9. Метрологическое обеспечение стандартизации и

сертификации………………………………………………….. 116

Литература……………………………………………………... 121

Введение

Роль измерений непрерывно возрастает во всех областях науки, техники, промышленности. Как следствие, растут требования к качеству измерений. Большое значение приобретает также достоверность и надежность измерений. Все больше возрастает и роль метрологии – науки об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. В метрологии рассматриваются общие вопросы измерений: единицы физических величин и их системы, эталоны и способы передачи размеров единиц от эталонов образцовым и рабочим средствам измерений, методы и средства измерений, общие методы обработки результатов измерений и оценки их точности и достоверности, основы обеспечения единства измерений.

Все инженеры и специалисты, широко применяющие измерения в своей практической деятельности, должны уделять должное внимание вопросам метрологии, т.к. неумение правильно использовать средства измерений, оценить результаты измерений нередко бывает причиной ошибочных выводов, снижения качества продукции и т.п.

В учебном пособии даются общие сведения о видах и средствах измерений, их метрологических, динамических и статических характеристиках. При изложении теории погрешностей рассмотрены факторы, влияющие на точность измерений, указаны основные пути их устранения, даются рекомендации, повышающие точность и достоверность экспериментов.

На примере теплотехнических измерительных приборов показаны основные принципы действия устройств, составляющих основу автоматизации атомных электростанций и объектов энергетической промышленности. Особое внимание уделяется различным методикам измерения термоэдс, температуры, давления, расхода и других величин. Рассматриваются преимущества и недостатки отдельных методов, средств измерений и приборов.

Повышение требований потребителя к качеству продукции и необходимость дальнейшего совершенствования качества определили возрастающую роль стандартизации и сертификации. Стандартизация в настоящее время является важнейшим и неотъемлемым звеном в системе управления техническим уровнем и качеством продукции и услуг на всех этапах их жизненного цикла – от проектирования до утилизации. А сертификация рассматривается как официальное подтверждение соответствия стандартам и во многом определяет конкурентоспособность продукции. Минимальные знания по основам сертификации и стандартизации требуются инженеру любой специальности для обеспечения взаимопонимания между партнерами как в сфере техники и технологий, так и в конечном итоге в торгово-экономических связях. В учебном пособии излагаются основы систем государственной стандартизации и сертификации, а также их виды, принципы и методы. На получение достаточно надежных и достоверных результатов должна быть направлена также работа по метрологическому обеспечению деятельности по сертификации и стандартизации продукции и услуг.

1. Метрология, измерения и их значение в деятельности человека

Измерения являются одним из путей познания природы, объединяющим теорию с практической деятельностью человека. Они являются основой научных знаний, служат для обеспечения требуемого качества продукции, совершенствования технологии, автоматизации производства, стандартизации, взаимозаменяемости деталей и узлов и для многих других отраслей человеческой деятельности. Измерения количественно характеризуют окружающий материальный мир, раскрывая действующие в природе закономерности. Об этом очень образно сказал основоположник отечественной метрологии Дмитрий Иванович Менделеев: «Наука начинается … с тех пор, как начинают измерять». Известно аналогичное высказывание и основоположника английской метрологии Томсона: «Каждая вещь известна лишь в той степени, в какой ее можно измерить».

Под измерительной техникой в широком понимании подразумевают как все технические средства, с помощью которых выполняют измерения, так и технику проведения измерений. Во всем мире ежедневно производятся тысячи миллиардов различных измерений. Необходимо, чтобы результаты измерений одинаковых величин, полученные в разных местах и с помощью различных измерительных средств, были сопоставимы на уровне требуемой точности.

В первую очередь, для этого необходимо единообразие единиц измеряемых величин и мер, осуществляющих вещественное их воспроизведение. Высокая степень единообразия или, как говорят, единство мер, является одним из условий сопоставимости результатов измерений. Кроме того, необходимо выполнение ряда других условий для того, чтобы обеспечить все те качества результатов измерений, которые нужны для их сопоставимости и правильного использования, что в целом называют единством измерений. Вопросами теории и практики обеспечения единства измерений занимается метрология.

Метрология в самом широком понимании представляет собой науку об измерениях, об обеспечении их единства, о способах достижения требуемой точности, а также о методах и средствах достижения указанных целей [1]. Метрология служит теоретической основой измерительной техники.

Чем больше развивается измерительная техника, тем большее значение приобретает метрология, создающая и совершенствующая теоретические основы измерений, обобщающая практический опыт в области измерений и направляющая развитие измерительной техники.

При всем множестве и многообразии предприятий, изготовляющих средства измерений, и при много большем множестве предприятий, организаций и учреждений, производящих измерения и использующих их результаты, метрология создала и осуществила систему, направленную на всеобщее обеспечение единства мер и единства измерений.

Область измерений очень обширна – от далеких галактик до мельчайших частиц, из которых построен атом, от температуры Солнца и ядерных реакций до низких температур криогенных установок и т.п. Измерения служат для познания природы; точность измерений – это путь к открытиям, хранению и применению точных знаний.

Старые средства измерений (палка, тень, чашка, камень) заменились новыми, позволяющими нам воспринимать невидимый свет, ощущать магнитные силы и другие явления, которые иначе были бы нам неизвестны.

Точные измерения неоднократно позволяли делать фундаментальные открытия. Так, со времен Ломоносова и Лавуазье считался непреложным закон сохранения вещества, по которому сумма масс веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе продуктов реакции. Однако при химической реакции выделяется или поглощается энергия. В соответствии с теорией относительности и законом эквивалентности массы и энергии масса продуктов реакции несколько отличается от суммы реагирующих масс. Но долгое время показать это на опыте не удавалось, т. к. техника измерений была несовершенна. Теперь, когда техника измерений ушла далеко вперед, это изменение можно обнаружить, например, при ядерных реакциях при выделении очень большого количества энергии. Другой пример – повышение точности измерения плотности воды привело в 1932 г. к открытию тяжелого изотопа водорода – дейтерия, ничтожное содержание которого в обычной воде немного увеличивает ее плотность.

Таким образом, ясно, что без получения достаточно полных и достоверных сведений было бы невозможно достигнуть крупнейших научных и практических результатов в области атомной энергии, космоса, создания новых материалов и т.д.

Большую роль в бурном росте значения метрологии сыграло развитие автоматизации. Именно автоматизация предъявила повышенные требования к точности, достоверности и сопоставимости результатов измерений.

С каждым годом задача сбора и переработки измерительной информации становится все шире. Поэтому особое значение имеет быстродействие приборов, которое позволяет накопить за короткий промежуток времени огромное количество результатов измерений.

Важнейшей задачей современного приборостроения является обеспечение высокой эксплуатационной надежности и, в особенности, долговременной метрологической надежности средств измерений. Если вообще отказ одного из всего комплекса измерительных устройств может быть причиной выхода из строя станка или какой-либо другой установки, то «метрологический отказ», т.е. нарушение точности, потеря чувствительности и т.п., остающиеся незамеченными, может стать причиной искажений сигналов, неверных измерений и т.д. Оставаясь незамеченными в течение длительного времени эти «метрологические отказы», в конце концов, при неблагоприятном стечении обстоятельств могут стать причиной катастрофы.

Развивая мысль Д.И.Менделеева о том, что «в природе мера и вес – суть главные орудия познания», можно сказать, что уровень той или иной области знания, во многом определяется развитием соответствующих измерений.