Россию. Созданы международные и национальные прототипы килограмма и метра. (Именно 20 мая отмечается День метролога).

С 1892 Депо образцовых мер и весов возглавлял знаменитый русский ученый Д.И. Менделеев. Эпохой Менделеева в метрологии принято называть отрезок с 1892 по 1918 годы.

В 1893 на базе Депо была учреждена Главная палата мер и весов – метрологический институт, где проводились испытания и поверка различных измерительных приборов. (Менделеев возглавлял Палату до 1907 г.). В настоящее время это – Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И.Менделеева.

На базе Положения о мерах и весах от 1899 года в разных городах России были открыты еще 10 поверочных палаток.

XX век с его открытиями в математике и физике превратил М в науку об измерениях. В наши дни состояние и формирование метрологического обеспечения в значительной степени определяет уровень промышленности, торговли, науки, медицины, обороны и развития государства в целом.

Метрическая система мер и весов введена декретом Совнаркома РСФСР от 14.09.1918 года (с него начался «нормативный этап» в российской метрологии). Присоединение к Международной метрической конвенции произошло в 1924 году, также как и создание в России комитета по стандартизации.

1960 г. – создана «Международной системы единиц». В СССР она начала применяться с 1981 г. (ГОСТ 8.417-81). 1973 г. – утверждена в СССР Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ).

1993 г. приняты: первый закон РФ «Об обеспечении единства измерений», законы РФ «О стандартизации» и «О сертификации продукции и услуг». Установлена ответственность за нарушение правовых норм и обязательных требований стандартов в области единства измерений и метрологического обеспечения.

19274

Источник

Оси метрология

С течением мировой истории человеку приходилось измерять различные вещи, взвешивать продукты, отсчитывать время. Для этой цели понадобилось создать целую систему различных измерений, необходимую для вычисления объема, веса, длины, времени и т. п.

Результаты измерений помогают освоить количественную характеристику окружающего мира. Крайне важна роль подобных измерений при развитии цивилизации. Ведь именно с помощью этих измерений происходит формирование и управление различными технологическими процессами, а также контролирование качества выпускаемой продукции. Подобные измерения нужны для самых различных потребностей в процессе развития научно-технического прогресса: и для учета материальных ресурсов и планирования, и для нужд внутренней и внешней торговли, и для проверки качества выпускаемой продукции, и для повышения уровня защиты труда любого работающего человека.

Многообразие природных явлений и продуктов материального мира требует для измерений такую же многообразную систему измерений, основанную на сравнении полученной величины с другой, ей подобной, которая однажды была принята за единицу.

Существует наука, систематизирующая и изучающая подобные единицы измерения, — метрология (metron. греч., что переводится как «мера», и logos — «учение»). Дословный перевод слова «метрология» — учение о мерах.

Как правило, под метрологией подразумевается наука об измерениях, о средствах и методах измерения, помогающих соблюсти принцип их единства, а также о способах достижения требуемой точности.

Измерение – познавательный процесс, заключающийся в сравнении данной величины с известной величиной, принятой за единицу.

Бурное развитие метрологии пришлось на конец ХХ в. Оно неразрывно связано с развитием новых технологий. До этого метрология была лишь описательным научным предметом.

Меры на Руси: длина – аршин (длина шага ≈ 0,711м), сажень (3 аршина ≈ 2,1м), верста (500 аршин ≈ 1км); вес – пуд (16,4 кг); жидкие тела – бочки, ведра, кружки, бутылки.

В XV–XVIII вв. в связи с бурным ростом науки появилась необ-ходимость новых измерений. Появились барометры, гидрометры, манометры, паровые машины, где мощность измеряется в лошадиных силах. А в XIX–XX вв. происходят новые физические открытия, появляется необходимость измерения в атомной и молекулярной физике.

В 1827 г. в России образована комиссия образцовых мер и весов. Д.И. Менделеев, возглавляя ее с 1892 по1907 г., сыграл огромную роль в становлении метрологической службы России. На её основе в 1970 г. был организован Госстандарт СССР, который в 1993 г. был преобразован в Госстандарт России.

Важным понятием в науке метрологии является единство измерений, под которым подразумевают такие измерения, при которых итоговые данные получаются в узаконенных единицах, в то время как погрешности данных измерений получены с заданной вероятностью.

Предметом метрологии являются измерения, их единство и точность, а объектами метрологии являются единицы измерения величин, средства измерений и методы, используемые для выполнения измерений.

Необходимость существования единства измерений вызвана возможностью сопоставления результатов различных измерений, которые были проведены в различных районах, в различные временнЫе отрезки, а также с применением разнообразных методов и средств измерения.

В связи с этим задачами современной метрологии становятся: усовершенствование эталонов, разработка новых методов точных измерений, обеспечение единства и необходимой точности измерений.

Разделы метрологии и их основные характеристики

Метрологиявключает в себя три раздела:

1. Фундаментальная (теоретическая) метрология;

2. Законодательная (правовая) метрология (ЗМ);

3. Практическая метрология.

Фундаментальная метрология – та составная часть науки об измерениях, предметом которой является разработка фундаментальных (общетеоретических) основ этой науки и развитие на ее базе прикладных теорий и научных направлений.

Она состоит из двух частей:

а) Общетеоретическая метрология – это та часть фундаментальной метрологии, предметом которой является разработка систем общих и частных законов, аксиом, постулатов, категорий, принципов, методов, математических и структурных моделей и т.д., характеризующих стратегии прямых (т.е. необходимых) и избыточных (необходимых и достаточных) измерений величин разной физической природы, пути и методы достижения качества, метрологической эффективности и надежности измерений.

б) Прикладная метрология – это та часть фундаментальной метрологии, предметом которой является разработка прикладных теорий и дисциплин, описывающих и характеризующих особенности измерений величин той или иной физической природы методами прямых или избыточных измерений, конкретные пути и методы достижения качества измерений, метрологической эффективности и надежности.
Прикладная метрология опирается на фундамент общетеоретической метрологии и развивает научные теории и дисциплины. Она направлена на получение конкретного научного результата, который актуально или потенциально может быть использован для удовлетворения частных или общественных потребностей.

