1.3. Единство измерений, стандартизация и сертификация

Единство измерений — такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности результа­тов измерения известны с заданной вероятностью. Оно позволяет сопо­ставить измерения, выполненные в разное время, разными средствами и методами. Единство измерений обеспечивается единообразием средств измерений и правильностью методик их выполнения. При этом подеди­нообразием средств измерений понимается такое их состояние, при кото­ром они градуированы в узаконенных единицах и их метрологические свойства соответствуют установленным нормам.

Физической величиной (далее величиной) называют свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам, физическим си­стемам, их состояниям и происходящим в них процессам, но в количест­венном отношении индивидуальное для каждого объекта. Все многообра­зие величин сводится всистемы физических величин, связанных между собой зависимостями. В системы входят основные и производные вели­чины. При этом каждая система имеет свой набор этих величин. Для обоз­начения системы величин указывают группу основных величин.Основ­ной называют величину, входящую в систему и условно принятую в ка­честве независимой от других величин этой системы.Производной — ве­личину, входящую в систему и определяемую через основные величины этой системы.Размерностью величины называют выражение, отражаю­щее связь производной величины с основными величинами системы, ко­торое представляет собой произведение основных величин, возведенных в соответствующую степень, называемуюпоказателем размерности ве­личины. Система величин может состоять как из размерных, так и безраз­мерных величин.Размерной называют величину, в размерности которой хотя бы одна из основных величин возведена в степень, не равную нулю,безразмерной — величину, в размерность которой основные величины входят в степени, равной нулю. Безразмерная величина одной системы величин может быть размерной величиной в другой системе.

Для каждой величины, входящей в систему, выбирается единица ве­личины, которой присвоено числовое значение, равное единице. В соот­ветствии с видами величин различают основные и производные единицы, образующие для данной системы величинсистему единиц величин. В ка­честве основных единиц выбирают такие, которые, во-первых, могут быть воспроизведены с наивысшей точностью, а во-вторых, удобны в практике измерений или их воспроизведения. Единицы величин, входя­щих в систему, называютсясистемными. Кроме системных единиц при­меняются ивнесистемные единицы, не входящие ни в одну из систем единиц: единица мощности — лошадиная сила, единицы времени — час, сутки и т. д. Они возникли в процессе развития техники измерений для удовлетворения практических потребностей или введены для удобства пользования ими при измерениях. С теми же целями применяются крат­ные и дольные единицы величин.Кратной единицей называется такая, которая в целое число раз больше системной или внесистемной единицы: килогерц, мегаватт;дольной единицей — такая, которая в целое число раз меньше системной или внесистемной единицы: миллиампер, микро­вольт. Строго говоря, многие внесистемные единицы могут рассматри­ваться как кратные или дольные единицы.

В прошлом существовало несколько вариантов систем единиц, как, например, СГС (сантиметр, грамм, секунда), МКС (метр, килограмм, се­кунда). Наиболее широко распространена во всем мире Международная система единиц СИ, включающая в себя систему единиц МКС (механиче­ские единицы) и систему МКСА (электрические единицы). Система СИ содержит семь основных единиц и две дополнительные. Каждая основная единица имеет наименование, обозначение и свое определение:

• единица длины — метр (м) — длина пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;

• единица массы — килограмм (кг) — масса, равная массе междуна­родного прототипа килограмма;

• единица времени — секунда (с) — продолжительность 9192631770 периодов излучения, которая соответствует переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133 при отсут­ствии возмущения со стороны внешних полей;

• единица силы электрического тока — ампер (А) — сила неизменя­ющегося тока, который при прохождении по двум параллельным провод­никам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, распо­ложенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создал бы между этими проводниками силу, равную 2 · 10⁷Н на каждый метр длины;

• единица термодинамической температуры — кельвин (К) — 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды. Допускает­ся также применение шкалы Цельсия;

• единица количества вещества — моль (моль) — количество веще­ства системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода массой 0,012 кг;

• единица силы света — кандела (К) — сила света в заданном направ­лении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 · 10¹²Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составля­ет 1/683 Вт/ср.

