Метрология, стандартизация и сертификация. Часть 1. Метрология. Учебно-методический комплекс

11

Другой задачей является развитие и совершенствование системы единиц физических величин, т.е. изменение состава и определений основных единиц. Работы в этом направлении проводятся постоянно на основе использования новых физических явлений и процессов.

Теория исходных средств измерений (эталонов). В данном подразделе рассматриваются вопросы создания рациональной системы эталонов единиц физических величин, обеспечивающих требуемый уровень единства измерений. Перспективное направление совершенствования эталонов — переход к эталонам, основанным на стабильных естественных физических процессах. Для эталонов основных единиц принципиально важным является достижение максимально возможного уровня для всех метрологических характеристик.

Теория передачи размеров единиц физических величин. Предметом изучения подраздела являются алгоритмы передачи размеров единиц физических величин при централизованном и децентрализованном их воспроизведении. Указанные алгоритмы должны быть основаны как на метрологических, так и на технико-экономических показателях.

Теория построения средств измерений. В разделе обобщается опыт конкретных наук в области построения средств и методов измерений. В последние годы все большее значение приобретают знания, накопленные при разработке электронных средств измерений электрических и особенно неэлектрических величин. Это связано с бурным развитием микропроцессорной и вычислительной техники и ее активным использованием при построении средств измерений, что открывает новые возможности при обработке результатов. Важной задачей является разработка новых и совершенствование известных измерительных преобразователей.

Теория точности измерений. В данном разделе метрологии обобщены методы, развиваемые в конкретных областях измерений. Он состоит их трех подразделов: теории погрешностей, теории точности средств измерений и теории измерительных процедур.

Теория погрешностей. Этот подраздел является одним из центральных в метрологии, поскольку результаты измерений объективны настолько, насколько правильно оценены их погрешности. Предметом теории погрешностей является классификация погрешностей измерений, изучение и описание их свойств. Сложившееся исторически деление погрешностей на случайные и систематические, хотя и вызывает справедливые нарекания, тем не менее продолжает активно использоваться в метрологии. Как известная альтернатива такому делению погрешностей может рассматриваться развиваемое в последнее время описание погрешностей на основе теории нестационарных случайных процессов. Важной частью подраздела является теория суммирования погрешностей.

Теория точности средств измерений. Подраздел включает: теорию погрешностей средств измерений, принципы и методы определения и

12

нормирования метрологических характеристик средств измерений, методы анализа их метрологической надежности.

Теория погрешностей средств измерений наиболее детально разработана в метрологии. Значительные знания накоплены и в конкретных областях измерений, на их основе развиты общие методы расчета погрешностей средств измерений. В настоящее время в связи с усложнением средств измерений, развитием микропроцессорных измерительных устройств актуальной стала задача по расчету погрешностей цифровых средств измерений вообще и измерительных систем и измерительно-вычислительных комплексов в частности.

Принципы и методы, определения и нормирования метрологических характеристик средств измерений достаточно хорошо разработаны. Однако они требуют модификации с учетом специфики метрологии и в первую очередь тесной связи определения метрологических характеристик СИ с их нормированием. К числу не до конца решенных задач следует отнести определение динамических характеристик средств измерений и градуировочных характеристик первичных измерительных преобразователей. По мере совершенствования средств обработки электрических измерительных сигналов наиболее существенные метрологические проблемы концентрируются вокруг выбора первичного преобразователя. Ввиду разнообразия принципов действия и типов средств измерений, а также повышения требуемой точности измерений появляется проблема выбора нормируемых метрологических характеристик средств измерений.

Теория метрологической надежности средств измерений по своей

целевой направленности связана с общей теорией надежности. Однако специфика метрологических отказов и, прежде всего, непостоянство во времени их интенсивности делают невозможным автоматическое перенесение методов классической теории надежности в теорию метрологической надежности. Необходима разработка специальных методов анализа метрологической надежности средств измерений.