Законодательная метрология – это та составная часть науки об измерениях, предметом которой является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц ФВ, мер, эталонов, стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, методов и средств измерений. направленная на обеспечение единства измерений, необходимого качества и единообразия средств измерений в интересах общества. Ее основная задача – создание и совершенствование системы государственных стандартов, организация и разработка методик проведения работ по обеспечению единства и точности измерений, а также организация и функционирование соответствующей государственной службы. Государственное регулирование выполняется посредством правовых актов через федеральные органы исполнительной власти (министерства и ведомства), Государственную метрологическую службу и метрологические службы предприятии и организаций.

Практическая метрология – это та составная часть науки об измерениях, которая изучает и освещает как вопросы практического применения разработок фундаментальной (преимущественно прикладной) метрологии, так и положений, требований и норм законодательной метрологии. Задачей её является изучение и освещение вопросов практического применения разработок фундаментальной метрологии, результатов ее теоретических исследований, положений, требований и норм законодательной метрологии, вопросов эффективности и метрологического обеспечения производства, ведения метрологической документации, осуществления всех видов поверочных работ, аккредитации метрологических служб, государственного метрологического контроля и надзора в масштабах страны, отрасли, предприятий, организаций и т.д.

Термины и определения

Для метрологии очень важно толковать термины однозначно для всех. Для этого был создан специальный стандарт на терминологию, утвержденный на государственном уровне.

Поскольку Россия на сегодняшний момент воспринимает себя частью мировой экономической системы, постоянно идет работа над унификацией терминов и понятий, создается международный стандарт.

В метрологии используются следующие величины и их определения:

1. Физическая величина (ФВ) — это свойство физического объекта, которое является общим в отношении качества для большого количества физических объектов, но индивидуальным для каждого в смысле количественного выражения;

2. Единица физической величины — физическая величина, которой по условию присвоено числовое значение, равное 1;

3. Измерение физических величин – это процесс сравнения данной ФВ с известной ФВ, принятой за единицу. Т.е. — это количественная и качественная оценка ФВ с помощью средств измерения;

4. Основная единица измерения – это единица измерения, имеющая эталон, который официально утвержден;

5. Производная единица — это единица измерения, связанная с

основными единицами на основе математических моделей через энергетические соотношения и не имеющая эталона;

6. Эталон – это высокоточная мера, предназначенная для хранения, воспроизведения единицы ФВ и для передачи ее размера другим средствам измерения;

7. Средство измерения (СИ) — это техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики (НМХ). К ним относятся :

· мера — это СИ для воспроизведения или хранения физической величины заданного размера. Например, если прибор аттестован как СИ, то его шкала с оцифрованными отметками является мерой.

· измерительный прибор — это СИ, вырабатывающее инфор-мационный сигнал в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем;

· измерительный преобразователь — это СИ, которое вырабатывает информационный измерительный сигнал в форме, удобной для хранения, просмотра и передачи по каналам связи, но не доступной для непосредственного восприятия наблюдателем;

· измерительная установка — это совокупность функционально объединённых мер, измерительных приборов и измерительных преобразователей, которые расположены в одном месте и соединены друг с другом посредством канна-лов передачи информации с целью измерений одной или нескольких ФВ данного объекта;

· измерительная система – это совокупность функционально объединённых мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, которые соединены друг с другом посредством каналов передачи информации с целью измерений нескольких ФВ данного объекта, но территориально разобщены.

8. Образцовое средство измерения (ОСИ) — это СИ, предназначенное только для передачи размеров единиц от эталонов рабочим средствам измерений.

9. Рабочее средство измерения (РСИ) — это техническое СИ для оценки значения ФВ.

10. Принцип измерений – это совокупность физических явлений, на которых базируются измерения.

11. Метод измерений – это совокупность приемов и принципов

использования технических средств измерений.

12. Методика измерений – это совокупность методов и правил,

разработанные метрологическими научно-исследовательскими организациями и утвержденные в законодательном порядке;

13. Погрешность измерений – это разность между показаниями СИ и действительным значением измеряемой величины, то есть – это незначительное различие между истинными значениями ФВ и значениями, полученными в результате измерения;

14. Точность измерений – это характеристика, выражающая степень соответствия результатов измерения истинному значению измеряемой величины.

Источник

МЕТРОЛО́ГИЯ

МЕТРОЛО́ГИЯ (от греч. μέτρον – ме­ра, раз­мер и . ло­гия), нау­ка об из­ме­ре­ни­ях, ме­то­дах и сред­ст­вах дос­ти­же­ния их един­ст­ва и тре­буе­мой точ­но­сти. При­ме­не­ние М. по­зво­ля­ет по­лу­чать из­ме­ри­тель­ную ин­фор­ма­цию не толь­ко о ко­ли­че­ст­вен­ных, но и о ка­че­ст­вен­ных из­ме­ряе­мых свой­ст­вах объ­ек­тов во всех сфе­рах че­ло­ве­че­ской дея­тель­но­сти. Раз­ви­тие тео­рий и их прак­тич. при­ме­не­ние не­мыс­ли­мо без пер­вич­ной из­ме­рит. ин­фор­ма­ции, по­лу­чен­ной пу­тём из­ме­ре­ний в про­цес­се по­зна­ния. Эф­фек­тив­ность лю­бых бан­ков дан­ных, ин­фор­ма­ци­он­ных и др. тех­но­ло­гий, кор­рект­ность тор­го­вых опе­ра­ций на­пря­мую за­ви­сят от ка­че­ст­ва пер­вич­ной, ис­ход­ной из­ме­рит. ин­фор­ма­ции. По­сле­дую­щие об­ра­бот­ка, хра­не­ние и пе­ре­да­ча из­ме­рит. ин­фор­ма­ции не мо­гут уст­ра­нить де­фек­ты или не­дос­та­точ­ность этой ин­фор­ма­ции. На дос­ти­же­ния, сред­ст­ва и ме­то­ды М. опи­ра­ют­ся в сво­ём раз­ви­тии как фун­да­мен­таль­ные, так и при­клад­ные на­уч. на­прав­ле­ния. Раз­ви­тие М. – не­пре­мен­ное ус­ло­вие про­грес­са нау­ки и тех­ни­ки. М. под­раз­де­ля­ют на тео­ре­тич., при­клад­ную и, в си­лу её об­ществ. зна­чи­мо­сти, за­ко­но­да­тель­ную.

