2. Основные термины и их определения

Основная цель метрологии – обеспечить качество измерений на любом участке практической деятельности, пользуясь современными методиками и средствами измерений, в соответствии с требованиями отечественных и международных стандартов. Осуществить эту цель без представлений о сути основных понятий невозможно. Поэтому к четкости терминологии в метрологии всегда предъявлялись очень высокие требования. В настоящее время в связи с расширением рыночных отношений и широким выходом страны на международный рынок с товарами и услугами уточнение содержания каждого понятия становится особенно важным.

Термины и определения в метрологии сведены в следующие нормативные документы и справочники:

1. «Об обеспечении единства измерений», ФЗ №102-Ф от 26.06.2008г.

2. Словарь МОЗМ «Международный словарь основных и общих терминов в метрологии» (VIM), 2007

В связи с обширностью и доступностью справочной литературы остановимся лишь на самых основных терминах с учетом тех уточнений, которые введены в их определение современными нормативными документами и Законом «Об обеспечении единства измерений».

Аттестация методик (методов) измерений – исследование и подтверждение соответствия методик (методов)измерений установленным метрологическим требованиям к измерениям.

Ввод в эксплуатацию средства измерений– документально оформленная в установленном порядке готовность средства измерений к использованию по назначению.

Воспроизводимость результатов измерений – близость (в пределах установленной погрешности) результатов измерений одной и той же величины при проведении измерений в измененных условиях. При этом необходимо указывать, какие именно условия были изменены. Изменяющимися условиями могут быть принцип или метод измерения; измерительный прибор или эталон; место; время; условия применения; квалификация наблюдателя и др. Воспроизводимость может быть выражена количественно с помощью параметров, характеризующих дисперсию результатов. В этих случаях обычно подразумевается, что результаты измерения являются уже исправленными, т.е. в них введены поправки на систематическую погрешность.

Вторичный эталон единиц величин – это эталон, получающий размер единицы величины непосредственно от государственного эталона данной единицы величины.

Государственный метрологический надзор – контрольная деятельность в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, осуществляемая уполномоченными федеральными органами исполнительной власти и заключающаяся в систематической проверке соблюдения установленных законодательством Российской Федерации обязательных требований, а также в применении установленных законодательством Российской Федерации мер за нарушения, выявленные во время надзорных действий. Фактически государственный метрологический надзор – это деятельность, осуществляемая федеральными органами исполнительной власти в целях проверки соблюдения установленных обязательных требований по обеспечению единства измерений.

Государственный первичный эталон единицы величины – государственный эталон единицы величины, обеспечивающий воспроизведение, хранение и передачу единицы величины с наивысшей в Российской Федерации точностью, утверждаемый в этом качестве в установленном порядке и применяемый в качестве исходного на территории Российской Федерации.

Государственный эталон единицы величины – эталон единицы величины, находящийся в федеральной собственности.

Единица величины – фиксированное значение величины, которое принято за единицу данной величины и применяется для количественного выражения однородных с ней величин.

Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы. В VIM этот термин определяется как такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в установленных единицах величин, и погрешности (неопределенности) измерений не выходят за установленные границы.

Значение величины – оценка размера величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.

Согласно VIM, значение величины определяется как «значение конкретной величины, выражаемое, как правило, произведением единицы измерения на число». При этом значение величины может быть положительным, отрицательным или нулевым. Значение величин, имеющих размерность, равную 1, как правило, выражается безразмерным числом.

Значение величины получают в результате ее измерения или вычисления в соответствии с основным уравнением

где Q – значение величины;

– числовое значение измеряемой величины в принятой системе единиц.

В зависимости от размера выбранной единицы изменяется числовое значение величины, при этом ее размер остается одним и тем же. Численным значением называется отвлеченное число, входящее в значение физической величины. Например: 12 кг – значение величины (массы тела), 12 – численное значение.

Измерение – совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины. Ранее этот термин трактовался как нахождение значения величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Испытания стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа – работы по определению метрологических и технических характеристик однотипных стандартных образцов или средств измерений.

Истинное значение величины определяют как значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношении соответствующее свойство объекта или как «значение, соответствующее определению данной конкретной величины (VIM)».

Это понятие соотносимо с понятием абсолютной истины, которая познается лишь в результате бесконечного процесса познания. На каждом историческом этапе познается только относительная истина. Поэтому истинное значение величины получено быть не может, т.к. процессы, методы и средства измерений бесконечно совершенствуются.

