!!! Метрологія іц ставндартизація PosibnykA5k

Київський національний університет імені Тараса Шевченка Географічний факультет Кафедра геодезії та картографії

Н.О. Полякова

МЕТРОЛОГІЯ І СТАНДАРТИЗАЦІЯ

Навчальний посібник

1

УДК 528.08+006.91+006.011+528.9 ББК 26.17я73

Полякова Н.О.

Метрологія і стандартизація: навчальний посібник для студентів напряму геодезія, картографія та землеустрій / Н.О. Полякова – К.: ПП «Фітосоціоцентр», 2015. – 214 с.

Рецензенти:

Ю.П. Куреньов, доцент, канд. техн. наук доцент кафедри геодезії, картографії та фотограмметрії Університету новітніх технологій

В.І. Остроух, доцент, канд. геогр. наук доцент кафедри геодезії та картографії географічного факультету

Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Навчальний посібник розраховано на вивчення основних теоретичних відомостей з метрології та стандартизації студентами напряму геодезія, картографія та землеустрій. Наведено аналіз похибок фізичних величин, класифікацію засобів вимірювальної техніки та еталонів до вимірювання, відомості про державну та міжнародну стандартизацію та сертифікацію, а також основний перелік стандартів термінів та визначень, що діють у картографічній та топографо-геодезичній сфері.

Рекомендовано до друку Вченою радою географічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, протокол № 5, від 24 червня 2015 р.

ISBN 979-966-621-4

© Н.О. Полякова, 2015

2

ЗМІСТ

ВСТУП. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ В МЕТРОЛОГІЇ ……………………………..……… 6

Розділ 1. МЕТРОЛОГІЧНІ ОРГАНІЗАЦІЇ………………………...…… 8

1.2.Державні метрологічні організації ………………………………….... 9

Розділ 2. ФІЗИЧНІ ВЕЛИЧИНИ ТА ЇХ ОДИНИЦІ ……………….….. 12

2.1.Види фізичних одиниць ……………………………………………..... 12

2.2.Міжнародна система одиниць …………………………………...…… 13

Розділ 3. ПРИНЦИПИ ТА МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ ………….…. 17

3.1.Основні поняття про вимірювання …………………………………… 17

3.2.Класифікація вимірювань ………………………………………..…… 17

3.3.Принципи та методи вимірювання …………………………………… 19

Розділ 4. ПОХИБКИ ВИМІРЮВАНЬ ФІЗИЧНИХ ВЕЛИЧИН……....22

4.1.Основні поняття про похибки вимірювань ………………………….. 22

Розділ 5. ЗАСОБИ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ ТА ПОХИБКИ… 25

5.1.Засоби вимірювальної техніки ………………………………………… 25

5.2.Характеристики засобів вимірювальної техніки …………..………... 27

5.3.Похибки засобів вимірювальної техніки …………………………….. 29

5.4.Метрологічні характеристики засобів вимірювальної техніки …….. 31

5.5.Класифікація засобів вимірювальної техніки …………………….…. 31

Розділ 6. ЕТАЛОНИ ФІЗИЧНИХ ВЕЛИЧИН ……………………....….. 34

6.2.Класифікація еталонів ……………………………………………..…… 34

6.3.Еталон одиниці довжини – метр …………………………………..…… 36

6.4.Еталон одиниці маси – кілограм …………………………………...….. 37

6.5.Еталон одиниці часу – секунда …………………………………………. 38

6.6.Еталон одиниці сили електричного струму – ампер …………………. 39

6.7.Еталон одиниці температури – кельвін …………………………….….. 39

6.8.Еталон одиниці сили світла – кандела …………………………….…... 40

3

Розділ 7. ДЕРЖАВНА МЕТРОЛОГІЧНА СЛУЖБА УКРАЇНИ ……… 42

7.1.Метрологічне забезпечення єдності вимірювань ……………………. 42

7.2.Основні цілі та завдання метрологічного забезпечення ……..……….. 44

7.3.Метрологічне забезпечення єдності вимірювань України …………... 44

7.4.Структура метрологічної служби України …………………………….. 45

7.5.Державна метрологічна служба ……………………………………….. 47

7.6.Метрологічні служби центральних органів виконавчої влади, підприємств і організацій ……………………………..……………………. 48