Теоретическая метрология

опи­ра­ет­ся на соб­ст­вен­ную, де­таль­но раз­ра­бо­тан­ную сис­те­му по­ня­тий, тер­ми­нов и нор­ма­тив­ных до­ку­мен­тов. Хо­тя в об­щей тео­рии из­ме­ре­ний ис­поль­зу­ют­ся тео­рия мно­жеств, ма­те­ма­тич. ста­ти­сти­ка, тео­рия ве­ро­ят­но­сти и др. ма­те­ма­тич. дис­ци­п­ли­ны, ис­ход­ны­ми мет­ро­ло­гич. по­ня­тия­ми яв­ля­ют­ся: из­ме­ряе­мое свой­ст­во, из­ме­ряе­мая ве­ли­чи­на, шка­ла из­ме­ре­ний и еди­ни­ца из­ме­ре­ния. По­сколь­ку су­ще­ст­ву­ют шка­лы из­ме­ре­ний без еди­ниц, но нет еди­ниц из­ме­ре­ний, су­ще­ст­вую­щих вне со­от­вет­ст­вую­щих шкал, по­ня­тие «шка­ла из­ме­ре­ний» яв­ля­ет­ся пер­вич­ным и бо­лее об­щим по срав­не­нию с по­ня­ти­ем «еди­ни­ца из­ме­ре­ния». Под шка­лой из­ме­ре­ний по­ни­ма­ют при­ня­тый по со­гла­ше­нию спо­соб оп­ре­де­ле­ния и обо­зна­че­ния (ко­ди­ро­ва­ния) все­воз­мож­ных про­яв­ле­ний (зна­че­ний) кон­крет­но­го из­ме­ряе­мо­го свой­ст­ва. При­клад­ные по­ло­же­ния тео­рии из­ме­ре­ний ос­но­ва­ны на по­ня­ти­ях: сис­те­ма еди­ниц из­ме­ре­ний, эта­лон, сред­ст­ва из­ме­ре­ний, не­оп­ре­де­лён­ность из­ме­ре­ний, по­греш­ность из­ме­ре­ний, един­ст­во из­ме­ре­ний и др.

Прикладная метрология

свя­за­на с вос­про­из­ве­де­ни­ем шкал из­ме­ре­ний, ка­либ­ров­кой средств из­ме­ре­ний, по­вер­кой средств из­ме­ре­ний. Реа­ли­за­ция раз­ме­ров еди­ниц из­ме­ре­ний, шкал из­ме­ре­ний, ме­то­дов из­ме­ре­ний осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с ис­поль­зо­ва­ни­ем дос­ти­же­ний ес­те­ст­вен­ных на­ук (пре­ж­де все­го фи­зи­ки и хи­мии) и при­бо­ро­строе­ния. Раз­ви­тие М. на­прав­ле­но на по­выше­ние точ­но­сти из­ме­ре­ний, по­это­му боль­шие раз­де­лы М. по­свя­ще­ны ме­то­дам и ме­то­ди­кам из­ме­ре­ний, ве­ро­ят­но­ст­ным, ста­ти­стич. и экс­пе­рим. ме­то­дам оце­нок не­оп­ре­де­лён­но­стей из­ме­ре­ний, по­греш­но­стей ре­зуль­та­тов и средств из­ме­ре­ний. Обыч­но из­ме­ре­ния вы­пол­ня­ют­ся с по­мо­щью спец. уст­ройств – средств из­ме­ре­ний. При этом для дос­ти­же­ния един­ст­ва из­ме­ре­ний осу­ще­ст­в­ля­ет­ся гра­дуи­ров­ка, ка­либ­ров­ка или по­вер­ка средств из­ме­ре­ний с по­мо­щью эта­ло­нов, вос­про­из­во­дя­щих шка­лы из­ме­ре­ний или раз­ме­ры еди­ниц из­ме­ре­ний. Не­ко­то­рые из­ме­ре­ния осу­ще­ст­в­ля­ют­ся по экс­перт­ным шка­лам без яв­но­го при­ме­не­ния средств из­ме­ре­ний (напр., оцен­ки учеб­ных и спор­тив­ных дос­ти­же­ний, эко­но­мич. по­ка­за­те­лей).