Две дополнительные единицы, входящие в систему, служат для изме­рения плоского и телесного углов, названные соответственно радиан (рад) истерадиан (ср). Дополнительные единицы не относятся к произ­водным, так как они не зависят от основных единиц. Международная сис­тема СИ считается наиболее совершенной и универсальной по сравнению с предшествовавшими ей системами. Кроме основных и дополнительных единиц в системе СИ есть также большое количество производных еди­ниц пространства и времени, механических величин, электрических и магнитных величин, тепловых, световых и акустических величин, а так­же ионизирующих излучений. После принятия Международной системы единиц Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) практиче­ски все крупнейшие международные организации включили ее в свои ре­комендации по метрологии и призвали все страны — члены этих органи­заций — принять ее. В России система СИ официально была принята пу­тем введения в 1963 г. соответствующего государственного стандарта. На сегодняшний день система СИ действительно стала международной, но вместе с тем применяются и внесистемные единицы, например тонна, сутки, литр, гектар и др.

В зависимости от пределов допускаемой основной и дополнительной погрешностей все средства измерений делятся на классы точности.

Класс точности характеризует точность средства измерений, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняе­мых с помощью этих средств. Особым средством измерений является эта­лон.Эталон — средство измерений (или комплекс средств измерений) наивысшей точности, обеспечивающее воспроизведение и (или) хране­ние единицы измерений с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений, выполненное по особой специ­фикации и официально утвержденное в установленном порядке в качест­ве эталона. Эталоны по соподчинению подразделяются на первичные, специальные и вторичные.

Первичные эталоны воспроизводят единицы с наивысшей точно­стью, возможной в данной области измерений на современном уровне на­учно-технических достижений. Первичный эталон может быть нацио­нальным (государственным) и международным. Национальный эталон утверждается в качестве исходного средства измерения для страны наци­ональным органом по метрологии. В России национальные (государст­венные) эталоны утверждает Госстандарт РФ.

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы физи­ческой величины в особых условиях и заменяет для этих условий первич­ный эталон. Международные эталоны хранит и поддерживает Междуна­родное бюро мер и весов (МБМВ). Важнейшая задача деятельности МБМВ состоит в систематических международных сличениях нацио­нальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условий международных экономических связей. Сличению подлежат как эталоны основных величин системы СИ, так и производных. Для них установлены определенные периоды сличе­ния. Например, эталоны метра и килограмма сличают каждые 25 лет, а электрические и световые эталоны — один раз в 3 года.

Значения вторичных эталонов устанавливают по первичному этало­ну. Вторичные эталоны делят на рабочие эталоны, эталоны-свидетели, эталоны-копии и эталоны сравнения.

Рабочий эталон предназначен для передачи размера единицы образ­цовым средствам измерений высшей точности,эталон-свидетель — для проверки сохранности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты,эталон-копия — для передачи размера единицы рабо­чим эталонам, при этом он не всегда является физической копией госу­дарственного эталона.Эталон сравнения (эталон-переносчик, транспор­тируемый эталон) предназначен для сличения эталонов, которые по раз­ным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом, например при международных сличениях, при необходимости транспор­тирования эталона и т. д. Вторичные эталоны утверждаются Госстандар­том РФ или государственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования. Создание и совершенст­вование эталонной базы — чрезвычайно сложная задача, требующая больших усилий коллективов ученых, инженеров, конструкторов и про­изводственников. Это объясняется высокой точностью эталонов единиц электрических величин, превышающей в десятки раз точность использу­емых средств измерений. В современных эталонах все большее примене­ние находят новейшие достижения физики, химии, технологии. Работа с эталонами производится в соответствии с правилами их хранения и при­менения, в которых указываются порядок применения, наблюдения за правильностью хранения, проведения исследований и сличений этало­нов, в том числе и международных.

За последние годы получены высокие результаты точности и надеж­ности эталонов, создаваемых на основе использования квантовых эффек­тов, что позволяет предположить возможность создания новых эталонов. Квантовые эталоны характеризуются высокой степенью стабильности значений воспроизводимых единиц величин. С использованием кванто­вых эффектов создан современный эталон ампера и ома. Если будет так­же создан эталон массы на основе возможностей ядерной физики, то мно­гие существующие эталоны перейдут в разряд «вечных», поскольку раз­мерности их величин связаны с массой.

