0. 1.2 Метрология, ее разделы и функции

Наука начинается с тех пор,

как начинают измерять.

Д.И. Менделеев

Метрология проникает во все науки и дисциплины, имеющими дело с измерениями и является для них единой наукой. Как прикладная наука метрология является разделом технической физики, являющаяся научной основой измерительной техники. Основные понятия, которыми оперирует метрология: физическая величина, единица физической величины, передача размера физической величины, средства измерений физической величины, эталон, мера, образцовое средство измерений, рабочее средство измерений, рабочее средство измерений, измерение физической величины, метод измерений, результат измерений, погрешность измерений и др.

Особенный вклад в развитие метрологии внес Д.И.Менделеев. Он занимался совершенствованием методов и средств измерений. Его работы по измерению массы и температуры актуальны и сегодня.

Предмет, методы и средства метрологии можно сформулировать так.

Предметом метрологии является получение количественной и качественной информации о качестве физических объектов и процессов, установка и применение научных и организационных основ, правил и норм, необходимых для достижения единства измерений и необходимой точности измерений.

Методы метрологии- совокупность физических и математических методов, которые используются для получения измерительной информации с заданной точностью и достоверностью (методов измерительных преобразований, методов измерений и обработки результатов наблюдений, планирование эксперимента.)

Средства метрологии- это совокупность средств измерительной техники и устройств контроля, которые совершенствуются и развиваются на основе объективных законов.

Для обеспечения высокого уровня измерений недостаточно иметь теоретическую базу и средства измерительной техники, необходимо также правильно пользоваться ними. «Если вы будете измерять прибором кое-как, то он вам кое-что и покажет!  » Поэтому метрология выступает в двух аспектах- научно-техническом и законодательном.

А именно:

Метрологию принято разделять на три области:

• Теоретическую метрологию;

• Прикладную или практическую метрологию;

• Законодательную метрологию.

Теоретическая метрология занимается разработкой общей теории измерений, обоснованием единиц измерения физических величин и методами оценки точности измеряемых величин. Предметом теоретической метрологии являются:

1. Разработка основных понятий метрологии.

2. Классификация видов и методов измерений.

3. Определение числа и характеристик фундаментальных единиц измерения физических величин.

4. Исследование методов обработки и оценки точности результатов измерений.

Прикладная метрология занимается разработкой, производством и оценкой метрологических характеристик средств измерений. Предметами прикладной метрологии являются:

1. Разработка, исследование и нормирование измерительных преобразователей.

2. Разработка и исследование аналоговых измерительных устройств.

3. Разработка и исследование цифровых измерительных устройств.

4. Разработка и исследование систем сбора и обработки данных (измерительных информационных систем).

5. Разработка и исследование эталонов, образцовых и рабочих мер.

6. Разработка методов поверки средств измерений.

Законодательная метрология занимается разработкой и реализацией правил использования средств измерений. Основными предметами законодательной метрологии являются:

1. Обоснование основных принципов и методов стандартизации продуктов практической деятельности человека.

2. Разработка категорий и видов стандартов.

3. Методы организации работ по стандартизации и контролю за его соблюдением.

4. Разработка методов построения систем сертификации продукции.

Важным звеном в системе обеспечения единства измерений является законодательная часть метрологии.

Многие крупные метрологи современности ставят эту часть над всеми остальными, перечисленными выше, частями. В самом деле, изготавливать измерительную технику может промышленность, изготавливать меры может торговля, собирать стандартные справочные данные могут научные предприятия, далекие от метрологии. Но законодательно регламентировать требования к измерительной технике и методикам выполнения измерений, к методам и средствам поверки может только специальная служба - метрологическая.