Законодательная метрология

Со­по­ста­ви­мость и при­зна­ние ре­зуль­та­тов из­ме­ре­ний в стра­не и на ме­ж­ду­нар. уров­не, взаи­мо­за­ме­няе­мость де­та­лей и уст­ройств, вы­пус­кае­мых на раз­ных пред­при­яти­ях, функ­цио­ни­ро­ва­ние се­тей свя­зи и т. п. не­воз­мож­но без уни­фи­ка­ции еди­ниц и шкал из­ме­ре­ний, по­ряд­ка их ис­поль­зо­ва­ния. Эти во­про­сы ре­ша­ют­ся на ме­ж­ду­нар. и гос. уров­не за­ко­но­дат. ча­стью М., пред­ме­том ко­то­рой яв­ля­ет­ся ус­та­нов­ле­ние обя­за­тель­ных тех­нич. и юри­дич. тре­бо­ва­ний по при­ме­не­нию еди­ниц из­ме­ре­ний, эта­ло­нов, ме­то­дов и средств из­ме­ре­ний. Эти тре­бо­ва­ния на­прав­ле­ны на обес­пе­че­ние един­ст­ва из­ме­ре­ний с точ­но­стью, не­об­хо­ди­мой для за­щи­ты прав и ин­те­ре­сов отд. лиц, об­ще­ст­ва и го­су­дар­ст­ва. В за­ко­но­дат. М. ре­ша­ют за­да­чи ме­ж­ду­нар. и гос. рег­ла­мен­та­ции и над­зо­ра в об­лас­ти обес­пе­че­ния един­ст­ва из­ме­рений (ОЕИ). Та­кой дея­тель­но­стью за­ни­ма­ют­ся ме­ж­ду­нар. мет­ро­ло­гич. ор­гани­за­ции, в т. ч. Ме­ж­ду­на­род­ное бю­ро мер и ве­сов (МБМВ), нац. мет­ро­ло­гич. ин-ты (НМИ), мет­ро­ло­гич. служ­бы гос. ор­га­нов управ­ле­ния и юри­дич. лиц. Меж­ду­нар. ко­ми­тет мер и ве­сов (МКМВ), МБМВ и Ме­ж­ду­нар. орг-ция за­ко­но­дат. мет­ро­ло­гии (МОЗМ, уч­ре­ж­де­на в 1956 с уча­сти­ем СССР) ра­бо­та­ют в кон­так­те с Ме­ж­ду­нар. орг-ци­ей по стан­дар­ти­за­ции, Ме­ж­ду­нар. элек­тро­тех­нич. ко­мис­си­ей и др., что спо­соб­ст­ву­ет ме­ж­ду­нар. дос­ти­же­нию един­ст­ва из­ме­ре­ний. Цель дея­тель­но­сти МОЗМ, объ­е­ди­няю­щей бо­лее 80 го­су­дарств, – раз­ра­бот­ка об­щих во­про­сов за­ко­но­дат. М.: соз­да­ние мо­дель­но­го для го­су­дарств за­ко­на о М.; ус­та­нов­ле­ние клас­сов точ­но­сти средств из­ме­ре­ний, еди­но­об­ра­зия тре­бо­ва­ний и ре­ко­мен­да­ций по ис­пы­та­ни­ям, по­вер­ке и ка­либ­ров­ке средств из­ме­ре­ний; гар­мо­ни­за­ция по­ве­роч­ной ап­па­ра­ту­ры, ме­то­дов сли­че­ния, по­вер­ки и ка­либ­ров­ки эта­лон­ных и ра­бо­чих средств из­ме­ре­ний; вы­ра­бот­ка оп­ти­маль­ных форм ор­га­ни­за­ции мет­ро­ло­гич. служб и обес­пе­че­ние един­ст­ва гос. пред­пи­са­ний по их ве­де­нию; ока­за­ние на­уч­но-тех­нич. со­дей­ст­вия раз­ви­ваю­щим­ся стра­нам в соз­да­нии мет­ро­ло­гич. служб и ор­га­ни­за­ции их ра­бо­ты; ус­та­нов­ле­ние еди­ных прин­ци­пов под­го­тов­ки кад­ров в об­лас­ти М. При­ня­тые МОЗМ ре­ше­ния но­сят ре­ко­мен­дат. ха­рак­тер, мо­раль­но обя­зы­ваю­щий стра­ны-уча­ст­ни­цы вне­дрять их по воз­мож­но­сти.

Историческая справка

Раз­ви­тие М. на­ча­лось с по­яв­ле­ния ма­те­ри­аль­ных мер. Это под­твер­жда­ет­ся ис­то­рич. па­мят­ни­ка­ми. Ва­ви­лон­ская (хал­дей­ская) сис­те­ма из­ме­ре­ний бы­ла сис­те­мой мер; она опи­ра­лась на ма­те­риа­ли­зо­ван­ные ме­ры дли­ны и ве­са (мас­сы). Та­ки­ми же бы­ли древ­нееги­пет­ская и все позд­ней­шие сис­те­мы мер. Пер­во­на­чаль­но пред­ме­том изу­че­ния М. бы­ло опи­са­ние мно­го­об­ра­зия при­ме­няв­ших­ся во все вре­ме­на в раз­ных стра­нах мер дли­ны, пло­ща­ди, объ­ё­ма, мас­сы, вре­ме­ни и др., а так­же мо­нет и ко­ли­че­ст­вен­ных со­от­но­ше­ний ме­ж­ду ни­ми. Эти све­де­ния ос­та­ют­ся не­об­хо­ди­мы­ми при изу­че­нии ис­то­рии эко­но­ми­ки и пра­ва, ма­те­ри­аль­ной куль­ту­ры и кон­так­тов ме­ж­ду на­ро­да­ми. С воз­ник­но­ве­ни­ем и рас­про­стра­не­ни­ем мет­ри­че­ской сис­те­мы мер ис­поль­зо­ва­ние осо­бых нац. мер и еди­ниц из­ме­ре­ния по­сте­пен­но со­кра­ти­лось. Важ­ным эта­пом в раз­ви­тии М. ста­ло за­клю­че­ние в 1875 Мет­ри­че­ской кон­вен­ции, уч­ре­ж­де­ние МБМВ и соз­да­ние ме­ж­ду­нар. мет­рич. эта­лон­ных мер (см. Метр, Ки­ло­грамм). Раз­ви­тие мет­рич. кон­цеп­ции при­ве­ло к при­ня­тию в 1960 еди­ной для прак­тич. при­ме­не­ния Ме­ж­ду­на­род­ной сис­те­мы еди­ниц (СИ).

В хо­де раз­ви­тия М. по­ня­тие о кон­крет­ной ме­ре по­сте­пен­но до­пол­ня­лось аб­ст­ракт­ным по­ня­ти­ем «еди­ни­ца из­ме­ре­ния». Ана­ло­гич­но по­ня­тие «сис­те­ма мер» до­пол­ни­лось аб­ст­ра­ги­ро­ван­ным от ма­те­ри­аль­но­го во­пло­ще­ния по­ня­ти­ем «сис­те­ма еди­ниц из­ме­ре­ний». С рас­ши­ре­ни­ем сфер при­ло­же­ния М., её прин­ци­пов и прак­тич. приё­мов при­выч­ное, ус­то­яв­шее­ся оп­ре­де­ле­ние из­ме­ре­ния как экс­пе­рим. срав­не­ния из­ме­ряе­мой ве­ли­чи­ны с не­ко­то­рым её зна­че­ни­ем, при­ня­тым за еди­ни­цу из­ме­ре­ния, ут­ра­ти­ло при­су­щую ему ра­нее общ­ность. Так, к ка­че­ст­вен­ным свой­ст­вам и не­про­пор­цио­наль­ным ве­ли­чи­нам по­ня­тие еди­ни­цы из­ме­ре­ния не­при­ме­ни­мо, од­на­ко из­ме­ре­ния та­ких свойств и ве­ли­чин по стан­дар­ти­зо­ван­ным шка­лам из­ме­ре­ний весь­ма раз­ви­ты (см., напр., Ко­ло­ри­мет­рия).