Стандартизация — это деятельность, направленная на разработку и установление требований, норм, правил, характеристик, рекомендуе­мых и обязательных для выполнения, обеспечивающая право потребителя на приобретение товара надлежащего качества, а также право на без­опасность и комфортность труда.

Цель стандартизации — достижение оптимальной степени упорядо­чения в той или иной области деятельности посредством широкого и мно­гократного использования установленных положений, требований, норм для решения реально существующих или потенциальных задач. Основ­ным результатом деятельности по стандартизации должны быть повыше­ние степени соответствия продукта (услуг), процессов их функциональ­ному назначению, устранение технических барьеров в международном товарообмене, содействие научно-техническому прогрессу в различных сферах деятельности человека.

Стандартизация связана с такими важными понятиями, как объект стандартизации и область стандартизации. Объект стандартиза­ции — продукция, работа (процесс), услуга, подлежащие или подвергши­еся стандартизации.Область стандартизации — совокупность взаимо­связанных объектов стандартизации.

В процессе стандартизации вырабатываются нормы, правила, требо­вания, характеристики, касающиеся объекта стандартизации, которые оформляются в виде нормативного документа, имеющего законодатель­ный или рекомендательный характер.Стандарт — нормативный доку­мент по стандартизации, разработанный, как правило, на основе согла­сия, характеризующегося отсутствием возражений по существенным вопросам у большинства заинтересованных сторон, принятый (утверж­денный) признанным органом (предприятием).

В РФ нормативные документы по стандартизации подразделяют на следующие категории: государственные стандарты РФ — ГОСТ Р; от­раслевые стандарты — ОСТ; технические условия — ТУ; стандарты предприятий и объединений предприятий (союзов, ассоциаций, концер­нов, акционерных обществ, межотраслевых, региональных и других объ­единений) — СТП; стандарты научно-технических и инженерных обще­ств (союзов, ассоциаций и других общественных объединений) — СТО.

К нормативным документам по стандартизации относятся также об­щероссийские классификаторы технико-экономической информации, порядок разработки и применения которых устанавливает Госстандарт РФ.

Работа по стандартизации в России осуществляется руководящим ор­ганом (национальным), рабочими органами и контролирующими органи­зациями. Национальным органом по стандартизации в России является Комитет РФ по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстан­дарт РФ). Он формирует и реализует государственную политику в обла­сти стандартизации, осуществляет государственный контроль и надзор за соблюдением обязательных требований государственных стандартов, участвует в работах по международной (региональной) стандартизации, организует профессиональную подготовку и переподготовку кадров в об­ласти стандартизации, а также устанавливает правила применения меж­дународных (региональных) стандартов, правил, норм и рекомендаций по стандартизации на территории РФ, если иное не установлено между­народными договорами РФ.

Разработку государственных стандартов РФ осуществляют, как пра­вило, технические комитеты (ТК) по стандартизации в соответствии с за­даниями планов государственной стандартизации РФ, программ (планов) работ технических комитетов и договоров на разработку стандартов. Тех­нические комитеты создаются на базе предприятий (организаций), специ­ализирующихся по определенным видам продукции и технологий или ви­дам деятельности и обладающих в данной области наиболее высоким на­учно-техническим потенциалом. При разработке стандартов руководст­вуются действующим законодательством РФ, государственными стан­дартами Государственной системы стандартизации (ГСС) РФ и другими нормативными документами по стандартизации, а также учитываются документы международных и региональных организаций по стандарти­зации.

Ведущую роль по информационному обеспечению работы органов по стандартизации всех стран мира играет Международная организация по стандартизации (ИСО) — Комитет по информационным системам и ус­лугам (ИНФКО), который подотчетен Генеральной Ассамблее ИСО. Она определяет направления его деятельности, цели и задачи, а ИНФКО регу­лярно отчитывается перед ней о проделанной работе. Информационная система ИСО — ИСОНЕТ— входит в состав группы по информации ИНФКО. Приоритетные цели ИСОНЕТ — обеспечение обмена информа­цией о международных и национальных стандартах, о документах по стандартизации (в том числе правительственных), об изданиях книг, справочников и учебной литературы в области стандартизации; установ­ление контактов с информационными системами других международных организаций (ООН, ЮНЕСКО, МАГАТЭ и др.) и создание единого ин­формационного языка, тезауруса. Россия в ИСОНЕТ представлена Гос­стандартом РФ.

