Глава метрологии, измерений и технического контроля

1.1. МЕТРОЛОГИЯ И ЕЕ СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ

1.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕРЕНИЙ

И КОНТРОЛЯ, ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

1.3. СПОСОБЫ ЧИСЛОВОГО ВЫРАЖЕНИЯ

ПОГРЕШНОСТЕЙ И ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

1.4. КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ, МЕТОДОВ

И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

1.5. НОРМИРОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

1.6. СПОСОБЫ НОРМИРОВАНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ

СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ, КЛАССЫ ТОЧНОСТИ

Рассмотрены основные термины и определения прикладной метрологии, методы измерений и виды измерительных средств, их метрологические характеристики и способы нормирования погрешностей.

Цель главы – ознакомиться с назначением и задачами метрологии, с терминами, определениями и решаемыми задачами ее прикладных разделов. Изучить принципы (способы) и методы измерений, виды и группы рабочих средств измерений и их метрологические характеристики. Изучить способы нормирования пределов допускаемых погрешностей рабочих мер, измерительных приборов и преобразователей и способы числовых выражений погрешностей, точности и достоверности измерений.

После изучения главы необходимо знать

 Разделы метрологии и их задачи.

 Достоинства измерений и технического контроля перед другими эмпирическими процедурами. Требования к измерениям.

 Понятие точности как важнейшей характеристики качества измерений и ее частные характеристики.

 Методы измерений и группы технических измерений.

 Классификацию средств измерений по точности и виды рабочих средств измерений.

 Метрологические характеристики и способы нормирования погрешностей рабочих средств измерений.

 Ряды чисел, применяемых для обозначения классов точности.

 Способы числового выражения погрешностей и точности.

 Метрологические процедуры: калибровка, градуировка, поверка, юстировка.

1.1. Метрология и ее составные части

В первом русском учебнике по основам метрологии (автор Петрушевский, середина века) дано следующее определение:

Метрология есть описание всякого рода мер по их наименованиям, подразделениям и взаимным отношениям.

В настоящее время объектом метрологии являются все единицы физических величин (механические, акустические, электрические, тепловые, световые).

Современная метрология, опираясь на достижения различных наук, сама является наукой и определяется уже не как “описание”, а как учение об единицах физических величин и эталонах.

В современной метрологии используются основные положения и достижения таких областей научных знаний, как теория связи, теория информации, техническая кибернетика, электроника, вычислительная техника, наконец, таких разделов математики, как теория вероятности и математическая статистика. Эти обстоятельства отражены в определении:

Метрология – это наука об измерениях, обеспечении их единства, о методах и средствах достижения требуемой точности.

Без метрологии невозможно получение необходимого качества контрольно-измерительной информации, так как любое исследование в области точных наук и техники теряет смысл, если его результаты недостоверны и несопоставимы с другими результатами. В производстве без метрологии невозможны стандартизация и унификация изделий, развитие автоматизации технологических операций. При этом неизбежно требование совместного проектирования технологии и контрольно-измерительной оснастки, встроенной в технологическое оборудование.

Основные разделы современной метрологии:

• научная метрология;

• законодательная метрология;

• прикладная метрология;

• специальные разделы:

• техническая диагностика;

• квалиметрия.

Научная метрология решает проблемы общей теории измерений, единиц физических величин и их систем, эталонирование и передачи размеров единиц от эталонов к образцовым средствам измерений, проблемы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений (СИ). Метрологами разработаны и внедрены: Государственная система измерений (ГСИ), и Государственная система приборов (ГСП), разрабатываются единая система контроля и единая система испытаний. В перспективе планируется создание единой системы научных исследований.

Законодательная метрология решает комплексную проблему взаимоувязанных правил, требований и норм, а также вопросы, требующие регламентации и контроля со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия номенклатуры средств измерений. Для этих целей органами Госстандарта (точнее Комитетом по метрологии, стандартизации и сертификации РФ) разрабатываются и утверждаются для обязательного повсеместного применения различные виды нормативно-технической документации (НТД): ГОСТы, ОСТы и руководящие документы (РД) – методики, инструкции, указания. Эти НТД являются базовыми для разработки конструкторско-технологической документации (КТД), технических условий (ТУ) и технических требований (ТТ) на изделия, а также стандартов предприятий (СТП) различного назначения. Например, СТП по качеству выпускаемых изделий.

Прикладная метрология решает вопросы определения точности методов и средств измерений (СИ), разрабатывает способы поддержания ее (точности) на требуемом уровне в центральных и региональных учреждениях, заводах и фирмах, имеющих в своем распоряжении рабочие средства измерений. Обеспечивает периодическую поверку и калибровку этих средств на предмет соответствия их реальной точности и точности указанной в эксплуатационной документации.

Техническая диагностика решает три типа задач определения технического состояния объектов.

К первому типу относятся задачи определения технического состояния, в котором находится объект в настоящий момент времени. Это – задачи диагностирования. Задачи второго типа – предсказание технического состояния, в котором окажется объект в некоторый будущий момент времени. Это задачи технического прогнозирования. К третьему типу относятся задачи определения технического состояния, в котором находился объект в некоторый момент времени в прошлом. Это задачи технической генетики.

Квалиметрия (от лат. qualis – какой по качеству) – самый молодой раздел метрологии, разрабатывающий теорию и практику измерения качества продукции. В квалиметрии используются те же принципы, что и в области измерений физических величин. Однако, если мерами физических свойств объектов являются физические величины, например, масса, скорость, длина, то мерами свойств объектов, определяющих качество, служат показатели качества. Эти показатели оцениваются посредством измерения значений физических величин. Методы квалиметрии применяются при сертификации товаров и услуг.