Метрология, ее историческое развитие, предмет, термины и определения, цели и задачи

Метрология

Измерения - один из самых древних видов человеческой деятельности. Их происхождение относится к истокам возникновения материальной культуры, когда человек учился изготавливать орудия труда, пользоваться ими и воздействовать в нужных ему целях на окружающую среду. Первыми измерениями, очевидно, были измерения времени (или его определение), необходимые для правильного распределения рабочего времени в течение дня, и измерения площадей и расстояний, связанных с участками обрабатываемой земли, пастбищами, местами охоты. С появлением и развитием товарообмена становились необходимыми измерения количества произведенных товаров – их объема, массы и т д.

В настоящее время измерения пронизывают все стороны жизни и деятельности человека – его быт и производственную деятельность. Современный мир – мир, основанный на информации, заметную часть которой, а особенно в таких областях, как материальное производство, наука, транспорт, торговля и др., представляет собой измерительная информация, получаемая на основе применения специальных устройств, называемых средствами измерений. Потребность в информации потребовала создания огромного количества средств измерений, применяемых в самых различных условиях. Только в России используются порядка 1,5 млрд. средств измерений. Поэтому во многом нашу действительность определяют состояние и качество развернутой системы измерений и получаемой с ее помощью информации. Причем к качеству измерений, их быстроте, форме представления результатов предъявляются все более высокие требования.

В современном производстве измерения играют все более и более заметную роль, оно освобождается от участия человека, а технологические процессы управляются на основе измерительной информации. Например, при изготовлении авиационных двигателей выполняют более ста тысяч различных операций, почти половина из которых – контрольные. В целом, по различным оценкам в нашей стране производится от 50 до 200 млрд. измерений ежедневно, они являются основой профессиональной деятельности более 4 млн. человек, а доля затрат на их проведение достигает в некоторых отраслях 50-80 %. Затраты на измерения в России в 2004 г. составили 3,8 % от валового внутреннего продукта (ВВП) и это по современном меркам недостаточно, так как в развитых странах доля затрат на измерения достигает 9-12 % ВВП.

Расширение сферы применения измерений требует создания все новых и новых средств измерения, базирующихся на использовании открытий и достижений науки, а применение средств измерений в последующих физических, химических и других исследованиях приводит, в свою очередь, к новым научным успехам. Взаимопроникновение науки и измерительной техники является основой научно-технического прогресса. Именно этим объясняется то бурное развитие работ в области измерительной техники, которое наблюдается во всем мире.

Таким образом, измерения в современном мире стали социально значимой сферой деятельности, во многом, определяют уровень развития производительных сил и научно-технический прогресс. Если рассмотреть основные, магистральные направления применения средств измерений, то можно выделить сферу учета количественных показателей, сферу контроля технологических параметров, сферу определения показателей свойств и качества продукции и сферу измерения характеристик и показателей новых веществ, материалов и изделий или характеристик и показателей, определяемых на новом точностном уровне.

Рассмотрим подробнее основные понятия и определения в области метрологии.

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

Предметом метрологии является извлечение количественной информации с помощью средств измерений о свойствах объектов и процессов, т.е. измерение свойств объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью.

Основные понятия, которыми оперирует метрология, следующие: физическая величина, единица физической величины, передача размера физической величины, средства измерений физической величины, эталон, образцовое средство измерений, рабочее средство измерений, измерение физической величины, метод измерений, результат измерений, погрешность измерений, метрологическая служба, метрологическое обеспечение и др.

В практике часто применяют такие производные понятия, как теоретическая метрология, прикладная (или практическая) метрология и законодательная метрология. Эти понятия обычно трактуются специалистами так: теоретическая метрология – раздел метрологии, занимающийся вопросами фундаментальных исследований, созданием системы единиц измерений, физических постоянных, разработкой и теоретическим обоснованием новых методов измерений; практическая метрология – раздел метрологии, посвященный изучению вопросов практического применения в различных сферах деятельности результатов теоретических исследований в рамках общей метрологии и положений законодательной метрологии. Законодательная метрология – раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений.

Важнейшее задачей метрологии является обеспечение единства измерений, которая решается при соблюдении двух условий: выражение результатов измерений в узаконенных единицах и установлении допускаемых погрешностей результатов измерений и границ, за которые они не должны выходить при заданной вероятности. Значения допускаемых погрешностей измерений указываются в паспорте, технических условиях (ТУ) и иной нормативной документации, придаваемой средству измерения.

В России, как и в большинстве стран мира, узаконенными единицами являются единицы величин Международной системы единиц (СИ), принятой XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г.

В системе СИ в качестве основных приняты семь единиц:

единица длины – метр (м);

единица массы – килограмм (кг);

единица времени – секунда (с);

единица силы электрического тока – ампер (А);

единица термодинамической температуры – кельвин (К);

единица силы света – кандела (кд);

единица количества вещества – моль (моль).

Физическая величина – свойство какого-либо объекта, процесса, отличающее его в количественном отношении от других, схожих с ним по качеству, физических объектов.

Измерение – совокупность операций по нахождению значения физической величины с помощью специальных технических средств с учетом экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величиной, значение которой принято за единицу.

Единица физической величины – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице.

Система единиц физических величин – совокупность основных единиц, служащих базой для установления связей с другими, производными, физическими единицами.

Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

Погрешность измерений – отклонение полученного результата измерений от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Средства измерений – технические средства с нормированной погрешностью, используемые при измерениях единицы величины; по техническому назначению подразделяются на меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, вспомогательные средства измерений, измерительные установки и измерительные системы.

Эталон единицы величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины.

Метрологическая служба – совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений, иначе говоря, организация, отдельное предприятие или отдельное структурное подразделение, на которое возложена ответственность за обеспечение единства измерений.

Поверка средства измерений – совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям.

Дата добавления: 2015-04-30