Теория измерительных процедур. Повышение сложности из-

мерительных задач, постоянный рост требований к точности измерений, усложнение методов и средств измерений обуславливают проведение исследований, направленных на обеспечение рациональной организации и эффективного выполнения измерений. При этом главную роль играет анализ измерений как совокупности взаимосвязанных этапов, т.е. как процедуры. Подраздел включает теорию методов измерений; методы обработки измерительной информации; теорию планирования измерений; анализ предельных возможностей измерений.

Теория методов измерений — подраздел, посвященный разработке новых методов измерений и модификации существующих, что связано с ростом требований к точности измерений, диапазонам, быстродействию, условиям проведения измерений. С помощью современных средств измерений реализуются сложные совокупности классических методов. Поэтому остается актуальной традиционная задача совершенствования

13

существующих методов и исследования их потенциальных возможностей с учетом условий реализации.

Методы обработки измерительной информации, используемые в метрологии, основываются на методах, которые заимствуются из математики, физики и других дисциплин. В связи с этим актуальна задача обоснованности выбора и применения того или иного способа обработки измерительной информации и соответствия требуемых исходных данных теоретического способа тем, которыми реально располагает экспериментатор.

Теория планирования измерений — область метрологии, которая весьма активно развивается. К числу ее основных задач относятся уточнение метрологического содержания задач планирования измерений и обоснование заимствований математических методов из общей теории планирования эксперимента.

Анализ предельных возможностей измерений на данном уровне развития науки и техники позволяет решить такую главную задачу, как исследование предельной точности измерений при помощи конкретных типов или экземпляров средств измерений.

Лекция № 2

СТРУКТУРА И ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ГОСУДАРСТВЕННОЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ РОССИИ

1.Правовые, организационные, научные и методические основы обеспечения единства измерений.

2.Структура и деятельность государственной метрологической службы.

3.Международные метрологические организации.

4.Государственный метрологический контроль и надзор.

Метрология по своей сути интернациональная наука, требующая постоянного международного сотрудничества специалистов – метрологов. Любые измерения, кем бы они не были выполнены, должны быть сопоставимы. В основе любых испытаний продукции, ее сертификации, аккредитации соответствующих метрологических органов лежат национальные системы измерений. Признание результатов национальных систем измерений становится все более важной задачей взаимодействия международных метрологических организаций.

Вбольшинстве стран мира мероприятия по обеспечению единства измерений устанавливается законодательно.

ВВеликобритании эта деятельность определена законом «О мерах и весах» (1988 г.); в Германии – Конституцией и законами «Об измерительном деле и поверке» (1985 г.), «Об единицах измерений и измерительном деле» (1985 г.); в США – Конституцией и законами «О фасовке и хранении товаров» (1966 г.)

15

юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений и направлен на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики Российской Федерации от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.

Раздел I. Общие положения

Статья 1. Основные понятия

Для целей настоящего Закона применяются следующие основные понятия:

—единство измерений;

—средство измерений;

—государственный эталон единицы величины;

—нормативные документы по обеспечению единства измерений ;

—метрологическая служба;

—метрологический контроль и надзор;

—поверка средства измерений;

—калибровка средства измерений;

—сертификат об утверждении типа средств измерений;

—аккредитация на право поверки средств измерений;

—лицензия на изготовление (ремонт, продажу, прокат) средств измерений;

—сертификат о калибровке.

Статья 2. Законодательство Российской Федерации об обеспечении единства измерений

Статья 3. Международные договоры Статья 4. Государственное управление обеспечением единства измерений

Статья 5. Нормативные документы по обеспечению единства измерений

Раздел II. Единицы величин. Средства и методики выполнения измерений

Статья 6. Единицы величин Статья 7. Государственные эталоны единиц физических величин. Статья 8. Средства измерении

Статья 9. Методики выполнения измерений

Раздел III. Метрологические службы

Статья 10. Государственная метрологическая служба и иные государственные службы обеспечения единства измерений Статья 11. Метрологические службы государственных органов управления Российской Федерации и юридических лиц

Раздел IV. Государственный метрологический контроль и надзор

Статья 12. Виды государственного метрологического контроля и надзора Статья 13. Сферы распространения государственного метрологического контроля и надзора Статья 14. Утверждение типа средств измерений

Статья 15. Поверка средств измерений

16

Статья 16. Лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений Статья 17. Государственный метрологический надзор за выпуском,

состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами, соблюдением метрологических правил и норм

Статья 18. Государственный метрологический надзор за количеством товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций.