7.7.Відомча метрологічна служба ………………………………………… 49

7.10.Повірка, ревізія та експертиза засобів вимірювальної техніки ……. 51

7.11.Державна служба єдиного часу і еталонних частот …………….….. 53

7.12.Державна служба стандартних зразків складу і властивостей

Розділ 8. СИСТЕМА МЕТРИЧНИХ ДИСЦИПЛІН В КАРТОГРАФІЇ …………………………………………………………….. 56

8.1.Картографічні зображення …………………………………………….. 56

8.2.Співвідношення наочності та метричності картографічних

зображень ………………………………………………………..….……... 57

8.3.Система метричних дисциплін ………………………………………. 61

8.4.Тематична морфометрія ………………………………………………. 64

8.5.Надійність вимірювань за картографічними зображеннями …………67

8.6.Геоіконометрія і математичне моделювання ………………………... 68

9.2.Основні визначення в стандартизації ………………………………… 74

9.3.Категорії та види стандартів ………………………………………….. 75

4

9.4.Порядок розроблення, затвердження та впровадження стандартів…… 77

9.5.Міжгалузеві системи стандартизації ………………………………….. 81

9.6.Міжнародна стандартизація ……………………………………………. 83

Розділ 10. СТАНДАРТИЗАЦІЯ В ГАЛУЗІ ГЕОДЕЗІЇ, КАРТОГРАФІЇ ТА ФОТОГРАММЕТРІЇ …...…………………………. 85

10.1 Стандартизація картографічної продукції ………………………........ 85

10.2. Стандартизація в геодезії та фотограмметрії ……………………….. 87

10.3.Стандартизація географічних назв …………………………………. 89

10.4. Електроні газетири географічних назв ……………………………... 89

10.5.Унормування географічних назв на базі ДНВП “Картографія” …. 95

Розділ 11. СТАНДАРТИЗАЦІЯ БЕЗПЕКИ ПРАЦІ ………………….... 105

11.1. Міждержавний стандарт ГОСТ 12.04.026-76 “Система стандартизації безпеки праці. Кольори сигнальні та знаки безпеки” …... 105

Розділ 13. СЕРТИФІКАЦІЯ ……………………………………………… 115

13.1 Міжнародна система з сертифікації …………………………………. 115 13.2. Основні терміни та визначення в галузі сертифікації ……………… 119 13.3 Національна система сертифікації УкрСЕПРО. Розвиток сертифікації в Україні ……………………………………………………… 120 13.4. Знаки відповідності продукції та маркування сертифікованих систем

управління виробництвом …………………………….………………………. 122

Література ………………………………………………………………….. 135 Додатки……………………………………………………………………… 137

Додаток А. Державний стандарт України. Картографія. Терміни та визначення. ДСТУ 2757-94 ………………………………………………… 137

Додаток Б. Державний стандарт України. Геодезія. Терміни та визначення. ДСТУ 2393-94 ………………………………………………… 166

Додаток В. Державний стандарт України. Фотограмметрія. Терміни та визначення. ДСТУ 2685-94 ………………………………………………… 183

5

ВСТУП

_____________________________________________________________

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ В МЕТРОЛОГІЇ

Галузь науки, яка вивчає вимірювання, називається метрологією. Слово “метрологія” утворене із двох грецьких слів: “metron” – міра і “logos” – наука. Дослівний переклад – наука про міри. Метрологія в її сучасному розумінні – це наука про вимірювання, методи та засоби забезпечення єдності вимірювань і способи досягнення необхідної їх точності.

Курс “Метрологія і стандартизація” є фаховою дисципліною, на якій базується підготовка фахівців в галузі геодезії та картографії. Курс ”Метрологія і стандартизація, дає студентам знання для їх детальної науково-технічної підготовки. Знання та вміння, отримані під час вивчення даного курсу будуть використані під час вивчення переважної більшості наступних дисциплін професійної та практичної підготовки фахівця, а саме: “Геодезія”, “Вища геодезія”, “Фотограмметрія”, “Математична обробка геодезичних вимірювань”, “Картографія” та ін.

Мета навчальної дисципліни – є забезпечення підготовки студентів знаннями про організацію метрологічної діяльності та стандартизації в державі, галузі, на підприємстві та організації, а також ознайомлення з основами теорії вимірів та формування у студентів системи теоретичних та практичних знань з основ метрології та стандартизації і застосування їх в професійній діяльності.

