
- •Глава 6. Основные понятия и технические средства метрологии (ред. №8)
- •6.2. Классификация измерений.
- •6.3. Погрешности измерений и их классификация
- •6.4. Исторические аспекты развития метрологии
- •6.4.1. Краткая история развития метрологии в России.
- •6.4.2. Создание международных метрологических организаций
- •6.5. Исходные понятия метрологии. Измерительные шкалы
- •Шкала твердости Мооса
- •Некоторые основные реперные точки мшт-902
- •6.6. Система воспроизведения единиц величин
- •6.6.1. Международная система единиц
- •6.6.2. Технические средства воспроизведения величин
- •6.7. Поверочные схемы
- •Вопросы и задания для самоконтроля
6.4. Исторические аспекты развития метрологии
6.4.1. Краткая история развития метрологии в России.
Время появления первых мер в России точно не установлено, но упоминания о них встречаются в древнерусской письменности. Меры были примитивны и неустойчивы, хотя они появились давно, по-видимому, с тех пор как появился обмен и торговля. Например, при раскопках (1951-1952 годы), проводимых в Новгороде под руководством профессора Арциховского А.В., было обнаружено 428 берестяных грамот, служивших средством письменного общения между новгородцами и другими жителями России. В этих грамотах упоминаются «кадь» овса, ячменя, ржи или «короб», «ослинка» ржи, «стог» сена, равный пяти «овинам» и т.д. Здесь же встречаются денежные единицы гривна и рубль (рубленая часть гривны, равная 200 граммам серебра). Найденные грамоты датируются ХIV веком.
В России были распространены меры длины, связанные с различными размерами человеческого тела: «локоть» или «аршин» — расстояние от локтя до переднего сустава среднего перста, «сажень» — расстояние между концами пальцев рук человека. Сажень впервые упоминается в XI веке и в разное время соответствовала 152 или 176 см. В большом ходу была «косая сажень» — расстояние от пальцев вытянутой руки вверх до пальцев ноги по диагонали. Эта мера соответствовала 216 см (иногда 248 см).
В других странах размеры также связывались с размерами человеческого тела, например английский фут примерно соответствовал размерам стопы 0,3048 м. В целях упорядочивания российских мер длины Петр I своим Указом приравнял сажень семи английским футам. Таким образом сажень на Руси стала точно равна 2,1136 м (т.е. примерно «косой сажени»).
Для измерения пути применялась «верста» (1067 м), но размер её в разное время на Руси колебался от 500 до 1000 саженей. Для измерения площади применялась «десятина», равная примерно квадрату 100100 м2 (одна десятина равна 1,09 гектара).
Контроль за мерами осуществляли городские власти и церковь. Обман при продаже и обмене иногда строго наказывался, вплоть до раздела имущества в пользу города и церкви. Так, в Наказе Петра I «О сборе Московской Большой таможне пошлин» в 1698 году указывалось: «за найденные непрямые, воровские весы, лавки опечатать, товары отобрать и семьей сослать»
Для метрологической поверки и аттестации весов и измерителей длины пытались привлечь хоть какие-то единые меры. Особенно это было необходимо во внешнеторговых сделках. В 1758 году (при царствовании Елизаветы Петровны) появляется документ: «Для провиантского правления регуны (правила)», в котором, в частности, не рекомендуется использовать в качестве мерных гирь камни в рогоже, так как камни дробятся, а рогожа намокает. В этом документе предлагается использовать в качестве мер пушечные ядра, которых в крепостях предостаточно, сделать аршины железные верные (т.е. правильные) и с обеих концов заклейменные так, чтобы ни урезать, ни упиловать невозможно было».
Первая государственная служба мер и весов была организована в 1827 году (при царствовании Николая I). Это была комиссия, которая работала над созданием документа «Положение о мерах и весах». Положение было введено в действие первого января 1845 году и эту дату можно считать началом существования в России государственной метрологической службы. В соответствии с этим Положением были изготовлены и введены в действие платиновая сажень и платиновый фунт (409,12 г), которые являлись государственными эталонами длины и массы. Для хранения этих эталонов в Петропавловской крепости Санкт-Петербурга было построено несгораемое здание «Депо образцовых мер и весов» (депо в переводе с французского — склад, хранилище).