Метрологические институты и организации

По­сле уч­ре­ж­де­ния в 1875 МБМВ, вслед­ст­вие рос­та гос. зна­чи­мо­сти М., в стра­нах ста­ли соз­да­вать­ся НМИ, в ко­то­рых хра­нят­ся нац. ис­ход­ные эта­ло­ны и про­во­дят­ся на­уч. ис­сле­до­ва­ния в об­лас­ти М.: Гл. па­ла­та мер и ве­сов в Рос­сии (1893, её ор­га­ни­за­то­ром и пер­вым управ­ляю­щим был Д. И. Мен­де­ле­ев), Фи­зи­ко-тех­нич. ин-т в Гер­ма­нии (1887), Нац. фи­зич. ла­бо­ра­то­рия в Ве­ли­ко­бри­та­нии (1899), Нац. бю­ро эта­ло­нов в США (1901) и т. д. В СССР су­ще­ст­во­ва­ло 11 НМИ и их фи­лиа­лов. По­яв­ле­нию НМИ в разл. го­су­дар­ст­вах и под­ня­тию на бо­лее вы­со­кий уро­вень ме­ж­ду­нар. со­труд­ни­че­ст­ва по М. спо­соб­ст­во­ва­ло под­пи­са­ние 14.10.1999 ди­рек­то­ра­ми НМИ го­су­дарств – чле­нов Мет­рич. кон­вен­ции (в т. ч. Рос­сии) «Со­гла­ше­ния МКМВ о вза­им­ном при­зна­нии нац. эта­ло­нов и сер­ти­фи­ка­тов ка­либ­ров­ки и из­ме­ре­ний, вы­да­вае­мых нац. мет­ро­ло­гич. ин­сти­ту­та­ми». Для осу­ще­ст­в­ле­ния это­го со­гла­ше­ния соз­дан ряд ме­ж­ду­нар. ре­гио­наль­ных мет­ро­ло­гич. ор­га­ни­за­ций: КООМЕТ (Ев­ро-Ази­ат­ское со­труд­ни­че­ст­во нац. мет­ро­ло­гич. ин-тов), ЕВРАМЕТ (Ев­роп. ас­со­циа­ция нац. мет­ро­ло­гич. ин-тов) и др., а так­же их Объ­е­ди­нён­ный ко­ми­тет.

В РФ функ­цио­ни­ру­ют гос. на­уч. метро­ло­гич. ин-ты (ГНМИ): Все­рос. НИИ мет­ро­ло­гии им. Д. И. Мен­де­лее­ва (ВНИИМ, быв. Гл. па­ла­та мер и ве­сов, С.-Пе­тер­бург), Все­рос. НИИ фи­зи­ко-тех­нич. и ра­дио­тех­нич. из­ме­ре­ний (ВНИИФТРИ, пос. Мен­де­лее­во Моск. обл., его фи­лиа­лы: Вос­точ­но-Си­бир­ский в Ир­кут­ске, Даль­не­во­сточ­ный в Ха­ба­ров­ске, Кам­чат­ский в Пе­тро­пав­лов­ске-Кам­чат­ском), Все­рос. НИИ оп­ти­ко-фи­зич. из­ме­ре­ний (ВНИИОФИ, Мо­ск­ва), Все­рос. НИИ рас­хо­до­мет­рии (ВНИИР, Ка­зань), Все­рос. НИИ мет­ро­ло­гич. служ­бы (ВНИИМС, Мо­ск­ва), Ураль­ский НИИ мет­ро­ло­гии (УНИИМ, Ека­те­рин­бург), Си­бир­ский гос. НИИ мет­ро­ло­гии (СНИИМ, Но­во­си­бирск). Осн. на­прав­ле­ния дея­тель­но­сти ГНМИ: фун­дам. и при­клад­ные ис­сле­до­ва­ния, экс­пе­рим. раз­ра­бот­ки и на­уч­но-тех­нич. дея­тель­ность в об­лас­ти ОЕИ; раз­ра­бот­ка, со­вер­шен­ст­во­ва­ние, со­дер­жа­ние, сли­че­ние и при­ме­не­ние гос. пер­вич­ных эта­ло­нов; уча­стие в раз­ра­бот­ке про­ек­тов нор­ма­тив­ных до­ку­мен­тов в об­лас­ти ОЕИ; про­ве­де­ние обя­зат. мет­ро­ло­гич. экс­пер­ти­зы со­дер­жа­щих­ся в про­ек­тах нор­ма­тив­ных пра­во­вых ак­тов РФ тре­бо­ва­ний к из­ме­ре­ни­ям и сред­ст­вам из­ме­ре­ний; уча­стие в ме­ж­ду­нар. со­труд­ни­че­ст­ве в об­лас­ти мет­ро­ло­гии.