Для каждого уровня развития измерительной техники можно определить лишь действительное значение величины, которое является аналогом относительной истины и применяется вместо ее истинного значения. Таким образом, действительное значение величины может быть использовано вместо истинного либо может его заменить.

Согласно VIM, действительное значение величины – это «значение, приписываемое конкретной величине и принимаемое, часто по соглашению, как имеющее неопределенность, приемлемую для данной цели». Из этого определения следует, что любое значение, приписываемое величине, воспроизводимой эталоном, может быть принято в качестве действительного значения и выступать на данном этапе развития измерительной техники как истинное значение. Например, рекомендованное в 1986 г. значение постоянной Авогадро составляет 6,0221367×10²³ моль^–l. В настоящее время это значение используется в расчетах и экспериментах как истинное (действительное) значение величины.

В метрологических справочниках «действительное значение величины» иногда называют «приписанным значением», «наилучшей оценкой величины», «номинальным значением». За действительное значение величины обычно принимают среднее арифметическое из ряда значений величины, полученное при равноточных измерениях или арифметическое среднее взвешенное при неравноточных измерениях. При поверке средств измерений действительным значением является значение образцовой меры или показание образцового средства измерений.

Исходный эталон – это эталон юридического лица или индивидуального предпринимателя, обладающий наивысшими метрологическими свойствами для данного юридического лица или индивидуального предпринимателя. От этого эталона размер единицы величины передается другим эталонам и средствам измерений.

Калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений.

Методика (метод)измерений – совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленными показателями точности.

Ранее понятия «метод» и «методика измерений» несколько различались, так метод измерения – это логическая последовательность операций, описанная в общем виде, которая применяется при выполнении измерений. Методы измерений могут быть различными, например: непосредственной оценки, сравнения с мерой, дифференциальный, противопоставления, нулевой, замещения, совпадений. Выбор метода измерений диктуется поставленной технической задачей и наличием необходимых средств измерений. Методика же выполнения измерений – это совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результата измерений с установленной погрешностью. Требования к методикам выполнения измерений устанавливаются законодательством Российской Федерации о техническом регулировании, федеральными законами, нормативными правовыми актами Президента и Правительства Российской Федерации.

Метрологическая служба – организующие и (или) выполняющие работы по обеспечению единства измерений и (или) оказывающие услуги по обеспечению единства измерений структурное подразделение центрального аппарата федерального органа исполнительной власти и (или) его территориального органа, юридическое лицо или структурное подразделение юридического лица либо объединения юридических лиц, работники юридического лица, индивидуальный предприниматель.

Метрологическая экспертиза – анализ и оценка правильности установления и соблюдения метрологических требований применительно к объекту, подвергаемому экспертизе. Метрологическая экспертиза проводится в обязательном (обязательная метрологическая экспертиза) или добровольном порядке.

Метрологические требования – требования к влияющим на результат и показатели точности измерений характеристикам (параметрам) измерений, эталонов единиц величин, стандартных образцов, средств измерений, а также к условиям, при которых эти характеристики (параметры) должны быть обеспечены.

Образцовое вещество – это образцовая мера в виде вещества с известными свойствами, воспроизводимыми при условиях приготовления, указанных в утвержденной спецификации. Например, чистая вода, чистые газы, чистые металлы.

Образцовое средство измерений – это устройство, предназначенное для поверки подчиненных средств измерений и утвержденное в качестве образцового.

Обязательные метрологические требования – метрологические требования, установленные нормативными правовыми актами Российской Федерации и обязательные для соблюдения на территории Российской Федерации.

Передача единицы величины – приведение единицы величины, хранимой средством измерений, к единице величины, воспроизводимой эталоном данной единицы величины или стандартным образцом.

Поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям.

Поверочная схема – утвержденный документ, устанавливающий средства, методы и точность передачи размера единицы от эталона или исходного образцового средства измерения к рабочим средствам измерений.

Поверочная установка – это измерительная установка, укомплектованная образцовыми средствами измерений и предназначенная для поверки других средств измерений.

Прослеживаемость – свойство эталона единицы величины или средства измерений, заключающееся в документально подтвержденном установлении их связи с государственным первичным эталоном соответствующей единицы величины посредством сличения эталонов единиц величин, поверки, калибровки средств измерений.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины получают непосредственно от средства измерений.

Рабочее средство измерений – это устройство, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единиц. Например, весы для отпуска товаров.

Размер – это количественная определенность величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу.

Например: каждое тело обладает определенной массой. Отличить одно тело от другого можно по массе, т.е. по размеру такой величины, как масса. Можно различать тела по размеру такой величины как длина, плотность и т.д. Более точные оценки этих тел (веществ) могут быть получены лишь после измерения их параметров.

