1. Предмет и задачи метрологии
1.1. Предмет метрологии
Определение метрологии дано в Рекомендации РМГ 29-99 «ГСИ. Метрология. Основные термины и определения»: метрология – наука об измерениях, методах, средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Греческое слово «метрология» образованно от слов «метрон» - мера и «логос».
Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью. Средства метрологии – это совокупность средств измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих их рациональное использование.
Метрология делится на три раздела, основным из которых является «Теоретическая метрология», занимающаяся изучением фундаментальных вопросов теории измерений. Структура данного раздела показана на рис. 1.1. Второй раздел - «Прикладная (практическая) метрология» - посвящен изучению вопросов практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии. В ее ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения (см. гл. 14). В заключительном разделе «Законодательная метрология» рассматривается установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц ФВ, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимой точности измерений в интересах общества. Отдельные аспекты законодательной метрологии рассмотрены в параграфе 1.2.
Академик Б.М. Кедров предложил [19] так называемый «треугольник наук» как основу их классификации с вершинами: естественные, социальные и философские. По этой классификации метрология попадает на сторону «естественные — социальные науки». Это связано с тем, что социальная значимость результатов, получаемых метрологией, очень велика. Правомерно помещение метрологии и на стороне «естественные — философские науки». Это обусловлено ее значением.
Основное понятие метрологии — измерение. Согласно РМГ 29-99 измерение ФВ — это совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу ФВ, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины. Значимость измерений выражается в трех аспектах: философском, научном и техническом.
Теоретическая метрология
Основные понятия
и термины
Основные
представления метрологии средств
измерений
Постулаты
Учение о физических
величинах
Методология
измерений
Теория единиц
физических величин
Теория единства
(теория воспроизведения единиц физических
величин и передачи их размеров
Теория исходных
средств измерений (эталонов)
Теория передачи
размеров единиц физических величин
Средства измерений
Теория построения
средств измерений
Методы измерений
Теория погрешностей
средств измерений
Теория погрешностей
измерений
Принципы и методы
нормирования и определения метрологических
характеристик средств измерений
Теория точности
средств измерений
Теория метрологической
надежности средств измерений
Теория точности
измерений
Теория методов
измерений
Методы обработки
результатов измерений
Теория измерительных
процедур
Теория планирования
измерений
Анализ предельных
возможностей измерений
Рис.1.1.Структура теоретической метрологии
Философский аспект состоит в том, что измерения являются важнейшим универсальным методом познания физических явлений и процессов. В этом смысле метрология занимает особое место среди наук. Возможность измерения обуславливается предварительным изучением заданного свойства объекта измерений, построением абстрактных моделей как самого свойства, так и его носителя — объекта измерения в целом. Поэтому место измерения в познании определяется среди не первичных (теоретических или эмпирических) методов познания, а вторичных (квантитативных). С помощью вторичных познавательных процедур решаются задачи фиксации результатов познания. Измерение в этом смысле представляет собой кодирование сведений, получаемых различными методами познания, т.е. заключительную стадию процесса познания, связанную с регистрацией получаемой информации.
Научный аспект измерений состоит в том, что посредством измерений в науке осуществляется связь теории и практики. Без измерений невозможна проверка научных гипотез и соответственно развитие науки.
Измерения обеспечивают получение количественной информации об объекте управления или контроля, без которой нельзя точно воспроизвести все заданные условия технического процесса, обеспечить высокое качество изделий и эффективного управления объектом. Все это составляет технический аспект измерений.