Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Тема: Предмет, задача и основные термины метрологии

1. Предмет и задача метрологии

метрология сертификация измерение точность

Общепринятое определение метрологии дано в ГОСТ 16263-70 "ГСИ. Метрология. Термины и определения":

Греческое слово "метрология" образовано от слов "метрон" - мера и "логос" - учение.

Метрология - наука об измерениях, методах, средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Без измерений не может обойтись ни одна наука, поэтому метрология как наука об измерениях находится в тесной связи со всеми другими науками.

Разделы метрологии (три самостоятельных и взаимно дополняющих):

1.Теоретическая метрология (научная) - разрабатывает научные основы метрологии - теорию измерений, эталонов, измерительных средств и погрешностей.

2.Законодательная метрология - устанавливает обязательные требования по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений для обеспечение единства и требуемой точности измерений, с помощью:

·испытаний и утверждения типа средства измерения, их поверки и калибровки;

·сертификации средств измерений;

·государственного метрологического контроля и надзора за средствами измерений.

3.Прикладная метрология (практическая) - применяет на практике разработки теоретической и законодательной метрологии для получения более точного результата измерений.

Предмет метрологии (что в основе, что изучает) - получение достоверной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью.

Объект метрологии (с чем она работает) - это единицы физических величин, средства измерений, эталоны, методики выполнения измерений.

Средства метрологии (с помощью чего) -- это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.

Задача метрологии (для чего нужна) - обеспечение единства измерений.

Дли ее решения необходимо соблюдение двух условий:

1.выражение результатов измерений в единых узаконенных единицах;

В нашей стране, как и в большинстве стран мира, узаконенными единицами являются единицы величин Международной системы единиц (SI), принятой Международной организацией законодательной метрологии (МОЗМ).

2.установление допустимых ошибок (погрешностей) результатов измерений и пределов, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.

Погрешности измерений средств измерений (СИ) указываются в прилагаемом к нему техническом документе -- паспорте, ТУ и иной нормативной документации.

2. История развития метрологии

Измерения являются одним из самых древних занятий в познавательной деятельности человека. Их возникновение относится к истокам материальной культуры человечества.

Историческая метрология помогает ученым сравнить различные системы с современными. С ее помощью мы можем представить себе более полно картину хозяйственной жизни наших далеких предков.

Историю развития метрологии можно разделить на три основных этапа:

1 этап. Древнейшие времена:

люди обходились счетом однородных объектов (голов скота, числа воинов), поэтому не было потребности в единицах измерения и средствах измерения.

2 этап. Развитие общества:

появилась необходимость в количественной оценке различных величин (расстояний, веса, размеров, объемов) и были созданы специальные устройства для такой оценки - средства измерений (часы, весы, меры длины).

Для количественной оценки использовали природные (время измерялось в сутках, годах) и антропологические единицы:

Одной из насущных потребностей человека была необходимость измерять расстояния, площадь, вес, объем. При измерении длины человек пользовался тем, что всегда было при нем - своими руками и ногами.

Изречение древних гласит: „Человек - мера всех вещей". Сохранившиеся названия мер подтверждают это.

1.Древний Египет - у египтян главной мерой длины был локоть, который делился на 7 ладоней, а те в свою очередь на 4 пальца. Ладонь - это ширина кисти руки.

Используя такие примитивные, с нашей точки зрения, измерения, египтяне могли вычислять площадь полей на только четырехугольной формы, но и более сложных фигур.

2.Англия

Дюйм (по голландски duim - большой палец) - ширина большого пальца руки = 2,54 см.

Фут - длина ступни человека = 30,5 см. Длина фута была уточнена с введением такой единицы длины, как шток - длина ступней 16 человек, выходящих из храма от заутрени в воскресенье. Деля длину штока на 16 равных частей, получали среднюю длину ступни, т.к. из церкви выходили разные люди различного роста.

3.Древняя Русь

Вершок - длина двух суставов указательного пальца = 4,5 см.

Пядь - расстояние между разведенными большим и указательным пальцами руки = 19 см.

Локоть (или по-персидски арш), т.е. аршин - расстояние от локтевого сустава до конца среднего пальца вытянутой руки = 72 см.

Сажень - размах вытянутых рук человека = 152 см.

Косая сажень - расстояние от пятки одной ноги до конца пальцев разжатой ладони другой поднятой вверх руки (“Какой ты на фиг танкист” - косая сажень в плече) = 2,13 м.

Такое выражение часто употребляется. Тогда можно предположить или что это гротеск (сознательное преувеличение) или что наши предки были рослее нас раза в два, но это можно опровергнуть, примерив латы и кольчуги из Оружейной палаты.