Об’єкт дослідження (об’єкт вимірювання) – матеріальний об’єкт,

одна або декілька властивостей якого підлягають вимірюванню.

Предмет курсу – метрологічне вивчення: класифікації вимірювань, загальних принципів та методів вимірювань; похибок вимірювань; еталонів та систем фізичних величин; стандартів, зокрема стандартів що застосовують в топографо-геодезичній, картографічній та фотограмметричній галузі.

Основне завдання навчальної дисципліни є формулювання сучасного підходу до задач метрології і стандартизації.

Основні поняття в галузі метрології.

Єдність вимірювань – стан вимірювань, коли результати виражені у прийнятих одиницях, а похибки вимірювань прийняті із заданою ймовірністю. Єдність вимірювань необхідна для порівняння результатів вимірювань, проведених у різних місцях, в різний час, з використанням різних методів і засобів вимірювання.

Точність вимірювань означає максимальну наближеність їх результатів до істинного значення вимірюваної величини.

Метрологічна надійність - властивість об’єкта зберігати у часі в установлених межах значення всіх параметрів, які характеризують здатність

6

виконувати потрібні функції в заданих режимах та умовах застосування, технічного обслуговування, зберігання та транспортування.

Метрологічна достовірність – це вірогідність (Р), яка коливається в межах від 0 до 1. Достовірність неможливо ні понизити, ні підвищити. Якщо Р=0 або Р=1, то це і буде достовірність.

Правильність вимірювання – характеристика якості вимірювання, яка відображає близькість до нуля систематичної похибки вимірювання.

Вимірювані величини – фізичні величини чи параметри, які відображають властивості об’єкта як в кількісному, так і якісному відношеннях.

Засіб вимірювальної техніки – технічний засіб, який застосовується під час вимірювання і має нормовані метрологічні характеристики, відповідність своєму класу точності, своєчасно пройти повірки і бути одноманітним.

Одноманітність засобів вимірювальної техніки – такий стан засобів,

за якого вони проградуйовані в узаконених одиницях і їх метрологічні характеристики відповідають достатньому рівню науки і техніки на сучасному етапі .

Основні визначення і поняття у метрології закріплені законодавчою метрологією, що обумовлює єдиний підхід до визначення змісту основних наукових положень і визначень.

Контрольні запитання :

1.Дайте визначення метрології в її сучасному розумінні.

2.Що вивчає метрологія?

3.Який об’єкт в метрології приймають за об’єкт вимірювання?

4.Які основні терміни в галузі метрології? Дайте їх визначення.

5.В чому різниця між метрологічною надійністю та метрологічною достовірністю?

7

Розділ 1

_______________________________________________________________

МЕТРОЛОГІЧНІ ОРГАНІЗАЦІЇ

1.1. Міжнародні метрологічні організації

20 травня 1875 р. 17 держав Європи, Америка та Росія на Міжнародній дипломатичній конференції, присвяченій мірі довжини метру, з метою забезпечення міжнародної єдності і вдосконалення метричної системи підписали Метричну конвенцію.

Вищим органом Міжнародної метричної конвенції є Генеральна конференція з мір і ваги (ГКМВ), яка збирається один раз на 6 років для обговорення наукових проблем з метрології та прийняття необхідних заходів щодо розповсюдження та вдосконалення метричної системи. Структурна схема органів Міжнародної метричної конвенції наведена на рис. 1.1.

Одним із важливих положень Метричної конвенції є затвердження нею згоди держав на утворення Міжнародного бюро мір і ваги (МБМВ) як наукового постійно діючого метрологічного закладу для наукової роботи та сприяння поширенню метричної системи мір у міжнародному масштабі.

Діяльністю МБМВ керує Міжнародний комітет мір і ваги (МКМВ), який щороку заслуховує і затверджує звіт про роботу бюро, його плани та фінансування тощо. При МКМВ працюють 8 консультативних комітетів (див.

рис. 1.1).

Міжнародне бюро мір і ваги розташоване у м. Севрі (поблизу Парижа). В його спеціальних приміщеннях зберігаються міжнародні еталони метра, кілограма, електричних і світлових одиниць, радіоактивності тощо. Бюро організовує регулярні міжнародні звіряння національних еталонів довжини, маси, електрорушійної сили, електричного опору, сили світла, світлового потоку, джерела іонізаційного випромінювання та інших зразків мір.