В информационном обеспечении большую роль играет Международ­ный классификатор по стандартизации (МКС), служащий методической основой для подготовки национальных указателей стандартов.

Стандарты, входящие в государственную систему обеспечения един­ства измерений (ГСИ), регламентируют основные правила, нормы и по­ложения в области обеспечения единства измерений, порядок утвержде­ния и разработки эталонов физических единиц, требований к методикам и схемам поверки измерительных средств, их государственным испытаниям и аттестации, положения и требования к системам стандартных справочных данных и стандартных образцов.

Отраслевые системы обеспечения единства измерений (ОСИ), явля­ясь составной частью ГСИ, устанавливают научные, технические и орга­низа­цион­ные основы и задачи метрологического обеспечения производ­ства с учетом его особенностей. Государственная и отраслевая системы обеспечения единства измерений регламентируют выбор средств измере­ний для контроля технологических процессов производства и проведения измерений.

Стандарты ГСИ устанавливают также требования к построению, содержанию и изложению нормативно-технических документов на методики выполнения измерений.

В области международной стандартизации работает ряд организаций, наиболее представительными из которых являются: Международная ор­ганизация по стандартизации (ИСО), Международная электротехниче­ская комиссия (МЭК), Европейская организация по качеству (ЕОК), Международная организация мер и весов (МОМВ), Международная ор­ганизация законодательной метрологии (МОЗМ), Европейское экономи­ческое сообщество (ЕЭС), Европейский комитет по стандартизации (СЕН) и др.

Система ИСО/МЭК — самая большая из существующих междуна­родных технических организаций, которая распространяет свою деятель­ность на все отрасли экономики и науки. Основная цель ИСО/МЭК — обеспечение развития стандартизации и смежных с нею областей для содействия международному обмену товарами и услугами, а также разви­тия сотрудничества в интеллектуальной, научно-технической и экономи­ческой деятельности.

Старейшая межправительственная научно-техническая организация МОМВ основана 20 мая 1875 г. в соответствии с подписанной 17 страна­ми (в том числе и Россией) Метрической конвенцией с целью унифика­ции применяемых в разных странах систем единиц измерения, установле­ния фактического единообразия эталонов длины и массы (метра и кило­грамма).

Сертификация — процедура, посредством которой дается гарантия соответствия продукции, процесса, услуги заданным требованиям. Ре­зультатом сертификации является документ, называемыйсертификатом соответствия.

Установление соответствия продукта заданным требованиям осуще­ствляют в испытательных лабораториях посредством испытаний. Под ис­пытанием понимается техническая операция, заключающаяся в опреде­лении одной или нескольких характеристик данной продукции в соответ­ствии с установленной процедурой, по принятым правилам.

Систематическую проверку степени соответствия заданным требова­ниям называют оценкой соответствия. Чаще используют терминконт­роль, который рассматривают как оценку соответствия путем измерения конкретных характеристик продукта.

С оценкой соответствия связаны проверка, надзор и обеспечение со­ответствия. Проверка соответствия — подтверждение соответствия продукции (процесса, услуги) установленным требованиям посредством изучения доказательств.Надзор за соответствием — это повторная оценка с целью убедиться в том, что продукция (процесс, услуга) продол­жает соответствовать установленным требованиям.Обеспечение соот­ветствия — процедура испытаний продукции, результатом которой яв­ляется документ, называемыйзаявлением изготовителя о соответствии (заявление — декларация) — письменная гарантия того, что его продук­ция соответствует конкретным требованиям нормативного документа. В нем отражается справочная информация об изготовителе и изделии.