Исторически так сложилось, что развиваясь самостоятельно в отсутствие рыночных отношений, наше государство вынуждено было создать специфическую, очень развитую систему стандартизации. Качество не только измерений, но и производимых товаров нуждалось в жестком государственном контроле. К исполнению этой функции ближе всего стояли метрологи, поэтому стандартизацию измерительной техники в конце концов соединили с контролем качества продукции. К 1990 г. в СССР насчитывалось 15 институтов Госстандарта и около 200 центров стандартизации, в обязанности которых входило составление и внедрение законодательных актов - ГОСТов, - регламентирующих не только порядок обеспечения единства измерений, но и порядок контроля качества продукции.

С появлением стран социалистического лагеря служба стандартизации стала международной, появились стандарты стран экономической взаимопомощи (СЭВ). Эта система существовала несколько десятков лет параллельно со всемирной метрологической службой. Наличие международных документов двух уровней создавало дополнительную путаницу в научно-техническом законодательстве, т. к. иногда документы стран-участниц метрической конвенции, членом которой все годы оставалась СССР, противоречили документам СЭВ. Обилие стандартов внутри стран, составленных различными институтами Госстандарта, также привело к расхождению многих из них по одним и тем же вопросам.

Метрология очень тесно связана с стандартизацией. Это проявляется в том, что измерения с одной стороны пронизаны различными стандартами (на средства измерений (СИ), методики и т.д), а с другой стороны стандарты обеспечиваются методами и средствами контроля их исполнения.

Поэтому метрология и стандартизация на Украине объединены в единую державную службу – Государственный комитет Украины по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт Украины). Основными функциями которого являются:

• установление допущенных к использованию систем единиц и величин;

• организация работы служб стандартных справочных данных (ГССД), стандартных образцов (СО), ведение реестров средств измерений, мер, реестров стандартных образцов;

• организация поверки средств измерений;

• организация испытаний импортных средств измерений на соответствие стандартам Украины;

• организация испытаний новых средств измерений, выпускаемых промышленностью Украины;

• организация разработки методик измерений, методик поверки средств измерений;

• проведение своевременного контроля или экспертизы конструкторской и технологической документации.

В Украине действуют Госстандарты , международные стандарты (принятые в странах , подписавших соглашение о взаимосогласной политике в области стандартизации. В Луганске (на кв. Гаевом) Центр по стандартизации, метрологии и сертификации. Через эту службу проходят все новые производимые СИ, продукты питания, товары народного потребления и т.д., где определяется соответствие их стандартам качества, а также эта служба проводит поверку всего оборудования в городе (можно счетчик поверить или любой дугой прибор или продукт питание на соответствие).

Украина становится активным членом множества международных организаций по стандартизации и метрологии, что дает нам возможность поставлять разнообразную продукцию, имеющую те же стандарты, что и в тех странах, которые тоже являются членами тех же организаций.

О стандартизации продукции и контроле качества более подробно изучается в курсе «Основы стандартизации и контроля качества продукции»

Современная информационно-измерительная техника дает возможность измерять огромное множество величин: электрических, магнитных, механических, тепловых, световых, акустических и т.д.

Прогресс в электротехнике и огромные успехи в электронике привели к тому, что в настоящее время фактически все измерения производятся «в электрической области».

Большое разнообразие электроизмерительных приборов (некоторые рассмотрим позже) достигнуто в энергетике. Без использования электроизмерительных приборов невозможна работа современных электростанций, где нормальная работа каждого энергоблока может поддерживаться персоналом только на основе анализа информации, которая поступает от десятков приборов, которые контролируют параметры энергоблоков, а также помогают определить повреждения любого энерго- и электрооборудования (даже визуально недоступные). Создание новой электробытовой техники вообще немыслимо без совершенствования измерений, то же касается и электрических машин.

Основные понятия, которыми оперирует метрология: физическая величина, единица физической величины, передача размера физической величины, средства измерений физической величины, эталон, мера, образцовое средство измерений, рабочее средство измерений, рабочее средство измерений, измерение физической величины, метод измерений, результат измерений, погрешность измерений и др. Все это мы рассмотрим в течение курса в различных разделах.