Метрология выполняет важные функции измерений

Основные понятия и определения метрологии

Метрология и технические измерения

2.1 Основные понятия и определения метрологии

2.2 Международная система единиц физических величин

2.3 Области, виды, шкалы и методы измерений

2.4 Средства измерения, их классификация, метрологические характеристики измерительных средств.

2.5 Погрешности измерений и средств измерений, классы точности средств измерений и методы обработки результатов прямых многократных измерений.

2.6 Метрологическое обеспечение производства

2.7 Международные метрологические организации

Метрология (от греческого «metron» — мера, «logos» — учение, понятие) — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности.

Основные понятия и определения метрологии приведены в нормативных документах:

§ ГОСТ 16263−70 «ГСИ. Метрология. Термины и определения»;

§ РМГ 29−99 «Рекомендации по межгосударственной стандартизации. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения»;

§ МИ 2247−98 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения».

в народном хозяйстве:

§ измерения, проводимые для контроля и регулирования технологических процессов в машиностроительном производстве и других отраслях;

§ учет продукции народного хозяйства, измеряемый по массе, объему, длине, расходу, мощности, энергии и т. д.

§ измерения физических величин, технических параметров, состава и свойств веществ, проводимые при производстве продукции, при научных исследованиях, испытаниях и контроле продукции в различных отраслях народного хозяйства.

В России действует Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ).

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) — это система обеспечения единства измерений в стране, реализуемая, управляемая и контролируемая федеральным органом исполнительной власти по метрологии — Ростехрегулирование (ранее Госстандарт России).

Деятельность по обеспечению единства измерений (ОЕН) направлена на охрану прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики путем защиты от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений во всех сферах жизни общества на основе:

§ Конституции РФ;

§ Закона РФ «Об обеспечении единства измерений»;

§ ГОСТ Р 8.000−2000 «Государственная система обеспечения единства измерений. Основные положения».

Обеспечение единства измерений в стране осуществляется на:

§ государственном уровне;

§ уровне федеральных органов исполнительной власти;

§ уровне юридических лиц.

Цель ГСИ — создание государственных, правовых, нормативных, организационных, технических и экономических условий для решений задач по обеспечению единства измерений и представление всем субъектам деятельности возможности оценивать правильность выполняемых измерений.

Основные задачи ГСИ:

§ разработка оптимальных принципов управления деятельности по ОЕИ;

§ установление системы единиц величин и шкал измерений, допускаемых к применению;

§ установление основных понятий метрологии, унификация их терминов и определений;

§ установление экономически рациональной системы государственных эталонов;

§ установление общих метрологических требований к эталонам СИ, методикам выполнения измерений, методикам поверки (калибровки) СИ;

§ осуществление государственного метрологического контроля: поверка СИ; испытания с целью утверждения типа СИ; лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению и ремонту СИ;

§ аттестация методик выполнения измерений;

§ информационное обеспечение по вопросам ОЕ; подготовка кадров метрологов;

§ участие в работе международных организаций и в подготовке к вступлению России в ВТО и др.

Метрология состоит из трех самостоятельных и взаимодополняющих разделов — теоретического, прикладного и законодательного.

Теоретическая метрология занимается общими фундаментальными вопросами теории измерений, разработкой новых методов измерений, созданием систем единиц измерений и физических постоянных.

Законодательная метрология устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физических величин, эталонов, методов, и СИ, направленные на обеспечение единства и точности измерений в интересах общества. Определяющее место отводится Закону РФ «Об обеспечении единства измерений»

Прикладная метрология изучает вопросы практического применения результатов разработок теоретической и законодательной метрологии в различных сферах деятельности.

Средства метрологии — это совокупность средств измерений (СИ) и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное образование.

Основное понятие метрологии — измерение.

Измерение — это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Одной из важнейших задач метрологии как науки в области практической деятельности является обеспечение единства измерений.

Единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности известны с заданной вероятностью.

Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время, с использованием различных методов и средств измерений.

Единство измерений обеспечивается их свойствами:

§ сходимостью результатов измерений;

§ воспроизводимостью результатов измерений;

§ правильностью результатов измерений.

Сходимость — это близость результатов измерений, полученных одним и тем же методом, идентичными средствами измерений и близость к нулю случайной погрешности измерений.

Воспроизводимость результатов измерений характеризуется близостью результатов измерений, полученных в разных местах, различными средствами измерений одной и той же точности различными методами, разными операторами в разное время, но при одних и тех же условиях измерений (температура, влажность и др.).

Правильность результатов измерений определяется правильностью как самих методик измерений, так и правильностью их использования в процессе измерений, а также близостью к нулю систематической погрешности измерений.

Метод измерений — прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

Принцип измерений — физическое явление (физический закон или эффект), положенное в основу измерений.

Последовательность операций и переходов выполнения измерений, правила и приёмы, позволяющие получить результат с требуемой точностью, излагаются в документе, который называется методикой выполнения измерений (МВИ).

МВИ должна содержать метрологические характеристики и быть аттестована соответствующими метрологическими службами федерального, регионального уровня или предприятий.

Точность измерений характеризует качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины т.е. близость к нулю погрешности измерений.

В России введены в действие государственные стандарты ГОСТ Р ИСО 5725-2002 части 1−6 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений», которые излагают шесть частей основополагающего Международного стандарта ИСО 5725.

Правильность характеризует степень близости среднего арифметического значения большого числа результатов измерений к истинному (действительному) или принятому опорному значению.

Прецизионность — степень близости друг к другу независимых результатов измерений, полученных в конкретных регламентированных условиях. Мера прецизионности обычно вычисляется как стандартное отклонение результатов измерений.

Внедрение стандартов ГОСТ Р ИСО 5725 направленно на более эффективную реализацию требований Российской государственной системы стандартизации при разработке стандартов на методы для контроля продукции различных отраслей промышленности.

Эти стандарты используются в практической деятельности при разработке, аттестации и применении методик выполнения измерений, стандартизации методик контроля (испытаний, измерений, анализа), испытаниях продукции, в том числе для целей подтверждения соответствия, оценки компетентности испытательных лабораторий согласно требованиям ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2000.

Процесс решения любой задачи измерения включает в себя, как правило, три этапа:

§ подготовку к измерению;

§ проведение измерения (эксперимент);

§ обработку результатов измерений.

В процессе проведения самого измерения объект измерения и средство измерения приводятся во взаимодействие.

Средство измерения — техническое устройство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Результат измерения — значение физической величины, найденное путем её измерения.

Мерой точности измерения является погрешность измерения.

Погрешность измерения — отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Под истинным значением физической величины понимается значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующие свойства измеряемого объекта.

Основные постулаты метрологии можно сформулировать так:

§ истинное значение определенной величины существует и оно постоянно;

§ истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно.

Отсюда следует, что результат измерения математически связан с измеряемой величиной вероятностной зависимостью.

Первая часть постулатов метрологии является отражением материалистической концепции в естествознании, а вторая — обнаруживает противоречия, на разрешении которых основывается прогресс в области измерения.

Поскольку истинное значение есть идеальное значение, то в качестве наиболее близкого к нему используют действительное значение.

Действительное значение физической величины — это значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что может быть использовано вместо него.

На практике в качестве действительного значения принимается среднее арифметическое значение измеряемой величины.

Дата добавления: 2014-01-07