Учебное пособие: Основы стандартизации, метрологии и сертификации
Метрологическая
служба —
совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение
единства измерений (Закон РФ).
По существу,
метрологическая служба — это сеть организаций, отдельных организаций или
отдельных подразделений, на которые возложена ответственность за обеспечение
единства измерений. Различают понятия “государственная метрологическая служба”,
“метрологические службы государственных органов управления РФ” и
“метрологические службы юридических лиц”
Поверка
средства измерений —
совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической
службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью
определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным
техническим требованиям (Закон РФ).
1.2 Краткая история метрологии, роль измерений и значение
метрологии
Метрология как область
практической деятельнов-ти зародилась в древности. На всем пути развития
человеческого общества измерения были основой отношений людей между собой, с
окружающими предметами, природой. При этом вырабатывались единые представления
о размерах, формах, свойствах предметов и явлений, а также правила и способы их
сопоставления.
Наименования
единиц измерения и их размеры появлялись в давние времена чаще всего в соответствии
с возможностью применения единиц и их размер ров без специальных устройств, т.
е. создавались с ориентацией на те единицы, что были “под руками и ногами”. В
России в качестве единиц длины были “пядь”, “локоть”.
Для
поддержания единства установленных мер еще в древние времена создавались
эталонные (образцовые) меры. К ним относились бережно: в древности они
хранились в храмах, церквях как наиболее надежных местах для хранения ценных
предметов.
По мере
развития промышленного производства повышались требования к применению и
хранению мер, усиливалось стремление к унификации размеров единиц физических
величин.
В начале
1840 г. во Франции была введена метрическая система мер. Значимость метрической
системы глубоко оценил Д.И. Менделеев. В 1867 г. с трибуны съезда русских
естествоиспытателей он выступил с призывом содействовать под-? готовке
метрической реформы в России. По его инициативе--^ Петербургская академия наук
предложила учредить международную организацию, которая обеспечивала бы единообразие
средств измерений в международном масштабе. Это предложение получило одобрение,
и в 1875 г. на Дипломатической метрологической конференции, проведенной в
Париже, в которой участвовали 17 государств (в том числе Россия) была Принята
Метрическая конвенция.
По мере
унификации единиц измерений во многих государствах вводились законодательные
нормы, которые защищали покупателей от недобросовестности производителей и распространителей
товаров и услуг. В России в XVI в. контроллеры (целовальники) на рынках разыскивали
и отбирали старые (неофициальные) меры. За пользование ими налагали большой
штраф и даже заключали виновных в тюрьму.
Еще больше
усилился надзор за мерами в XVII в. Им занимались таможни, “кружечные дворы”. В
Москве действовали Померная изба и Большая таможня. Померная изба проводила
периодическую (“как год минет”) поверку мер и изымала неправильные
(“воровские”) меры.
В наказе
царя Федора Алексеевича Большой Московской таможне о сборе таможенных пошлин
(1681 г.) говорилось, что за найденные у торговцев воровские меры определялась
конфискация товаров и ссылка с семьей.
Решительный
и жесткий характер Петра I проявился в его наказе “О сборе в Московской Большой
таможне пошлин” (1698): “за найденные непрямые, воровские весы лавки опечатать,
товары отобрать и семьей сослать”. Он же в Уставе воинских артикулов (1716)
писал: “Наказание за обмер и обвес — возвратить добро втрое, взимать штраф,
подвергнуть телесному наказанию”. В 1745 г. публикуется Указ сенатский о рассылке из
камер-коллегии во все города заклейменных мер для хлеба и о взыскании штрафа с
того, у кого окажутся неуказанные меры. В 1858 г. Елизавета Петровна
повелела: “Сделать аршины железные верные и с обеих концов заклейменные так,
чтобы ни урезать, ни упиловать невозможно было”. Долгое время
метрология была в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях
между ними. Но в процессе развития общества роль измерений возрастала, и с
конца прошлого века благодаря прогрессу физики метрология поднялась на
качественно новый уровень. Большую роль в становлении метрологии в России
сыграл Д.И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период с 1892
по 1907 г. “Наука начинается... с тех пор, как начинают измерять”, — в этом
научном кредо великого ученого выражен, по существу, важнейший принцип развития
науки, который не утратил актуальности и в современных условиях.
Развитие
естественных наук привело к появлению все новых и новых средств измерений (СИ), а они, в свою очередь,
стимулировали развитие наук, становясь все более мощным средством исследования.
