метрология_ / МСС / Введение
.doc
ВВЕДЕНИЕ
Последующее изложение ориентировано на студента, готовящегося к исследовательской деятельности экспериментального характера в области биологии и медицины.
Эта деятельность, вообще говоря, может иметь различную степень фундаментальности. С одной стороны, будущая работа исследователя может быть посвящена постановке и выполнению научных экспериментов, имеющих целью получение нового знания. Но, с другой стороны, не исключена и повседневная, “рутинная” прикладная деятельность, – например, организация работы лаборатории, выполняющей анализы проб воды, почвы или воздуха с целью экологического мониторинга; организация обследования условий труда на вредном производстве и т. п. Оба эти типа деятельности имеются в виду в пособии.
Из чего складываются результаты работы исследователя при постановке и выполнении экспериментов любого характера?
Во-первых, это замысел, план и методика эксперимента – они могут иметь самостоятельную ценность и использоваться другими экспериментаторами, даже если самим автором замысел не реализован.
Во-вторых, это аппаратная и программная компоненты экспериментального оборудования (их построение, методика первоначального запуска и поддержания в рабочем состоянии).
В-третьих, это данные, непосредственно получаемые при эксперименте, и их ближайшая интерпретация.
В-четвертых, это методы обработки данных – в случае, если они не шаблонны, а в какой-то степени оригинальны.
Наконец, в-пятых, это обобщенные выводы и решения, принимаемые по результатам эксперимента.
Данное пособие, согласно задачам учебной дисциплины, касается в различной степени первых четырех пунктов этого перечня, но в центр изложения поставлен третий пункт – экспериментальные данные, и в особенности вопросы их достоверности и общезначимости, т. е. однозначности их понимания всеми квалифицированными “потребителями” данных. При такой постановке задачи получается, что наиболее важной из трех составляющих дисциплины является метрология, которой в пособии и уделено преимущественное внимание.
Пособие начинается с вводной главы 1, в которой дается краткая характеристика метрологии, стандартизации и сертификации и раскрываются их взаимосвязи. Главы 2 – 5 образуют раздел, посвященный основным понятиям метрологии. В главах 6 – 8 обсуждаются различные аспекты общепринятых и возможных методов обработки экспериментальных данных.
Объем пособия заметно превышает объем материала, который может быть изложен на лекциях при небольшом количестве часов, предусмотренном образовательным стандартом. Это требует от студента, с одной стороны, активной самостоятельной работы и, с другой стороны, умения выделять главное. Подробности могут пригодиться в ходе его будущей работы.
В пособие намеренно не включены некоторые традиционные темы метрологии. Одна из них – принципы действия и структуры средств измерений – не рассмотрена по двум причинам: во-первых, методы и средства, используемые в исследовательской деятельности, исключительно разнообразны; во-вторых, студенты в достаточной степени знакомятся с ними в ходе учебной исследовательской работы.
Другая не освещенная в пособии тема – эталоны и поверочные схемы. Мало вероятно, что студент факультета медицинской физики и биоинженерии займется этими вопросами в своей будущей деятельности; но если это произойдет, то ему потребуются намного более глубокие знания, чем те, которые можно дать в рамках образовательного стандарта.
В приложении даны сведения о некоторых группах стандартов, полезных будущему исследователю. Список литературы, приведенный в конце пособия, довольно обширен в связи с разнообразием научных интересов студентов-исследователей; некоторые менее важные источники упомянуты в тексте.
В подготовке лекционного курса и цикла лабораторных работ весьма существенную помощь оказала аспирантка Наталья Юрьевна Трофимова. Первый, “пристрелочный” вариант лабораторного цикла поставила и провела аспирантка Кадрия Асиятовна Бибарсова. Авторы благодарны декану факультета Медицинской физики и биоинженерии Владимиру Олеговичу Самойлову и другим сотрудникам факультета, проявлявшим постоянный интерес к постановке преподавания метрологии для студентов факультета, а также рецензентам – профессору, доктору технических наук Валерию Анатольевичу Грановскому и старшему научному сотруднику, кандидату технических наук Вячеславу Александровичу Килимнику, общение с которыми было очень полезным.