Верста = 750 саженей, т.е. 750*1,52 м = 1140 м.

Вопросы:

1) Представьте, что вы лопали в Древний Египет и вам предстоит разделить участки земли между тремя крестьянами. Какими мерами вы воспользуетесь?

2 )Какого роста вместе с ушами был Конек-Горбунок?

“Что ж он видит:

Прекрасивых двух коней золотогривых.

Да игрушечку конька

Ростом только в три вершка, 13,5 см

На спине с двумя горбами

Да с аршинными ушами”. 72 см = 85,5 см.

На этом этапе своего развития измерения стали причиной возникновения метрологии.

Долгое время метрология существовала как описательная наука, констатирующая сложившиеся в обществе соглашения о мерах используемых величин.

Развитие науки и техники привело к использованию множества мер одних и тех же величин, применяемых в различных странах. Так, расстояние в России измерялось верстами (1140 м), а в Англии - милями (1852 м). Все это существенно затрудняло сотрудничество между государствами в торговле, науке.

Пример:

1)Движется по дороге торговый караван. Купцы везут в город свой товар. Уже не один день они в пути. Устали, да и товар хочется продать быстрее. Первый раз они в этих краях. Сколько еще ехать? Видят, движется им навстречу всадник.

-Скажи, далеко ли еще до города?

-Два дня пути.

Еще через некоторое время встречают путника.

-Близко ли город?

-Верст 40 будет...

Удивились торговцы, что за расстояние такое.

-Лучше спросим у заморского купца, что идет нам навстречу. Он, наверное, уже продал свои товары и возвращается из города. Но ответ заставил их призадуматься.

-Город-то, да нет, рядом. Не больше 30 миль.

Доберутся ли купцы до города?

2)Различие миль в англоязычных странах (Америка - война Севера с Югом и Англия - поставщик оружия).

3 этап. Развитие метрологии как науки:

1) Развитие и становление систем единиц физических величин (Лекция №2).

2) В 1842 г. на территории Петропавловской крепости в Санкт-Петербурге открылось первое метрологическое учреждение России -- Депо образцовых мер и весов.

В нем хранились эталоны и их копии, изготавливались образцовые меры для передачи в другие города, проводились сличения российских мер с иностранными.

Следовательно, было положено начало государственному подходу к обеспечению единства измерений в стране.

3) В 1875 г. была подписана Метрическая конвенция, как основа международного сотрудничества подписавших ее стран.

В этом мероприятии приняли участие семнадцать государств, в том числе и Россия. В настоящее время к ним примкнула 41 страна мира.

Было создано Международное бюро мер и весов (МБМВ), находящееся в г. Севре близ Парижа. В нем хранятся международные прототипы ряда мер и эталоны единиц некоторых ФВ.

В соответствии с конвенцией для руководства деятельностью МБМВ был учрежден Международный комитет мер и весов (МКМВ), в который вошли ученые из различных стран.

Сейчас при МКМВ действуют семь консультативных комитетов: по единицам, определению метра, секунды, термометрии, электричеству, фотометрии и по эталонам для измерения ионизирующих излучений.

4) С 1918 по 1927 г происходило внедрение метрической системы в России.

До 1918 г. в России метрическая система внедрялась наряду со старой русской и английской (дюймовой) системами. Значительные изменения в метрологической деятельности стали происходить после подписания Советом народных комиссаров РСФСР декрета "О введении международной метрической системы мер и весов".

5) После Великой Отечественной войны и до сего времени метрологической работой в нашей стране руководит Государственный комитет по стандартам (Госстандарт).

6) В СССР было создано 3 крупнейших метрологических центра:

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева (ВНИИМ) - высшее научное учреждение страны .

В лабораториях института разрабатываются и хранятся государственные эталоны единиц измерений, определяются физические константы и свойства веществ и материалов. Тематика работ института охватывает линейные, угловые, оптические и фотометрические, акустические, электрические и магнитные измерения, измерения массы, плотности, силы, давления, вязкости, твердости, скорости, ускорения и ряда других величин.

Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) - был создан в 1955 г. под Москвой.

Он разрабатывает эталоны и средства точных измерений в ряде важнейших областей науки и техники: радиоэлектронике, службе времени и частоты, акустике, атомной физике, физике низких температур и высоких давлений.

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС) -- головная организация в области прикладной и законодательной метрологии.

На него возложена координация и научно-методическое руководство метрологической службой страны.

Кроме перечисленных существует ряд региональных метрологических институтов и центров.

7) В 1956 г в Париже была образована Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ).

При МОЗМ в Париже работает Международное бюро законодательной метрологии. Его деятельностью руководит Международный комитет законодательной метрологии. Некоторые вопросы метрологии решает Международная организация по стандартизации (ИСО).