Подтверждение соответствия через сертификацию предполагает обя­зательное участие третьей стороны. Третья сторона — это система серти­фикации однородной продукции, независимая от поставщика (первая сторона) и от покупателя (вторая сторона).

Системы сертификации пользуются услугами испытательных лабо­раторий, которые могут быть самостоятельными организациями либо со­ставной частью органа по сертификации или другой организации.

Аккредитация — это официальное признание права испытательной лаборатории осуществлять конкретные испытания или конкретные типы испытаний. Аккредитации предшествуетаттестация — проверка ис­пытательной лаборатории с целью установления ее соответствия крите­риям аккредитации. Она представляет собой оценку состояния дел в ла­боратории по определенным параметрам и критериям, выбор которых ба­зируется на рассмотренных выше общих требованиях к испытательным лабораториям.

Аккредитация лаборатории — это самостоятельная область деятель­ности, сопряженная с сертификацией. Существуют различныесистемы аккредитации, располагающие собственными правилами процедуры и управления. Системой аккредитации управляет орган по аккредитации, который может самостоятельно проводить аккредитацию испытательных лабораторий, а также передавать полностью или частично полномочия по аттестации агентству по аттестации или иной компетентной организации. В системах сертификации третьей стороной применяются два способа указания соответствия стандартам: сертификат соответствия и знак соот­ветствия, которые и являются способами информирования всех заинтере­сованных сторон о сертифицированном товаре.

Сертификат соответствия — это документ, изданный по правилам системы сертификации, сообщающий, что обеспечивается необходимая уверенность в том, что должным образом идентифицированная продук­ция (процесс, услуга) соответствует конкретному стандарту или другому нормативному документу. Сертификат может относиться ко всем требо­ваниям стандарта, а также отдельным разделам или конкретным характе­ристикам продукта, что четко оговаривается в самом документе. Инфор­мация, представляемая в сертификате, должна обеспечить возможность сравнения ее с результатами испытаний, на основе которых он выдан.

Знак соответствия — это защищенный в установленном порядке знак, применяемый (или выданный органом по сертификации) в соответ­ствии с правилами системы сертификации, указывающий, что данная продукция (процесс, услуга) соответствует конкретному стандарту. Раз­решение (лицензия) на использование знака соответствия выдается орга­ном по сертификации.

Сертификация может носить обязательный и добровольный характер. Обязательная сертификация осуществляется на основании законов и за­конодательных положений и обеспечивает доказательство соответствия товара (процесса, услуги) требованиям технических регламентов, обяза­тельным требованиям стандартов. Поскольку обязательные требования этих нормативных документов относятся к безопасности, охране здо­ровья людей и окружающей среды, то основным аспектом обязательной сертификации являются безопасность и экологичность. Номенклатура объектов обязательной сертификации устанавливается на государствен­ном уровне управления.

Добровольная сертификация проводится по инициативе юридиче­ских или физических лиц на договорных условиях между заявителем и органом по сертификации всистемах добровольной сертификации. До­пускается проведение добровольной сертификации в системах обязатель­ной сертификации органами по обязательной сертификации. Норматив­ный документ, на соответствие которому осуществляются испытания при добровольной сертификации, выбирается, как правило, заявителем. Зая­вителем может быть изготовитель, поставщик, продавец, потребитель продукции. Системы добровольной сертификации чаще всего объединя­ют изготовителей и потребителей продукции, заинтересованных в разви­тии торговли на основе долговременных партнерских отношений.

В отличие от обязательной сертификации, объекты которой и под­тверждение их соответствия связаны с законодательством, добровольная сертификация касается видов продукции (процессов, услуг), не включен­ных в обязательную номенклатуру и определяемых заявителем. Правила и процедуры системы добровольной сертификации определяются орга­ном по добровольной сертификации. Однако, так же как и в системах обя­зательной сертификации, они базируются на рекомендациях междуна­родных и региональных организаций в этой области. Решение о добро­вольной сертификации обычно связано с проблемами конкурентоспособ­ности товара, продвижением товаров на рынок (особенно зарубежный), предпочтениями покупателей, все больше ориентирующихся в своем вы­боре на сертифицированные изделия. Как правило, развитие доброволь­ной сертификации поддерживается государством.