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) в РФ

Ос­но­вы за­ко­но­да­тель­ной М. в РФ за­кре­п­ле­ны ст. 71 Кон­сти­ту­ции РФ на фе­де­раль­ном уров­не и оп­ре­де­ле­ны За­ко­ном РФ «Об обес­пе­че­нии един­ст­ва из­ме­ре­ний» и в ком­плек­се нор­ма­тив­ных до­ку­мен­тов ГСИ, в ко­то­рых ус­та­нов­ле­ны не­об­хо­ди­мые пра­во­вые, тех­нич., ор­га­ни­за­ци­он­ные и эко­но­мич. по­ло­же­ния. Гос. ре­гу­ли­ро­ва­ние в об­лас­ти ОЕИ осу­ще­ст­в­ля­ет­ся в сле­дую­щих фор­мах: ут­вер­жде­ние ти­па средств из­ме­ре­ний (в т. ч. стан­дарт­ных об­раз­цов); по­вер­ка средств из­ме­ре­ний; мет­ро­ло­гич. экс­пер­ти­за; гос. мет­ро­ло­гич. над­зор; ат­те­ста­ция ме­то­дов из­ме­ре­ний; ак­кре­ди­та­ция на вы­пол­не­ние ра­бот в об­лас­ти ОЕИ. ГСИ со­сто­ит из пра­во­вой, тех­нич. и ор­га­ни­за­ци­он­ной под­сис­тем. Пра­во­вой под­сис­те­мой ГСИ яв­ля­ет­ся ком­плекс взаи­мо­увя­зан­ных за­ко­но­дат. и под­за­кон­ных ак­тов, нор­ма­тив­ных до­ку­мен­тов, ус­та­нав­ли­ваю­щих со­гла­со­ван­ные тре­бо­ва­ния ко всем сто­ро­нам мет­ро­ло­гич. дея­тель­но­сти на ос­но­ве СИ. Тех­нич. под­сис­те­му ГСИ со­став­ля­ют: со­во­куп­ность пер­вич­ных, вто­рич­ных, ра­бо­чих и др. эта­ло­нов еди­ниц ве­ли­чин и шкал из­ме­ре­ний; со­во­куп­ность стан­дарт­ных об­раз­цов со­ста­ва и свойств ве­ществ и ма­те­риа­лов; со­во­куп­ность стан­дарт­ных спра­воч­ных дан­ных о фи­зич. кон­стан­тах и свой­ст­вах ве­ществ и ма­те­риа­лов; сред­ст­ва из­ме­ре­ний и ис­пы­та­тель­ное обо­ру­до­ва­ние, не­об­хо­ди­мые для гос. ре­гу­ли­ро­ва­ния в об­лас­ти ОЕИ; со­во­куп­ность спец. зда­ний и со­ору­же­ний для про­ве­де­ния вы­со­ко­точ­ных из­ме­ре­ний в мет­ро­ло­гич. це­лях; со­во­куп­ность н.-и., эта­лон­ных, ис­пы­та­тель­ных, по­ве­роч­ных, ка­либ­ро­воч­ных и из­ме­рит. ла­бо­ра­то­рий и их обо­ру­до­ва­ния. Ор­га­ни­зац. под­сис­те­му ГСИ со­став­ля­ют: мет­ро­ло­гич. служ­бы фе­де­раль­ных ор­га­нов ис­пол­нит. вла­сти, осу­ще­ст­в­ляю­щие нор­ма­тив­но-пра­во­вое ре­гу­ли­ро­ва­ние в об­лас­ти ОЕИ на фе­де­раль­ном уров­не и ор­га­ни­зую­щие взаи­мо­дей­ст­вие с ор­га­на­ми гос. вла­сти др. го­су­дарств и ме­ж­ду­нар. ор­га­ни­за­ция­ми в об­лас­ти ОЕИ, и под­ве­дом­ст­вен­ные ГНМИ гос. ре­гио­наль­ные цен­тры мет­ро­ло­гии (ГРЦМ), гос. служ­бы вре­ме­ни, час­то­ты и оп­ре­де­ле­ния па­ра­мет­ров вра­ще­ния Зем­ли (ГСВЧ), стан­дарт­ных спра­воч­ных дан­ных о фи­зич. кон­стан­тах и свой­ст­вах ве­ществ и ма­те­риа­лов (ГСССД), стан­дарт­ных об­раз­цов со­ста­ва и свойств ве­ществ и ма­те­риа­лов (ГССО); мет­ро­ло­гич. служ­бы – под­раз­де­ле­ния фе­де­раль­ных ор­га­нов ис­пол­нит. вла­сти, юри­дич. ли­ца или струк­тур­ные под­раз­де­ле­ния юри­дич. лиц ли­бо объ­е­ди­не­ний юри­дич. лиц, ор­га­ни­зую­щие и вы­пол­няю­щие ра­бо­ты и ус­лу­ги по ОЕИ.

Осн. функ­ция­ми ГРЦМ, ко­то­рых в Рос­сии бо­лее 80, яв­ля­ют­ся: про­ве­де­ние по­вер­ки средств из­ме­ре­ний; со­вер­шен­ст­во­ва­ние, со­дер­жа­ние и при­ме­не­ние гос. эта­ло­нов, ис­поль­зуе­мых для обес­пе­че­ния со­от­вет­ст­вия др. эта­ло­нов и средств из­ме­ре­ний гос. пер­вич­ным эта­ло­нам. Про­об­ра­за­ми ГРЦМ бы­ли По­ве­роч­ные па­лат­ки тор­го­вых мер и ве­сов, уч­ре­ж­де­ние ко­то­рых в ре­гио­нах Рос­сии на­ча­лось с 1900. ГСВЧ осу­ще­ст­в­ля­ет дея­тель­ность по вос­про­из­ве­де­нию нац. шка­лы вре­ме­ни и эта­лон­ных час­тот, по оп­ре­деле­нию па­ра­мет­ров вра­ще­ния Зем­ли, а так­же по обес­пе­че­нию по­треб­но­сти го­су­дар­ст­ва в эта­лон­ных сиг­на­лах вре­ме­ни и час­то­ты и в ин­фор­ма­ции о па­ра­мет­рах вра­ще­ния Зем­ли. ГССО осу­ще­ст­в­ля­ет раз­ра­бот­ку, ис­пы­та­ние и вне­дре­ние стан­дарт­ных об­раз­цов со­ста­ва и свойств веществ и ма­те­риа­лов в це­лях ОЕИ. ГСССД раз­ра­ба­ты­ва­ет для ОЕИ стан­дарт­ные спра­воч­ные дан­ные о фи­зич. кон­стан­тах и свой­ст­вах ве­ществ и ма­те­риа­лов.

Метрологические журналы

Осн. жур­на­ла­ми по М. в Рос­сии яв­ля­ют­ся: «Из­ме­ри­тель­ная тех­ни­ка» [1940–41, за­тем с 1955; ему пред­ше­ст­во­ва­ли жур­на­лы «По­ве­роч­ное де­ло» (1916–29), «Из­ме­ри­тель­ная тех­ни­ка и по­ве­роч­ное де­ло» (1930–38), «Мет­ро­ло­гия и по­ве­роч­ное де­ло» (1938–39)], «За­ко­но­да­тель­ная и при­клад­ная мет­ро­ло­гия» (с 1992). Меж­ду­нар. жур­на­лы по М.: «Metrolo­gia» (с 1965); «Bulletin de l’Organisati­on In­ternationale de Métrologie Légale» (с 1960).