8) В 1960 г. Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) приняла Международную систему единиц ФВ -- систему СИ.

Сегодня метрическая система узаконена более чем в 124 странах мира.

3. Основные понятия и термины метрологии

Основные термины метрологии установлены государственными стандартами.

1.Основное понятие метрологии -- измерение. Согласно ГОСТ 16263-70, измерение -- это нахождение значения физической величины (ФВ) опытным путем с помощью специальных технических средств.

Результат измерения - это получение в процессе измерения значения величины.

С помощью измерений получают информацию о состоянии производственных, экономических и социальных процессов. Например, измерения являются основным источником информации о соответствии продукции и услуг требованиям нормативной документации при проведении сертификации.

2. Средство измерения (СИ) - специальное техническое средство, хранящее единицу величины, для сопоставления измеряемой величины с ее единицей.

3. Мера - это средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера: гири, концевые меры длины.

Для оценки качества измерений используют следующие свойства измерений: правильность, сходимость, воспроизводимость и точность.

·Правильность - свойство измерений, когда их результаты не искажены систематическими погрешностями.

·Сходимость - свойство измерений, отражающее близость друг другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях, одним и тем же СИ, одним и тем же оператором.

Воспроизводимость - свойство измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений одной и той же величины, выполняемых в различных условиях - в различное время, в разных местах, разными методами и средствами измерений.

*метод A и V, омметр, но

Точность - свойство измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Это главное свойство измерений, т.к. наиболее широко используется в практике намерений.

Точность измерений СИ определяется их погрешностью. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям.

4.Погрешность () - это разность между показаниями СИ (результатом измерений) (х) и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины (Д). = x-Д

5. (? Какова задача метрологии). Для обобщения всех приведенных терминов используют понятие единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.

Мероприятия по реальному обеспечению единства измерений в большинстве стран мира установлены законами и входят в функции законодательной метрологии.

4. Закон “Об обеспечении единства измерений”

В 1993 г. принят Закон РФ "Об обеспечении единства измерений".

Раньше правовые нормы устанавливались постановлениями Правительства. По сравнению с положениями этих постановлений Закон установил следующие нововведения:

·в терминологии - заменены устаревшие понятия и термины;

·в лицензировании метрологической деятельности в стране - право выдачи лицензии предоставлено исключительно органам Государственной метрологической службы;

·введена единая поверка средств измерений;

·установлено четкое разделение функций государственного метрологического контроля и государственного метрологического надзора.

Нововведением является также расширение сферы распространения государственного метрологического надзора на банковские, почтовые, налоговые, таможенные операции, а также на обязательную сертификацию продукции и услуг;

·пересмотрены правила калибровки;

·введена добровольная сертификация средств измерений и др.

Предпосылки принятия закона: переход страны к рыночной экономике в результате - реорганизация государственных метрологических служб это привело к нарушению централизованной системы управления метрологической деятельностью и ведомственных служб появились проблемы при проведении государственного метрологического надзора и контроля в связи с появлением различных форм собственности к этому добавились и другие проблемы, связанные с необходимостью для России интеграции в мировую экономику.

Таким образом, проблема пересмотра правовых, организационных, экономических основ метрологии стала весьма актуальной.

Цели Закона состоят в следующем:

·защита граждан и экономики Российской Федерации от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

·содействие прогрессу на основе применения государственных эталонов единиц величин и использования результатов измерений гарантированной точности;

·создание благоприятных условий для развития международных связей;

·регулирование отношений государственных органов управления Российской Федерации с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств
измерений.

Следовательно, основные сферы приложения Закона -- торговля, здравоохранение, защита окружающей среды, внешнеэкономическая деятельность.

Задача обеспечения единства измерений возлагается на Государственную метрологическую службу. Закон определяет межотраслевой и подведомственный характер ее деятельности.

Межотраслевой характер деятельности означает правовое положение Государственной метрологической службы, аналогичное другим контрольно-надзорным органам государственного управления (Госатомнадзор, Госэнергонадзор и др.).

Подведомственный характер ее деятельности означает подчиненность по вертикали одному ведомству -- Госстандарту России, в рамках которого она существует обособленно и автономно.

Во исполнение принятого Закона Правительство РФ в 1994 г. утвердило рад документов:

·"Положение о государственных научно-метрологических центрах",

·"Порядок утверждения положений о метрологических службах федеральных органов исполнительной власти и юридических лиц",

·"Порядок аккредитации метрологических служб юридических лиц на право поверки средств измерений",

Эти документы вместе с указанным Законом являются основными правовыми актами по метрологии в России.

Размещено на Allbest.ru

...