Статья 19. Государственный метрологический надзор за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже.

Статья 20. Права и обязанности государственных инспекторов по обеспечению единства измерений Статья 21. Ответственность государственных инспекторов

Статья 22. Содействие государственному инспектору

Раздел V. Калибровка и сертификация средств измерений

Статья 23. Калибровка средств измерений Статья 24. Сертификация средств измерений

Раздел VI. Ответственность за нарушение положений настоящего закона

Статья 25. Уголовная, административная либо гражданско-правовая ответственность

Раздел VII. Финансирование работ по обеспечению единства измерений

Статья 26. Обязательное государственное финансирование Статья 27. Оплата метрологических работ и услуг

2. Структура и деятельность Государственной метрологической службы

Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в Российской Федерации осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт).

Согласно закону № 4871, к компетенции Росстандарта относится:

межрегиональная и межотраслевая координация деятельности по обеспечению единства измерений в Российской Федерации;

представление Правительству Российской Федерации предложений по единицам величин, допускаемых к применению;

установление правил создания, утверждения, хранения и применения эталонов единиц величин; определение общих метрологических требований к средствам, методам и результатам измерений;

17

осуществление государственного метрологического контроля и надзора;

осуществление контроля за соблюдением международных договоров Российской Федерации о признании результатов испытаний и поверки СИ;

руководство деятельностью Государственной метрологической службы и иных государственных служб обеспечения единства измерений;

участие в деятельности международных организаций по вопросам обеспечения единства измерений.

Важнейшее условие обеспечения единства измерений - единообразие СИ, определяющим фактором которого является градуировка СИ в указанных единицах физических величин.

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) -

комплекс установленных стандартами взаимосвязанных правил, положений, требований и норм, определяющих организацию и методику проведения работ по оценке и обеспечению точности измерений.

Государственная метрологическая служба Российской Федерации

(ГМС) представляет собой совокупность государственных метрологических органов и создана для управления деятельностью по обеспечению единства измерений.

Различают следующие метрологические службы: Государственная метрологическая служба; Государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения Земли; Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов; Государственная служба стандартных справочных данных 0 физических константах и свойствах веществ и материалов; метрологические службы государственных органов управления Российской Федерации; метрологические службы юридических лиц.

Технической основой ГСИ являются:

система государственных эталонов единиц и шкал физических величин - эталонная база страны,

система передач размеров единиц и шкал физических величин от эталонов ко всем СИ с помощью средств поверки;

система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих СИ, обеспечивающих исследование, разработку, определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов;

система обязательных государственных испытаний СИ, предназначенных для серийного или массового производства и ввоза из-за границы партиями;

система государственной и ведомственной метрологической

аттестации и поверки СИ;

система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов;

18

система стандартных данных о физических понятиях и свойствах веществ и материалов.

Государственная метрологическая служба находится в ведении Федерального агентства по техническому регулированию и метрологию (Росстандарт) – правоприемник Госстандарта России и включает:

государственные научные метрологические центры; метрологические подразделения центров стандартизации и метрологии;

органы государственной метрологической службы на территории республик в составе Российской Федерации, автономных областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга.

К числу государственных метрологических центров относятся:

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС, г. Москва); НПО «Всероссийский научно-исследовательский институт

метрологии им. Д.И. Менделеева» (ВНИИМ, г. Санкт-Петербург); НПО «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-

технических и радио-технических измерений» (ВНИИФТРИ, пос. Менделеева, Московская обл.); НПО «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-

физических измерений» (ВНИИОФИ); Сибирский государственный НИИ метрологии (СНИИМ, г. Новосибирск);

Уральский НИИметрологии (УНИИМ, г. Екатеринбург). Росстандарт осуществляет также руководство Государственной службой

времени и частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ), Государственной службой стандартных образцов состава и свойств веществ

иматериалов (ГССО) и Государственной службой стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД)

икоординацию их деятельности.