Источник

Метрология для чайников: основные понятия, принципы, цели и задачи

Кто-то подумает (ну а вдруг), что метрология – это учение про метро. Чтобы никто больше так не думал, мы написали эту статью об основных понятиях, целях и задачах метрологии. А чтобы было не скучно, мы приправили все это интересными фактами.

Основные понятия метрологии

На самом деле, по определению:

Метрология – наука о единстве измерений.

Может показаться, что это очень скучно и занудно – измерять, высчитывать абсолютную и относительную погрешность, учитывать точность прибора, рассчитывать допуски, записывать результат на бумажку. Да, мы даже не спорим. Но есть и интересные вещи, которые будет полезно знать про метрологию.

У метрологии есть принципы:

• основы измерений – сравнение;
• измерение без априорной величины (эталона) невозможно;
• результат измерения без должной обработки и округления не имеет смысла и является случайной величиной.

Основные задачи метрологии:

1. Развивать общую теорию измерений.
2. Устанавливать единицы физических величин.
3. Совершенствовать методы оценки точности измерений.
4. Устанавливать эталоны измерений.
5. Обеспечить единство измерений.

Метрология — наука, обеспечивающая единство измерений

Что такое единство измерений

Люди не зря придумали международную систему СИ. Теперь мы измеряем длину в метрах, массу в килограммах и даже не задумываемся об этом. Так было далеко не всегда. В давние времена на каждой территории (скажем, в княжестве или городке) могла быть своя система измерений.

Система СИ была разработана и внедрена в 1960 году. В ней 7 основных единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела.

Приведем схематичный пример.

Когда-то в Средневековье житель Вилларибо должен был в качестве налога отдать бургомистру столько урожая, сколько тот мог унести. При этом житель Виллабаджо отдавал в два раза меньше, потому что у бургомистра Виллабаждо были не такие большие руки и поднять он мог меньше.

Единство измерений очень важно, особенно в вопросах международного сотрудничества, производства и научных исследований. Не будь единой системы, получилась бы история наподобие строительства Вавилонской башни. Никто бы друг с другом попросту не смог договориться.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Так уж устроены люди, что им все нужно стандартизировать. Чем больше становилось людей, тем сильнее была потребность в стандартизации.

Помните, мы уже говорили про время и то, как люди его измеряли? С длиной и прочими величинами дело обстояло примерно так же. Брали то, что подвернется под руку (или саму руку), делали из этого эталон, а все остальное сравнивали с ним.

Древнерусские (и прочие) единицы измерения

Говорящий пример – такие древнерусские меры длины, как «локоть» или «пядь». Когда про кого-то говорят «семь пядей во лбу», это означает, что такой человек очень умный. Хотя не факт. У большинства нормальных людей во лбу нет и одной пяди, а встречать того, у кого их действительно семь, мы вам искренне не желаем.

Пядь – расстояние от кончика большого пальца до кончика указательного при расставленной ладони. 1 пядь=17,78 см.

Но вернемся к единству. Всю эту относительность нужно было свести на нет, иначе развитие науки и промышленности было бы связано с огромной неразберихой.

Эталон метра. История создания

Задумываться об этом всерьез стали в 17 веке. Возьмем, к примеру, метр. Над его определением трудились не один век.

Сначала за эталон метра была принята длина маятника с периодом колебаний равным 1 секунде. Правда выяснилось, что в зависимости от места измерений длина такого маятника изменяется. Так было доказано уменьшение силы тяжести от полюсов к экватору, а эталон метра пришлось менять.

Один из эталонов метра в Париже

Потом решили, что эталон длины нужно привязать к длине меридиана, проходящего через Париж. Почему именно Париж? Да потому что занималась этим вопросом французская академия наук в Париже, а ходить куда-то далеко для установки эталона метра никто не хотел.

В итоге в 1791 году за метр была принята одна сорокамиллионная часть Парижского меридиана (расстояние от северного полюса до экватора на долготе Парижа). В 1799 году изготовили платиновый стержень с такой длиной, а в 1889 был сделан более точный платиноиридиевый эталон метра. Сейчас эти стержни хранятся в музее.

Единица измерения массы килограмм также была привязана к метру. По определению 1795 года, килограмм равен массе одного кубического дециметра воды или, проще говоря, одного литра.

Время шло, и людям нужно было докопаться до сути во всех сферах. Эта тенденция не обошла и вопрос измерений. Платиноиридиевый стержень служил эталоном метра до 1960 года, но затем от привязки к длине меридиана решено было отказаться.

По современному определению метр равен расстоянию, которое свет проходит за 1/299792458 долю секунды.

Как видите, метрология не такая уж и занудная штука. А если дело касается расчета погрешностей в лабораторной работе и результат никак не сходится с экспериментом, смело пишите в наш студенческий сервис. Мы поможем, объясним и рассчитаем все с необходимой точностью.

• Контрольная работа от 1 дня / от 100 р. Узнать стоимость
• Дипломная работа от 7 дней / от 7950 р. Узнать стоимость
• Курсовая работа 5 дней / от 1800 р. Узнать стоимость
• Реферат от 1 дня / от 700 р. Узнать стоимость

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Источник

Метрология: основные понятия и определения

Качество продукции всегда является основным критерием при выборе того или иного товара. Его обеспечивают три фундаментальных направления — метрология, стандартизация и сертификация.

Что такое метрология

Метрология присутствует во всех сферах жизни. Рождаясь, человек сразу сталкивается с измерениями — в роддоме отмечаются длина, масса и температура. В повседневной жизни от количественных оценок (температура воздуха, время суток) зависит деятельность, поведение человека. Метрология является базой для многих технических отраслей. Она вырабатывает показатели, на которые ориентируются при проведении технологических экспериментов, на производстве. Метрологическая отрасль выступает регулятором социально-экономических отношений в обществе.

Метрология (от греч. «метро» — мера и «логос» — учение) — наука, изучающая комплекс измерений, методику и способы обеспечения их точности.