У 1956 році була утворена Міжнародна організація законодавчої метрології (МОЗМ) з метою вирішення таких завдань:

•створення центру документації й інформації про національні служби контролю за вимірювальними приладами та з метою їх повірки;

•уніфікація методів і правил вирішення завдань законодавчої метрології;

•переклад і випуск текстів законодавчих правил про вимірювальні засоби та їх використання;

•складання типових проектів законів і регламентів щодо вимірювальних засобів та їх використання;

•розробка проекту матеріальної організації типової служби для повірки вимірювальних приладів і контролю за ними;

•розробка характеристик та якості вимірювальних приладів, які використовуються у міжнародному масштабі.

8

Генеральна конференція з мір і ваги

Міжнародний комітет з мір і ваги (МКМВ)

(збирається щороку)

одиниць визначення маси тіла

Рис. 1.1. Структурна схема органів Міжнародної метричної конвенції

У складі Міжнародної організації законодавчої метрології є Міжнародне бюро законодавчої метрології, розташоване у Парижі. Його роботою керує комітет законодавчої метрології. У Міжнародній організації законодавчої метрології функціонує 66 секретаріатів-доповідачів, які розробляють як загальні питання законодавчої метрології, так і питання щодо окремих видів приладів (ваги, тахометри, манометри, спиртометри та ін.).

Нині Міжнародну метричну конвенцію підписали 44 держави, а метрична система мір визнана й узаконена 129 державами.

1.2. Державні метрологічні організації

Верховна Рада України Постановою від 12 вересня 1991 р. № 1545-12 “Про порядок тимчасової дії на території України окремих актів законодавства СРСР” продовжила чинність постанов Ради Міністрів колишніх СРСР та УРСР з питань організації робіт щодо стандартизації та метрології.

9

Центри стандартизації і метрології в Україні забезпечують державний метрологічний нагляд, експертизу, контроль за дотриманням метрологічних норм і правил та єдність вимірювання і одноманітність засобів вимірювання в нашій державі.

Враховуючи міжнародний характер стандартизації, метрології та сертифікації і необхідність взаємозамінності продукції, вузлів та елементів, а також усвідомлюючи важливість економічного та науково-технічного співробітництва всіх держав, 13 березня 1992 р. держави СНД підписали угоду про проведення узгодженої політики в галузі стандартизації, метрології та сертифікації. Відповідно до цієї угоди на території України вважаються чинними стандарти колишнього СРСР.

Міжнародна рада з питань стандартизації, метрології та сертифікації координує і розробляє рішення щодо проведення організаційних, методичних і науково-дослідних робіт з питань стандартизації, метрології та сертифікації. До її складу входять представники держав-учасниць, які від імені держав наділяються правом бути членами ради і уповноваженими представниками держав для виконання функцій, покладених на Раду.

Робочим органом Ради є постійно діючий технічний секретаріат, який знаходиться у Мінську.

Вищим органом з питань стандартизації, метрології та якості продукції є Державний комітет України з питань стандартизації, метрології та сертифікації (Держстандарт України).

У структурі Держстандарту України нараховується 35 центрів стандартизації, метрології та сертифікації, в тому числі 26 обласних, 9 міських. Крім того, до складу Держстандарту України входять декілька науководослідних інститутів, дослідні заводи і магазини стандартів.

Держстандарт України здійснює державне управління забезпеченням єдності вимірювань в Україні і організовує проведення фундаментальних досліджень в галузі метрології, створення та функціонування еталонної бази України, проведення повірок засобів вимірювальної техніки та ін.

Рішення Держстандарту України з питань метрології є обов’язковими для виконання центральними та місцевими органами виконавчої влади, органами місцевого самоврядування, підприємствами, організаціями, громадянами – суб’єктами підприємницької діяльності та іноземними виробниками.

Україна вступила до Світової організації торгівлі (COT) і реалізація цього курсу потребує подальшого розвитку та удосконалення національної системи стандартизації, метрології та сертифікації у напрямку зближення з міжнародними і європейськими стандартами, угодами і підходами. Цьому сприятиме участь України у Міжнародній організації з питань стандартизації (ISO), Міжнародній електротехнічній комісії (ІЕС), Міжнародній організації законодавчої метрології (OIML) та інших міжнародних організаціях, де її представляє Держстандарт .

10