Определение метрологии как науки. Теоретическая, прикладная и законодательная метрология

 

Каждый показатель размерности  может быть положительным или  отрицательным, целым или дробным, нулем. Если все показатели размерности  равны нулю, то величина называется безразмерной. Она может быть относительной, определяемой как отношение одноименных  величин (например, относительная диэлектрическая  проницаемость), и логарифмической, определяемой как логарифм относительной  величины (например, логарифм отношения  мощностей или напряжений).

 

Количественной характеристикой  измеряемой величины служит ее размер. Получение информации о размере  физической или нефизической величины является содержанием любого измерения.

 

Простейший способ получения  информации, который позволяет составить  некоторое представление о размере  измеряемой величины, заключается в  сравнении его с другим по принципу «что больше (меньше)?» или «что лучше (хуже)?» При этом число сравниваемых между собой размеров может быть достаточно большим. Расположенные в порядке возрастания или убывания размеры измеряемых величин образуют шкалы порядка. Операция расстановки размеров в порядке их возрастания или убывания с целью получения измерительной информации по шкале порядка называется ранжированием. Для обеспечения измерений по шкале порядка некоторые точки на ней можно зафиксировать в качестве опорных (реперных). Точкам шкалы могут быть присвоены цифры, часто называемые баллами. Знания, например, оценивают по четырехбалльной реперной шкале, имеющей следующий вид: неудовлетворительно, удовлетворительно, хорошо, отлично. По реперным шкалам измеряются твердость минералов, чувствительность пленок и другие величины (интенсивность землетрясений измеряется по двенадцатибалльной шкале, называемой международной сейсмической шкалой).

 

Недостатком реперных шкал является неопределенность интервалов между реперными точками. Например, по шкале твердости, в которой одна крайняя точка соответствует наиболее твердому минералу — алмазу, а другая наиболее мягкому — тальку, нельзя сделать заключение о соотношении эталонных материалов по твердости.

 

Наиболее совершенной  является шкала отношений. Примером ее может служить температурная  шкала Кельвина. В ней за начало отсчета принят абсолютный нуль температуры, при котором прекращается тепловое движение молекул; более низкой температуры  быть не может. Второй реперной точкой служит температура таяния льда. По шкале Цельсия интервал между этими реперами равен 273,16°С. По шкале отношений можно определить не только, на сколько один размер больше или меньше другого, но и во сколько раз он больше или меньше.

 

В зависимости от того, на какие интервалы разбита шкала, один и тот же размер представляется по-разному. Например, длина перемещения  некоторого тела на 1 м может быть представлена как L = 1 м = 100 см = 1000 мм. Отмеченные три варианта являются значениями измеряемой величины — оценками размера величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Входящее в него отвлеченное число называется числовым значением. В приведенном примере  это 1, 100, 1000.

 

 

 

 

 

Объекты и субъекты метрологии

 

Объектом метрологии являются физические величины. Под понятием «физическая величина» в метрологии, как и в физике, понимается свойство физических объектов (систем), общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта, т. е. свойство, которое может быть для одного объекта в то или иное число раз больше или меньше, чем для другого (например, длина, масса, плотность, температура, сила, скорость). Количественное содержание свойства, соответствующего понятию «физическая величина», в данном объекте – размер физической величины.

 

Совокупность величин, связанных  между собой зависимостями, образует систему физических величин. Объективно существующие зависимости между  физическими величинами представляют рядом независимых уравнений. Число  уравнений m всегда меньше числа величин n. Поэтому m величин данной системы определяют через другие величины, а n – m величин – независимо от других. Последние величины принято называть основными физическими величинами, а остальные – производными физическими величинами.

 

Наличие ряда систем единиц физических величин, а также значительного  числа внесистемных единиц, неудобства, связанные с пересчетом при переходе от одной системы единиц к другой, требовало унификации единиц измерений. Рост научно-технических и экономических  связей между разными странами обусловливал необходимость такой унификации в международном масштабе.