Главным критерием результатов измерений является их единство. Под этим термином понимают установленные единицы величин измерений и заданные допустимые погрешности. Благодаря этому есть возможность сопоставлять результаты замеров, производимых в разных местах, в разное время и различными способами.

Предметом метрологии выступают:

• теоретические исследования;
• системы единиц физических величин;
• средства и методы измерений;
• способы установления точности замеров;
• единство измерений;
• образцовые показатели физических величин;
• способы передачи размеров единиц величин от стандартов к рабочим средствам замеров.

Единство измерений регулируется законом РФ «Об обеспечении единства измерений». Он определяет метрологические службы, разграничивает сферы государственного контроля, указывает меру ответственности за нарушение метрологических требований.

Терминология в метрологии устанавливается правовым актом РМГ 29-2013.

Одним из основных в метрологической науке является понятие физической величины. Это свойство, общее для многих объектов в качественном отношении, но индивидуальное для каждого объекта по количественным показателям.

Размер физической величины — количественный показатель свойства физической величины.

Средство измерений — техническое средство, которое имеет соответствующие нормам характеристики и применяется для снятия замеров.

Результат измерения — количественное значение физической величины, полученное в результате практических опытов.

Точность средства измерения — качественная характеристика, которая отражает близость погрешности измерения по отношению к нулю.

Разделы метрологии

Структура метрологии состоит из трех разделов:

1. Теоретическая (фундаментальная). Разрабатывает теоретические основы науки, изучает проблемы и методики замеров физических величин.
2. Прикладная (практическая). Занимается внедрением разработок теоретического раздела метрологии в использование на практике. Отвечает за метрологическое обеспечение производственных предприятий.
3. Законодательная. Определяет требования к техническим и юридическим нормам измерений.

Виды и методы измерений

Цель измерения состоит в извлечении значения в той форме, которая наиболее удобна для использования.

Виды измерений классифицируют по различным признакам:

1. По показателю точности:

• равноточные — измерения выполнены в одинаковых условиях, равными по точности СИ;
• неравноточные;
• технические;
• метрологические.

2. По численности замеров:

• однократные;
• многократные.

3. В зависимости от изменений величины, которая измеряется:

• статические — физическая величина остается неизменной (размеры земельного участка);
• динамические — изменяется размер физической величины (замер расстояния от снижающегося самолета до полосы посадки).

4. В зависимости от выражения результата измерений:

• абсолютные — за основу берется значение измеряемой физической величины и неизменной константы;
• относительные — выражают отношение величины к такой же величине, которая принимается за единицу.

5. В зависимости от способов получения замеров:

• прямые — получаются непосредственно при помощи измерительного прибора. Описываются следующим образом: Q=X (Q — измеряемая величина);
• косвенные — значение базируется на известном соотношении величины и результатов прямых измерений. Выражается так: Q=F(X, Y, Z, . ). X, Y, Z в данном случае — результат прямых измерений.

Метод измерений — комплекс сравнительных приемов измеряемой величины с ее единицей соответственно с используемым принципом измерения.

Классификация методов зависит от признаков:

1. По приемам достижения результата замеров:

• прямой;
• косвенный.

• контактный;
• бесконтактный.

3. По способу сопоставления измеряемой величины с её единицей:

• метод непосредственной оценки — значение определяется по показаниям (шкале) прибора;
• метод сравнения с мерой — измеряемая величина сравнивается с величиной меры.

Метод сравнения с мерой, в свою очередь, делится на виды:

• при методе противопоставления выясняется соотношение измеряемой и воспроизводимой величин (замер массы на весах при помощи гирь);
• дифференциальный метод выражается в воздействии на прибор разности между измеряемой и известной величинами;
• при нулевом методе результат воздействия на прибор обеих величин сводят к нулю и фиксируют при помощи высокочувствительного прибора (ноль-индикатора);
• при методе замещения обе величины замеряются по отдельности, далее по результатам замеров определяют значение измеряемой величины и путем подбора известного показателя делают равными оба значения;
• при методе совпадения измеряется разность между двумя величинами с использованием совпадений отметок на шкале.

Классификация средств измерений

Средства измерения (СИ) классифицируются в зависимости от:

1. Способов конструктивной реализации.
2. Метрологического назначения.

По способам конструктивной реализации СИ разделяют на:

• меры величины;
• измерительные преобразователи;
• измерительные установки;
• измерительные приборы;
• измерительные системы.

Меры величины — это фиксированные СИ, которые неоднократно используются. Они делятся на:

1. Однозначные — стандартные образцы (СО).
2. Многозначные.

1. Стандартный образец состава обладает фиксированным значением величины, которое отражает количество содержащихся в нем частей.
2. Стандартный образец свойств вещества обладает фиксированным значением величины, которое выражает свойства материала.

До начала использования каждый стандартный образец проходит метрологическую аттестацию. В зависимости от уровня использования выделяют государственные, отраслевые, межгосударственные СО и СО предприятий.

Среди измерительных преобразователей выделяют:

• аналоговые;
• цифроаналоговые;
• аналого-цифровые.

Измерительные приборы являются СИ с фиксированным диапазоном. Различают:

• приборы прямого действия — результат получают непосредственно с прибора;
• приборы сравнения — результат получают путем сравнения с известной соответствующей величиной.

Классификация погрешностей

Погрешность измерения — несоответствие результата измерения Х истинному значению Хи:

Классификация погрешностей формируется на основе:

1. Способа выражения:

• абсолютные;
• относительные.

2. Источника выражения:

• инструментальные — зависят от точности СИ, последствия устраняются при помощи поправок;
• методические погрешности вызваны несовершенством методов измерения;
• причиной субъективных погрешностей становится оператор.

3. Закономерностей возникновения или проявления:

• систематические — появляются постоянно или зависят от изменений конкретной величины;
• случайные погрешности могут возникать из-за неточностей приборов, вибраций, шумов, нестабильной работы оборудования, колебаний магнитных полей;
• грубые — значительно превышают предполагаемую погрешность. Их могут вызывать метрологический сбой прибора, операторская ошибка, нарушение каких-либо внешних факторов.

Согласно соотношению положительных отзывов, специалисты сервиса Феникс.Хелп не допускают погрешностей в выполнении курсовых и контрольных работ для студентов.

Источник