История развития метрологии
Название «метрологии» происходит от двух греческих слов: «метрон» - мера, «логос» - слово, учение, знание. Таким образом, метрология – это наука о мерах. В первой половине 19 в. она была описательной наукой, описывавшей различные единицы измерения и соотношения между ними. С развитием физических наук со второй половины 19 в. изменилось и содержание метрологии. В настоящее время метрология представляет собой научную систему, устанавливающую определенное единство в области мер, на основе строго математического принципа основных единиц измерения.
С необходимостью измерений различных величин люди столкнулись на самых ранних этапах развития человеческого общества. Одними из первых мер были такие, как локоть, пядь, горсть. С развитием производительных сил, экономики и торговли единицы измерений совершенствовались, уточнялись, утверждались в качестве эталонов.
Впервые идея применения узаконенных высшей властью мер возникла в древнем Египте. В эпоху строительства пирамид египтяне в качестве меры длины применяли царский локоть, который назывался также большим локтем и был приблизительно равен 525 мм. Однако эта мера не была строго обязательной и в тот же период в Египте применялся также так называемый малый локоть, который равнялся приблизительно 450 мм. Египтянам принадлежит и идея построения производных неоднородных единиц на основе линейных мер. Применявшиеся ими единица площади арур представляла собой площадь квадрата со стороной в сто царских локтей. Единица емкости хотен представляла собой 0,5 объема куба, ребро которого равно длине царского локтя.
Попытки систематизации однородных величин имели место в еще более глубокой древности. Около 5000 лет назад китайцы имели стройную систему мер. В качестве своеобразного эталона всех мер длины ими была принята длина наибольшей из трубок бамбуковой свирели. Эта свирель состояла из 12 трубок одинакового диаметра. Длина их была подобрана так, чтобы получалась хроматическая гамма. Весьма интересен и тот факт, что дм определения размеров трубок был принят природный эталон – зерна черного проса, которые имеют вполне определенный размер. Длина наибольшей трубки была равно 81 зерну проса, уложенному по длине, или 100 зернам проса, уложенным по толщине. При этом объем наибольшей трубки, вмещавшей 120 зерен, был принят за единицу емкости. Вес 100 зерен являлся наименьшей единицей веса.
В Европе наиболее ранняя попытка создания узаконенных мер имела место в Греции в VIв. до н.э. Мерой длины в то время в Греции был фут, равный приблизительно 297 мм. Наряду с этим разрешалось применение других мер.
Проводимые в более позднее время попытки введения узаконенных мер успеха не имели. В различных странах и внутри отдельных стран для измерений однородных величин применялось большее количество разнообразных мер. Выбор размера их носил случайный, а порой анекдотический характер. Так, французский король Карл Великий утвердил основной мерой длину своей ступни – «королевский фут». Позднее Эдуард IIввел железный локоть – ярд, равный расстоянию от кончика королевского носа до конца вытянутой руки.
Хаос в области практических мер, царивший до 18 в. почти во всех странах, осложнял внутренние и международные торговые связи. Например, в 15 в. в Австрии почти в каждом городе были свои меры, а в некоторых городах на одном рынке были одни меры, а на другом – другие.
В конце 18 в. в Европе насчитывалось до 100 различной длины футов, около 50 различных миль, свыше 120 различных фунтов. Многие из этих мер носили местный характер и при утрате подлинника установить их размеры фактически было невозможно.
В Древней Руси наличие отдельных обособленных княжеств препятствовало созданию единых мер. Первая попытка создания узаконенных образцовых мер была предпринята Московским государством в 1555 г., когда были изготовлены и разосланы «печатные меры». В 1747 г. был изготовлен эталон единицы массы – фунт.
С начала 18 в. и до начала 20 в. наиболее распространенными единицами длины в России были : аршин, равный 28 английским дюймам (711 мм), трехаршинная сажень и верста в 500 сажен.
Мерами массы в тот же период были: 1 берковец = 10 пудам, 1 пуд = 40 фунтам = 16 кг, 1 фунт = 19 золотникам = 409 г., 1 золотник = 906 долям.
Для измерения вместимости существовала единица вместимости бочка. 1 бочка (491,976 дм3) = 40 ведрам; 1 ведро (12,2944 дм3) = 20 бутылкам. В качестве мер вместимости сыпучих тел пользовались также единицами: чарка (3, 27984 дм3), четверик (26, 2387 дм3), равный 8 чаркам и четверть, равная 8 четверикам..