Разряд образцовых средств измерений– это категория образцовых средств измерений, отнесенных к одной и той же ступени поверочной схемы.

Результат измерений – это значение, приписываемое измеряемой величине, полученное путем ее измерения.

При применении термина «результат измерений» следует четко указывать, к чему он относится – к показанию прибора, к неисправленному или исправленному результату, и проводилось ли усреднение результатов нескольких измерений.

Если автоматическим средством измерений предусмотрена обработка ряда измерений, то в результат измерений включается и его погрешность.

Система единиц величин – это совокупность основных и производных единиц величин, образованная в соответствии с принятыми принципами для заданной системы единиц.

Сличение эталонов единиц величин – совокупность операций, устанавливающих соотношение между единицами величин, воспроизводимых эталонами единиц величин одного уровня точности и в одинаковых условиях.

Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений. Ранее к средству измерений предъявлялось и ряд дополнительных требований. Оно должно иметь нормированные метрологические характеристики и быть способным воспроизводить или хранить величину заданного размера.

Средство контроля – это устройство, воспроизводящее и (или) хранящее величину заданного размера, предназначенное для определения состояния контролируемого объекта и обладающее нормированными метрологическими характеристиками.

Стандартный образец – образец вещества (материала) с установленными по результатам испытаний значениями одной и более величин, характеризующих состав или свойство этого вещества (материала).

Стандартный образец состава и свойств веществ и материалов – это образец вещества (материала), устанавливающий, воспроизводящий, хранящий единицы величин, характеризующие состав или свойства этого вещества (материала).

Сходимость результатов измерений – характеристика качества измерений, отражающая близость друг к другу последовательных измерений одной и той же величины, выполненных повторно в течение короткого промежутка времени одними и теми же средствами, одним и тем же методом, в одинаковых условиях, с одинаковой тщательностью и одним и тем же наблюдателем.

Технические системы и устройства с измерительными функциями – технические системы и устройства, которые наряду с их основными функциями выполняют измерительные функции.

Технические требования к средствам измерений – требования, которые определяют особенности конструкции средств измерений (без ограничения их технического совершенствования) в целях сохранения их метрологических характеристик в процессе эксплуатации средств измерений, достижения достоверности результата измерений, предотвращения несанкционированных настройки и вмешательства, а также требования, обеспечивающие безопасность и электромагнитную совместимость средств измерений.

Тип средств измерений – совокупность средств измерений, предназначенных для измерений одних и тех же величин, выраженных в одних и тех же единицах величин, основанных на одном и том же принципе действия, имеющих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной и той же технической документации.

Тип стандартных образцов – совокупность стандартных образцов одного и того же назначения, изготавливаемых из одного и того же вещества (материала) по одной и той же технической документации.

Утверждение типа стандартных образцов или типа средств измерений – документально оформленное в установленном порядке решение о признании соответствия типа стандартных образцов или типа средствизмерений метрологическим и техническим требованиям (характеристикам) на основании результатов испытаний стандартных образцов или средств измерений в целях утверждения типа.

Фасованные товары в упаковках – товары, которые упаковываются и запечатываются в отсутствие покупателя, при этом содержимое упаковки не может быть изменено без ее вскрытия или деформирования, а масса, объем, длина, площадь или иные величины, определяющие количество содержащегося в упаковке товара, должны быть обозначены на упаковке.

Физическая величина – характеристика одного из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общая в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальная для каждого объекта.

Индивидуальность в количественном отношении следует понимать в том смысле, что значение величины или размер величины может быть для данного объекта в определенное число раз больше или меньше, чем для другого.

Термин «физическая величина» в VIM заменен на термин «измеряемая величина» при сохранении его содержания и применяется для описания материальных систем и объектов (явлений, процессов и др.), изучаемых в любых науках (физике, химии, материаловедении и др.). Величины в общем смысле (длина, масса, время) могут быть и величинами в индивидуальном смысле, т.е. величинами для конкретных объектов.

Материальный объект в виде физической системы обычно описывается заданием значений многих величин. Так, например, при определении прочности строительных материалов при сжатии измеряются: площадь образца; усилие, приведшее к его разрушению; время действия нагрузки; влажность среды испытания и самого образца и др.

Величины характеризуются значением (истинным или действительным), размером, размерностью, системой, родом (однородные и неоднородные) и др. Для каждого параметра величины существуют совершенно четкие определения.

Эталон единицы величины – техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи размера величины.