Так, повышение точности измерений плотности воды привело в 1932 г. к открытию
тяжелого изотопа водорода — дейтерия. Подобных примеров, которые подтверждают
роль измерений как инструмента познания, множество. Здесь уместно привести
высказывание крупнейшего русского физика и электротехника Б.С. Якоби:
“Искусство измерений является могущественным оружием, созданным человеческим
разумом для проникновения в законы природы и подчинения ее сил нашему
господству”.
Можно
выделите три главные функции измерений в народном хозяйстве:
1.
учет продукции
народного хозяйства, исчисляющейся по массе, длине, объему, расходу, мощности,
энергии;
2.
измерения,
проводимые для контроля и регулирования технологических процессов (особенно в
автоматизированных производствах) и для обеспечения нормального
функционирования транспорта и связи;
3.
измерения
физических величин, технических параметров, состава и свойств веществ,
проводимые при научных исследованиях, испытаниях и контроле продукции в
различных отраслях народного хозяйства.
От качества СИ зависит
эффективность выполнения указанных функций. Приведем несколько примеров,
относящихся к первой функции СИ: погрешности эксплуатируемых в настоящее время
счетчиков энергии (в среднем 2%) приводят к неопределенности в учете такого же
количества электроэнергии; состояние современного весового хозяйства таково,
что : в процессе взвешивания остается неучтенным около 1% всех измеряемых
продуктов производства. Повышение точности- измерений позволяет определить недостатки
тех или иных технологических процессов и устранить эти недостатки. Все это в
конечном счете приводит к повышению качества продукции, экономии энергетических
и тепловых ресурсов, а также сырья и материалов.
Например,
известно, что урожайность сельскохозяйственных культур в значительной мере
зависит от оптимального и заранее устанавливаемого количества вносимых в почву
удобрений и расхода воды при : поливе и, следовательно, от точности измерений
массы удобрений и расхода воды. Повышение технического ресурса подшипников на
40% — результат внедрения эталона отклонения от круглости, а эталон
шероховатости позволяет сэкономить 1 кг краски на каждую тонну отливки при ее
окраске.
В нашей
стране ежедневно производится около 200 млрд. измерений, свыше 4 млн. человек
считают измерения своей профессией. Доля затрат на измерения составляет 10—15%
затрат общественного труда, а в отраслях промышленности, производящих сложную
технику (электротехника, станкостроение и др.), она достигает 50—70%. О
масштабах затрат на получение достоверных результатов измерений свидетельствуют
следующие цифры: в 1998 г. стоимость этих работ в России была равна 3,8% от
величины валового национального продукта (ВНП). В развитых странах эта цифра
достигает 9—12% ВВП [38]. Подсчитано, что число СИ растет прямо пропорционально
квадрату прироста промышленной продукции. Это означает, что при увеличении
объема промышленной продукции в 2 раза число СИ может вырасти в 4 раза. В
настоящее время в нашей стране насчитывается более 1,5 млрд. СИ.
Эффект,
получаемый в народном хозяйстве благодаря применению СИ, составляет примерно
8—10 руб. на 1 руб. затрат |38].
Таким
образом, измерения являются важнейшим инструментом познания объектов и явлений
окружающего мира и играют огромную роль в развитии народного хозяйства.
Повышение
качества измерений и успешное внедрение новых методов измерений, зависят от
уровня развития метрологии как науки.
Метрология
— наука об
измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения
требуемой, точности. Метрологию подразделяют на теоретическую, прикладную и
законодательную.
Теоретическая
метрология
занимается вопросами фундаментальных исследований, созданием системы единиц
измерений, физических постоянных, разработкой новых методов измерения.
Прикладная (практическая) метрология
занимается вопросами практического применения в различных сферах деятельности
результатов теоретических исследований в рамках метрологии.
Законодательная
метрология включает
совокупность взаимообусловленных правил и норм, направленных на обеспечение
единства измерений, которые возводятся в ранг правовых положений
(уполномоченными на то органами государственной власти), имеют обязательную
силу и находятся под контролем государства.
2.
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1 Общая
характеристика объектов измерений
Основным объектом
измерения в метрологии являются физические величины.
Физическая
величина (краткая форма термина — “величина”) применяется для описания
материальных систем и объектов (явлений, процессов и т.п.), изучаемых в любых
науках (физике, химии и др.) Как известно, существуют основные и производные
величины. В качестве основных выбирают величины, которые характеризуют
фундаментальные свойства материального мира. Механика базируется на трех
основных величинах, теплотехника — на четырех, физика — на семи. ГОСТ 8.417
устанавливает семь основных физических величин — длина, масса, время,
термодинамическая температура, количество вещества, сила света, сила
электрического тока, с помощью которых создается все многообразие производных
физических величин и обеспечивается описание любых свойств физических объектов
и явлений.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 |
