2. История возникновения и развития метрологии.

Измерения были основой взаимоотношений людей с древнейших времен. Сначала количественные измерения осуществлялись путем сравнения с мерами, в качестве которых выступали антропометрические меры (локоть, сажень, пядь, фут, ступня). Недостатком этих мер было отсутствие единства измерений. Так, в Египте существовал «царский локоть» - 0,55 м. и «народный локоть» - 0,37 м., а в Древнем Риме просто локоть – 0,44 м. Такие различия создавали предпосылки для фальсификации и обмана.

Одной из основных мер длины в России долгое время были сажень, аршин и верста. Применялись простая сажень, косая сажень, казенная сажень, однако при Петре I русские меры длины были увязаны с английскими. В 1841 году в соответствии с указом «О системе Российских мер и весов» было организовано Депо образцовых мер и весов – первое государственное поверочное учреждение. Основными задачами Депо являлись

-19-

хранение эталонов, составление таблиц русских и иностранных мер, изготовление образцовых мер и их рассылка по регионам России. Важным этапом в развитии русской метрологии явилось подписание Россией метрической конвенции в 1875 году. В этом же году была создана Международная организация мер и весов (МОМВ). В 1893 году в Петербурге на базе ДЕПО образцовых мер и весов была образована Главная палата мер и весов, которую до 1907 года возглавлял великий русский ученый Д.И. Менделеев. В годы советской власти, в 1918 году, был принят декрет « О введении международной метрической системы мер и весов». В 1930 году произошло объединение метрологии и стандартизации и появились первые метрологические институты. В 1954 году был образован Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР (Госстандарт СССР), а после распада СССР управление метрологической службой России осуществляет Государственный комитет РФ по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России). Органом управления метрологическим обеспечением народного хозяйства РФ является Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии – Ростехрегулирование.

В настоящее время метрология выполняет следующие важнейшие функции в народном хозяйстве страны:

- количественный учет потребительских и производственного назначения товаров, а также материальных результатов работ и услуг, измеряемых в определенных узаконенных единицах измерения;

- метрологическое обеспечение контроля и управления качеством продукции, технологических процессов в различных сферах народного хозяйства;

- измерение физических величин, проводимое при научных и экспертных исследованиях, испытаниях, а также для иных целей оценки и подтверждения соответствия.

Глава 8.

ОБЪЕКТЫ И СУБЪЕКТЫ МЕТРОЛОГИИ.

1. Объекты метрологии.

Основными ОБЪЕКТАМИ метрологии являются величины и измерения.

• Величина – свойство измеряемого объекта, общее в качественном отношении для одноименных объектов, но индивидуальное – в количественном. Величины подразделяются на физические и нефизические. Физические величины – свойства физических объектов. Нефизические величины – свойства экономических, психологических и тому подобных объектов, не относящихся к физическим. Например, такое психологическое свойство личности, как быстрота реакции выражается в единицах времени (время принятия решения).

Из определения термина «величина» следует, что она имеет две характеристики: качественную, или размерность, определяемую как наименование, и количественную, или размер, определяемую как значение измеряемой величины. Качественная характеристика физической величины определяется тем, какое свойство материального объекта или какую особенность материального мира эта величина характеризует (твердость, прочность). Для выражения количественного содержания свойства конкретного объекта употребляется понятие «размер физической величины», который устанавливается в процессе измерения. Получение информации о размере физической и нефизической величины является целью и конечным результатом любого измерения.

Основная физическая величина – физическая величина, условно принятая в качестве независимой от других физических величин. Например: длина, масса.

-20-

Основная единица физической величины – единица основной физической величины в данной системе единиц. Например: метр, килограмм.

Производная физическая величина – физическая величина, определяемая через основные величины этой системы. Например: объем, площадь, скорость.

Производная единица физической величины – единица производной физической величины. Например: км/час.

Совокупность взаимосвязанных основных и производных единиц физических величин образуют систему физических величин.

Первой системой единиц физических величин была метрическая система, в которой было всего две основные единицы: метр – единица длины и грамм – единица веса. Она была принята в 1840 году во Франции. В 1960 году XI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила Международную систему единиц, содержащую шесть основных физических величин (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела) и обозначаемую сокращенно SI (система интернациональная), а в 1970 году эта система была дополнена седьмой основной физической единицей – количеством вещества – молем. В 1980 году СИ была принята в нашей стране.

• Измерение – сравнение неизвестной величины с известной и выражение первой через вторую.

Измерения подразделяются на виды:

1. по способу получения информации - на прямые, косвенные, совокупные и совместные.

Прямые измерения - измерения, при которых искомое значение величины получают непосредственно от средства измерений, например, измерение длины линейкой.

Косвенные измерения – измерения, при которых искомое значение величины определяется на основании прямых измерений других физических величин, связанных с искомой величиной известной функциональной зависимостью, и расчета первой через вторые. Например: содержание крахмала в картофеле определяют по относительной плотности клубней.

Совокупные измерения – измерения, при которых определяются фактические значения нескольких однородных величин, а действительное значение искомой величины устанавливается путем решения системы уравнений. Например: при определении объема объекта измеряются три величины длина(L), ширина(d) и высота(h), а объем находят по формуле V=Ldh.

Совместные измерения – измерения, при которых устанавливаются фактические значения неоднородных величин с целью нахождения зависимости между ними. Очень часто совместные измерения применяются для определения коэффициентов.

2. по характеру измерения получаемой информации в процессе измерений – на статические, динамические и статистические.

Статические измерения – измерения, которые проводятся при практическом постоянстве искомой величины. Например: измерение массы металлического объекта..

Динамические измерения – измерения, в процессе которых искомая величина меняется (усушка, испарение).

Статистические измерения – измерения, связанные с определением характеристик случайных процессов, шумовых сигналов.

3. по количеству измерительной информации – на одно – и многократные.

Однократные измерения – измерения, при которых число измерений равняется числу измеряемых величин.

Многократные измерения – измерения, при которых число измерений превышает число измеряемых величин. Целью многократных измерений является уменьшение влияния случайных погрешностей на результат измерения.

4. по отношению к основным единицам - на абсолютные и относительные.

-21-

Абсолютные измерения – измерения, при которых результат основывается на прямых измерениях одной или нескольких основных физических величин, например, измерение длины.

Относительные измерения – измерения, при которых действительное значение искомой величины устанавливается как отношение одной величины к другой однородной или неоднородной величине. Например: относительная плотность объекта устанавливается как отношение массы к объему.