Специальные правила устанавливали порядок надзора за изготовлением, выпуском и клеймением эталонов мер и весов, находящихся в непосредственном применении. Этими правилами определялись номиналы и допустимые отклонения в номиналах эталонов мер и весов, а также устанавливались правила проверки этих отклонений. Это был первый большой вклад упорядочивания применения СИ в общегосударственном масштабе. В 1848 г. в России вышла первая книга по метрологии Ф.И. Петрушевского «Общая метрология», в которой были описаны меры и денежные знаки различных стран.
Однако в целом в России развитие государственной метрологической службы шло медленно. Штат Депо состоял из двух человек: ученого-хранителя академика А.Я. Купфера и его помощника. Они занимались только периодической поверкой образцовых мер, поверка же мер и весов в торговле осуществлялась в «казенных» учреждениях лицами слабо знакомыми с делами поверки.
Здание Депо было не приспособлено для хранения государственных эталонов, летом в нем было жарко, зимой - холодно. Преемник академика Купфера А.Я. профессор Глухов В.С. после поездки за границу и знакомства с условиями хранения мер в Германии и Франции стал добиваться постройки нового здания Депо. Это здание было построено в 1879 году, а в 1892 году на должность ученого-хранителя образцовых мер и весов был назначен Д.И. Менделеев. На этом посту он многое сделал для организации метрологической службы в России и по праву считается основоположником метрологии в России. Как великий ученый, он понимал роль метрологии для всех областей деятельности государства и науки.
В 1893 году Депо образцовых мер и весов было преобразовано в Главную палату мер и весов, ставшей центральным учреждением России по метрологии. В Палате были организованы лаборатории для проведения научно-исследовательских работ по разным направлениям метрологии.
В 1900 году было введено новое «Положение о мерах и весах», которое узаконило новые эталоны фунта и аршина (1 аршин = 71,12 см), а также разрешила их применение наряду с метрическими единицами.
Д.И. Менделеев предложил создать по России сеть поверочных Палаток, подчиненных Главной палате и осуществляющих поверку и клеймение мер и весов на местах. Он считал, что общее число Палаток должно быть не менее 150. При жизни ему удалось открыть 25 Палаток.
После Великой Октябрьской Социалистической революции в России одним из первых декретов Советской власти был Декрет (14 сентября 1918 г.) о введении метрической системы в качестве обязательной по всей стране. В период гражданской войны никакие метрологические преобразования не проводились. Только 30 ноября 1921 года было издано Постановление Совета труда и обороны о поверке мер и весов по всей России. После образования СССР (30 декабря 1922 г.) было издано «Положение о мерах и весах в СССР», которое вступило в силу на его территории 6 июня 1924 года. В СССР ещё действовала государственная метрологическая система, заложенная Д.И. Менделеевым. В 1924 году в СССР работали 34 Палатки, а в 1927 году - 72 Палатки. Возобновились работы в научных лабораториях Главной палаты, где уже создавались новые государственные эталоны метрической системы.
Пока все основные проблемы метрологии сводились к правильному измерению размеров и взвешиванию, но уже остро вставали и другие проблемы, связанные с развитием таких отраслей промышленности, как приборостроение, авиация, станкостроение, оборонная промышленность и др., а также с импортом и экспортом товаров.
15 сентября 1925 года постановлением СНК СССР был создан Комитет по стандартизации при Совете Труда и Обороны, а в 1938 году постановлением СНК СССР был образован Комитет по делам мер и измерительных приборов при СНК СССР, как самостоятельный орган, права и функции которого были значительны, как органа при правительстве СССР. Главная палата, организованная Д.И. Менделеевым, во время войны была преобразована во Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И. Менделеева (ВНИНМ). Этот институт и в настоящее время является ведущим научным метрологическим учреждением России среди многих других научно-исследовательских институтов метрологического направления в стране (более подробные сведения о метрологических организациях России приведены в гл.11).
В 1954 году организуется Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР (Госстандарт), который в последующем был преобразован в Государственный Комитет Российской Федерации по стандартизации и метрологии (Госстандарт России) – вплоть до 90-х годов прошлого столетия. В настоящее время федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики нормативно-техническому регулированию в области обеспечения измерений осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Основные полномочия и функции Росстандарта приведены в прил. 1.