 

Требовалась единая система  единиц физических величин, практически  удобная и охватывающая различные  области измерений. При этом она  должна была сохранить принцип когерентности (равенство единице коэффициента пропорциональности в уравнениях связи  между физическими величинами).

 

В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование  СИ. В нем перечислены единицы  измерения, приведены их русские  и международные названия и установлены  правила их применения. По этим правилам в международных документах и  на шкалах приборов допускается использовать только международные обозначения. Во внутренних документах и публикациях  можно использовать либо международные либо русские обозначения (но не те и другие одновременно).

 

Производные единицы Международной  системы единиц образуются с помощью  простейших уравнений между величинами, в которых числовые коэффициенты равны единице. Так, для линейной скорости в качестве определяющего  уравнения можно воспользоваться  выражением для скорости равномерного движения v = l/ t.

 

При длине пройденного  пути (в метрах) и времени t, за которое пройден этот путь (в секундах), скорость выражается в метрах в секунду (м/с). Поэтому единица скорости СИ – метр в секунду – это скорость прямолинейно и равномерно движущейся точки, при которой она за время t с перемещается на расстояние 1 м.

 

Субъекты метрологии:

государственная метрологическая  служба;

метрологические службы федеральных  органов исполнительной власти и  юридических лиц;

метрологические организации.

показать содержание

 

 

 

 

 

 

 

Государственная система  обеспечения единства измерений

 

Решение важнейших научно-технических  задач, в том числе проблемы обеспечения  качества продукции, в значительной степени зависит от достижения единства и достоверности измерений.

 

Единство измерений - состояние  измерительного процесса, при котором  результаты всех измерений выражаются в одних и тех же узаконенных  единицах измерения и оценка их точности обеспечивается с гарантированной  доверительной вероятностью. В применявшихся  до недавнего времени сравнительно простых методах измерений погрешность  результатов измерений почти  полностью определялась погрешностями  средств измерений. Поэтому для  достижения единства измерений было достаточно обеспечить единообразие средств  измерений, т.е. такое состояние средств  измерений, когда они проградуированы  в узаконенных единицах измерений, а их метрологические свойства соответствуют  нормам.

 

Государственная система обеспечения  единства измерений - это система  обеспечения единства измерений  в стране, реализуемая, управляемая  и контролируемая федеральным органом  исполнительной власти по метрологии - Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулирование).

 

Деятельность по ОЕИ направлена на охрану прав и законных интересов  граждан и установленного правопорядка и экономики, а также на содействие экономическому и социальному развитию страны путем защиты от отрицательных  последствий недостоверных результатов  измерений во всех сферах жизни общества на основе конституционных норм, законов, постановлений Правительства Российской Федерации и нормативных документов.

 

Деятельность по ОЕИ осуществляется в соответствии с:

 

Конституцией Российской Федерации (ст.71);

 

Законом Российской Федерации  ”Об обеспечении единства измерений”;

 

постановлением Правительства  Российской Федерации от 12.02.94 № 100 ”Об  организации работ по стандартизации, обеспечению единства измерений, сертификации продукции и услуг”;

 

ГОСТ Р 8.000-2000 и другими нормативными документами ГСИ, принимаемыми и утверждаемыми ФАТРиМ России.

 

ОЕИ в стране осуществляется на:

 

государственном уровне;

 

уровне федеральных органов исполнительной власти;

 

уровне юридического лица.

 

Государственное управление деятельностью по ОЕИ осуществляет Государственный комитет Российской Федерации по стандартизации и метрологии (ФАТРиМ России) в соответствии с Положением о ФАТРиМ России, утвержденным Правительством Российской Федерации.

 

ОЕИ в пределах установленной  ответственности федерального органа исполнительной власти осуществляет его  метрологическая служба.

 

ОЕИ в пределах установленной  области деятельности юридического лица осуществляет метрологическая  служба предприятия (организации) или  иная служба, выполняющая ее функции.

