Метрология как деятельность5.1. Основные понятия в области метрологии Метрология – область знаний и вид деятельности, связанные с измерениями. Это наука об измерениях, методах, средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Наука и промышленность не могут существовать без измерений. Каждую секунду в мире производят многие миллиарды измерительных операций, результаты которых используются для обеспечения надлежащего качества и технического уровня выпускаемой продукции, обеспечения безопасной и безаварийной работы транспорта, для медицинских и экологических диагнозов и других важных целей. Практически нет ни одной сферы деятельности человека, где бы интенсивно не использовались результаты измерений, испытаний и контроля. Для их получения задействованы многие миллионы человек и большие финансовые средства. Примерно 15% общественного труда затрачивается на проведение измерений. По оценкам экспертов от 3 до 6% валового национального продукта (ВНП) передовых индустриальных стран тратится на измерения и связанные с ними операции. Диапазон измеряемых величин и их количество постоянно растут. Так, например, длина измеряется от 10-10 до 1о17м, температура – от 0.5 до 10о, электрическое сопротивление – от 10-6 до 1017 Ом, сила электрического тока – от 10-16 до 104 А, мощность – от 10-15 до 109 Вт. С ростом диапазона измеряемых величин возрастает и сложность измерений. Они, по сути дела, перестают быть одноактным действием и превращаются в сложную процедуру подготовки и проведения измерительного эксперимента, обработки и интерпретации полученной информации. Поэтому следует говорить об измерительных технологиях, понимаемых как последовательность действий, направленных на получение измерительной информации требуемого качества. Другой причиной важности измерений является их значимость. Основа любой формы управления, анализа, прогнозирования, планирования, контроля или регулирования – достоверная исходная информация, которая может быть получена путём измерения требуемых физических величин(ФВ), параметров и показателей. И естественно, что только высокая и гарантированная точность результатов измерений обеспечивает правильность принимаемых решений. Современные наука и техника позволяют выполнять многочисленные и точные измерения, однако затраты на них становятся соизмеримыми с затратами на исполнение операции. Важной задачей метрологии является создание эталонов ФВ, привязанных к физическим константам и имеющих диапазоны, необходимые для современной науки и техники. Стоимость поддержания мировой системы эталонов весьма велика. Сумма расходов индустриальных стран на функционирование эталонов и служб передачи размеров единиц следующая: США и Япония тратят на эти цели около 0.004% ВНП, или 240 млн долларов; крупные европейские страны – 0.006% ВНП; в некоторых быстроразвивающихся странах Азии эти затраты достигают 0.01% ВНП. Объектами метрологии являются единицы величин, средства измерений, эталоны, методики выполнения измерений. Традиционным объектом метрологии являются физические величины. Измерение – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с её единицей в явном или неявном виде и получение значения этой величины. Например, прикладывая линейку с делениями к какой-либо детали, сравнивают её с единицей, хранимой линейкой, и произведя отсчёт, получают значение величины (длины, высоты и других параметров детали). В приведённом определении термина показана техническая сторона (совокупность операций), учтена метрологическая суть измерения (сравнение с единицей) и раскрыт познавательный аспект (получение значения величины или информации о нём). В метрологии по существу измерение является процессом нахождения физической величины опытным путём с помощью средств измерительной техники. Погрешность измерения - разность между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины. Средство измерения - техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и / или хранящие единицу величины, размер которой принимается неизменным в пределах установленной погрешности в течение известного интервала времени. Эталон единицы величины – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины, кратных или дольных её значений с целью передачи её размера другим средством измерения данной величины. Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин, а погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью. Первым условием обеспечения единства измерений является представление результатов измерений в узаконенных единицах, которые были бы одними и теми же повсюду, где проводятся измерения и используются их результаты. В России, как и в большинстве других стран, узаконенными единицами являются единицы величин Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам, рекомендованные Международной организацией законодательной метрологии. Второе условие единства измерений – погрешность измерений не должна превышать установленных пределов. Погрешности измерений указываются в техническом документе – паспорте ТУ и пр. Главным нормативным актом по обеспечению единства измерений является Закон РФ. Он направлен на защиту прав и законных интересов граждан, экономики страны от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений. В стандартах на методы контроля (испытаний, измерений, анализа) должно быть соблюдено главное условие обеспечения единства измерений – указаны погрешности измерений для заданной вероятности. Например, в стандарте на методы определения плотности молока и молочных продуктов указывается погрешность определения плотности молока (ареометрическим методом) не более 0.5 кг на кубический метр при вероятности 0.99. Метрологическая служба – совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений. Метрологическая служба – это сеть организаций или отдельных подразделений, на которые возложена ответственность за обеспечение единства измерений. Различают понятия «государственная метрологическая служба», «метрологические службы государственных органов управления РФ» и «метрологические службы юридических лиц». Поверка средств измерений - совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям.
Контрольные вопросы 1. Дайте определение понятия «метрология». 2. Каковы объекты метрологии? 3. Дайте определение понятия «измерение». 4. Что такое эталон единицы величины? 5. Назовите первое условие обеспечения единства измерений. 6. Назовите главное условие обеспечения единства измерений. 7. Что такое метрологическая служба, на какие виды она подразделяется? 8. Что такое поверка средств измерений?
|