Государственные испытания СИ - одно из основных направлений деятельности метрологической службы страны. Система государственных испытаний включает этапы разработки, изготовления и выпуска в обращение в стране СИ, направлена на быстрейшее внедрение новой измерительной техники.

Система государственных испытаний СИ включает комплекс правил, положений, требований и норм научно-технического, экономического и правового характера, определяющих цели и задачи испытаний, организацию и методику работ по испытаниям, порядок оформления, рассмотрения и утверждения результатов, контроля за выпуском СИ.

Нормативной основой изготовления, государственных испытаний и метрологической аттестации СИ являются Законы Российской Федерации, постановления Правительства страны, ГОСТы и нормативно-технические документы (НД).

Основные задачи государственных испытаний СИ:

19

установление соответствия СИ требованиям заказчика; объективная оценка метрологических, технико-экономических и эксплуатационных свойств СИ;

определение целесообразности и возможности производства средств измерений в стране, а также необходимости и целесообразности их ввоза из-за границы партиями;

проверка обеспеченности СИ НТД по поверке, средствам поверки и ремонтам, а также проверка правильности выбора методов и средств поверки;

поверка соответствия выпускаемых и ввозимых из-за границы СИ требованиям НД.

3.Международные метрологические организации

Взаконе Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений» указано, что если международным договором Российской Федерации установлены иные правила, чем, те, которые содержатся в законодательстве Российской Федерации об обеспечении единства измерений, то применяются правила международного договора.

Внастоящее время в области метрологии функционируют следующие международные организации:

Метрическая конвенция «Для обеспечения международного единства и усовершенствования метрологической системы»; впервые была подписана в 1875 году, куда входило 17 государств, в том числе Россия; в настоящее время членами Метрической конвенции являются 48 государств; Международное бюро мер и весов (МБМВ), созданное почти

одновременно с подписанием метрической конвенции; в настоящее время координирует деятельность метрологических организаций более чем 100 стран; хранит международные прототипы метра и килограмма, имеет международные эталоны электрических измерений, единиц ионизирующих излучений, организует периодические сличения национальных эталонов длины, массы, ЭДС, электрического сопротивления и др. Руководство деятельностью МБМВ осуществляет Международный комитет по мерам и весам.

Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ); создана в 1956 г., членами которой являются более 85 стран мира; разрабатывает общие вопросы законодательной метрологии: установление классов точности средств измерений; обеспечение единообразия типов, образцов и систем измерительных приборов, рекомендации по их испытаниям с целью установления единообразия метрологических характеристик средств измерений независимо от страны – изготовителя; порядок поверки и калибровки средств измерений и др.;

20

Международная конференция по измерительной технике и приборостроению (ИМЕКО); образована в 1958г. как научная консультативная организация, проводящая международные конгрессы и семинары по актуальным проблемам и задачам развития измерительной и диагностической техники; Генеральная конференция по мерам и весам, которая собирается в

среднем раз в 4 года; принимает общие решения, наиболее важные для развития метрологии и измерительной техники.

Созданы также региональные международные метрологические организации:

Европейская организация по метрологии (ЕВРОМЕТ); Организация по метрологии Центральной и Восточной Европы

(КООМЕТ); Межгосударственная научно-техническая комиссия по метрологии,

которая координирует работы в области метрологии стран СНГ.

4. Государственный метрологический контроль и надзор

Метрологический контроль и надзор – это деятельность, осуществляемая органом государственной метрологической службы или юридического лица в целях проверки соблюдения установленных метрологических правил и норм.

Государственный метрологический контроль и надзор осуществляется Государственной метрологической службой Ростехрегулирования. Государственный метрологический контроль включает:

утверждение типа СИ; поверку СИ, в том числе эталонов;

лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату СИ.

Государственный метрологический надзор осуществляется:

за выпуском, состоянием и применением СИ, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, соблюдением метрологических правил и норм;

за количеством товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций;

за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже.

В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации № 100 от 12.02.1994 г. для осуществления государственного контроля и надзора за соблюдением субъектами хозяйственной деятельности установлены подведомственные Росстандарту территориальные центры стандартизации и метрологии, выполняющие, в том числе, функции органов государственной метрологической службы.