 

Цель государственной  системы обеспечения единства измерений - создание общегосударственных правовых, нормативных, организационных, технических  и экономических условий для  решения задач по обеспечению  единства измерений и предоставление всем субъектам деятельности возможности  оценивать правильность выполняемых  измерений.

 

Основные задачи ГСИ:

 

-   разработка оптимальных  принципов управления деятельностью  по обеспечению единства измерений;

 

-   организация и  проведение фундаментальных научных  исследований с целью создания  более совершенных и точных  методов и средств воспроизведения  единиц и передачи их размеров;

 

-   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;

 

-   создание, утверждение,  применение и совершенствование  государственных эталонов;

 

-   установление систем (по видам измерений) передачи  размеров единиц величин от  государственных эталонов средствам  измерений, применяемым в стране;

 

-   создание и совершенствование  вторичных и рабочих эталонов, комплексных поверочных установок  и лабораторий;

 

-   установление общих  метрологических требований к  эталонам, средствам измерений, методикам  выполнения измерений, методикам  поверки (калибровки) средств измерений  и других требований, соблюдение которых является необходимым условием обеспечения единства измерений;

 

-   разработка и экспертиза  разделов метрологического обеспечения  федеральных и иных государственных  программ, в том числе программ  создания и развития производства  оборонной техники;

 

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

 

-   осуществление государственного  метрологического надзора: за  выпуском, состоянием и применением  средств измерений; эталонами  единиц величин; аттестованными  методиками выполнения измерений;  соблюдением метрологических правил  и норм; количеством товаров, отчуждаемых  при совершении торговых операций; количеством фасованных товаров  в упаковках любого вида при  их расфасовке и продаже;

 

-   разработка принципов  оптимизации материально-технической  и кадровой базы органов Государственной  метрологической службы;

 

-   аттестация методик  выполнения измерений;

 

-   калибровка и сертификация  средств измерений, не входящих  в сферы государственного метрологического  контроля и надзора;

 

-   аккредитация метрологических  служб и иных юридических и  физических лиц по различным  видам метрологической деятельности;

 

-   аккредитация поверочных, калибровочных, измерительных, испытательных  и аналитических лабораторий,  лабораторий неразрушающего и  радиационного контроля в составе  действующих в Российской федерации  систем аккредитации;

 

-   участие в работе  международных организаций, деятельность  которых связана с обеспечением  единства измерений, и в подготовке  к вступлению России в ВТО;

 

-   разработка совместно  с уполномоченными федеральными  органами исполнительной власти  порядка определения стоимости  (цены) метрологических работ и  регулирования тарифов на эти  работы;

 

-   организация подготовки  и подготовка кадров метрологов;

 

-   информационное обеспечение  по вопросам обеспечения единства  измерений;

 

-   совершенствование  и развитие ГСИ.

 

Существуют принципы обеспечения  единства измерений, к основным из которых относятся:

 

·  применение только узаконенных  единиц физических величин (ФВ);

 

·  воспроизведение ФВ с помощью государственных эталонов;

 

·  применение узаконенных  средств измерений, которые прошли государственные испытания и  которым переданы размеры единиц ФВ от государственных эталонов;

 

·  обязательный периодический  контроль через установленные промежутки времени характеристик применяемых  средств измерений;

 

·  гарантия обеспечения  необходимой точности измерений  при использовании поверенных средств  измерений и аттестованных методик  выполнения измерений;

 

·  использование результатов  измерений только при условии  оценки их погрешности с заданной вероятностью;

 

·  систематический контроль за соблюдением метрологических правил и норм, государственный надзор и ведомственный контроль за средствами измерений.

 

Для реализации этих принципов  созданы необходимые правовая, техническая  и организационная основы.

 

Правовая подсистема.

 

Правовая подсистема - комплекс взаимосвязанных законодательных  и подзаконных актов (в том  числе межотраслевых нормативных  документов ГСИ), объединенных общей  целевой направленностью и устанавливающих  согласованные требования к следующим  взаимосвязанным объектам деятельности по ОЕИ: