Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Федеральное агентство по образованию
Северо-Кавказский горно-металлургический институт
(государственный технологический университет)
Л.В. Рогачев, А.С. Яржемский
Метрология
И техническое регулирование
(стандартизация и сертификация)
Учебное пособие
Допущено УМО для студентов высших учебных заведений.
Владикавказ 2008
Заказ 263 Тираж 100 экз. Объем 15,46 п.л. Сдано в печать 25. 08. 2008
Издательство «Терек». Подразделение оперативной полиграфии СКГМИ(ГТУ). Владикавказ, ул. Николаева, 44
Предисловие
События последних лет показали, что последовательное и динамичное развитие экономики страны, вступление в общий рынок невозможно без повышения качества промышленной продукции, потребительских товаров и услуг. Стремление выпускать конкурентоспособную продукцию заставляет производителя сегодня думать в первую очередь не о снижении цен, а о качестве продукции. Сегодня потребитель не принимает некачественную дешевую продукцию. А для повышения качества им нужно управлять. Для этого необходимо, в первую очередь, уметь количественно оценивать и анализировать качественные показатели, управлять влияющими на них процессами, т.е. уметь правильно измерять.
Метрология – наука об измерениях, которая определяет один из важнейших путей познания. Сегодня промышленность, наука, экономика и коммуникации не могут обходится без измерений. Практически все сферы человеческой деятельности интенсивно используют результаты измерений. Для их производства привлекаются тысячи людей и огромные финансовые средства. Примерно 15% общественного труда расходуется на производство измерений. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» направлен на защиту интересов граждан и экономики России от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.
|
|
|
Развитие мирового общества на современном этапе характеризуется применением сложных машин, новых технологий, вычислительной техники, приборов, веществ, материалов. Это, в свою очередь, значительно подняло роль стандартизации как важнейшего звена в системе управления техническим уровнем и качеством продукции и услуг на всех этапах разработки, производства, эксплуатации утилизации. Стандартизация изучает вопросы применения и разрабатывает такие нормы и правила, которые, отражая современное развитие технико-экономических законов, обеспечивают повышение уровня безопасности граждан, имущества, животных и растений; научно-технический прогресс; конкурентоспособность; техническую и информационную совместимость, сопоставимость и взаимозаменяемость. Стандартизация оказывает определяющее влияние на совершенствование управления производством, повышение качества всех видов товаров и услуг.
|
|
|
В последние годы в нашей стране большое значение приобрело официальное подтверждение соответствия продукции, процессов производства, реализации и иных объектов техническим регламентам, стандартам, условиям договоров. Для многих объектов оно стало обязательным. К раннее существующей форме обязательного подтверждения соответствия – обязательной сертификации, добавилась новая форма – декларирование соответствия. Подтверждение соответствия помогает потребителям приобретать продукцию нужного качества, а производителям повышать ее конкурентоспособность. В настоящее время к сертификации продукции добавились сертификация услуг в торговле, туризме, бытовом обслуживании и образовании. Активно развивается сертификация систем качества и экологического управления предприятий на соответствие стандартам.
В предлагаемом учебном пособии эти разделы рассматриваются в соответствии с Государственными образовательными стандартами для инженерных специальностей технологического направления с учетом Закона РФ «О техническом регулировании».
|
|
|
Закон позволяет сбалансировать интересы государства и частного бизнеса в области технического регулирования. Принципиально новым является то, что закон провозглашает – государство реализует правоотношения в сфере требований безопасности. Все остальные требования, в том числе качество, касающиеся конкурентоспособности относит к рыночным требованиям, следовательно их должен регулировать рынок. Обязательные требования к продукции, которые раньше устанавливались государственными стандартами, санитарными правилами и нормами, строительными нормами и правилами переводятся в новый для России вид документов – технические регламенты.
I МЕТРОЛОГИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Измерениями человечество занимается на протяжении всей истории своего развития. Их возникновение можно отнести к самому началу деятельности человека как мыслящего существа. В древности людям достаточно было знать количество членов рода, чтобы сравниваться с другими, число скота в стаде и т.д. Время измерялось днями, ночами, лунами. Не требовалось создание специальных устройств для производства измерений. С развитием общества появилась необходимость производить количественную оценку различных величин, например, веса, расстояния, времени, объема и т.д. Эту оценку выбирали на основании привычных предметов, чаще всего частей человеческого тела. Отсюда появились такие единицы длины, как локоть, ступня (фут); объем измеряли в ведрах, расстояние – в шагах, полете стрелы и т.д.
|
|
|
Развитие ремесел потребовало более точных измерений, вследствие чего появились разновидности весов, часов, мер длины, расстояний. Однако у разных народов эти меры были различны. Например, в России расстояние измерялось верстами, в Англии – милями, во Франции – лье. Все это, естественно, вносило определенную путаницу и затрудняло развитие международных связей.
Подобное «разнообразие» не могло способствовать развитию общения между народами и государствами. Назрела настоятельная необходимость в создании общих единиц измерения различных величин, способных удовлетворить растущие требования к измерениям. Для унификации единиц физических величин и предохранения их от возможных случайностей во Франции была разработана метрическая система мер, которая строилась на основе естественной единицы – метра, равного одной сорокамиллионной части меридиана, проходящего через Париж. За единицу массы принимался килограмм – масса кубического дециметра воды при +40С. В 1791 году по предложению Парижской академии наук Учредительное собрание Франции приняло метрическую систему мер. Это стало началом создания международной системы мер.
В совершенствовании системы мер принимали участие многие известные ученые. Например, К.Гаусс в 1832 году предложил систему построения мер, основанную на трех произвольных независимых единицах: длины – миллиметр, массы – миллиграмм, времени – секунды. Эта система была названа абсолютной.
В России эталоны длины (платиновая сажень) и массы (платиновый фунт) были утверждены в 1835 году указом «О системе Российских мер и весов». В 1842 году было образовано первое метрологическое учреждение России – Депо образцовых мер и весов. В нем хранились эталоны и их копии, изготавливались образцовые меры для передачи в другие города. Работа Депо определялась «Положением о мерах и весах», которое положило начало государственному подходу к единству измерений в стране.
В 1875 году на дипломатической конференции Россия в числе 17 государств подписала Метрическую конвенцию, в которой в настоящее время состоит 41 страна. Этим документом положено начало международному сотрудничеству в области метрологии и создано Международное бюро мер и весов (МБМВ). Штаб-квартира бюро находится в г. Севре (Франция). Здесь хранятся международные эталоны некоторых единиц физических величин. Для оперативной деятельности бюро образован Международный комитет мер и весов (МКМВ), в который вошли ученые из различных стран. При комитете действуют семь консультативных комитетов: по единицам, определению метра, секунды, термометрии, электричеству, фотометрии и по эталонам для измерения ионизирующих измерений.
На ХI Международной конференции по мерам и весам (1960 г.) была принята Международная система единиц – СИ. Сегодня эта система действует в 124 странах мира.
Огромный вклад в развитие российской метрологии внес Д.И.Менделеев. В 1893 году на базе Депо была образована Главная палата мер и весов, руководителем которой до последних дней жизни был Д.И.Менделеев. По сути это было первое в России научно-исследовательское учреждение метрологического направления. В 1902 году одно из его подразделений было создано в г. Краснодаре (тогда - г. Екатеринодар) как 14-я поверочная палатка. Позднее, в 1904 году, ее перевели в г. Владикавказ. В настоящее время на ее основе функционирует Северо-Осетинский центр стандартизации и метрологии.
До 1918 года в России метрическая система действовала наряду со старой русской и английской системами. После принятия декрета СНК РСФСР «О введении международной метрической системы мер и весов» метрическая система стала доминирующей. Внедрение системы происходило до 1927 года. После Великой отечественной войны метрологическую работу в стране возглавил Государственный комитет по стандартам (Госстандарт), а с 2004 года – Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.
Дальнейшее развитие получила сеть научных метрологических учреждений. На базе Главной палаты создан Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И.Менделеева (ВНИИМ). В нем хранятся государственные эталоны единиц физических величин, определяются физические константы и свойства веществ и материалов.
В 1955 году был создан второй метрологический центр страны – Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ). Третьим метрологическим центром является Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС) – головная организация в области прикладной и законодательной метрологии.
Помимо названных в стране действует ряд региональных и отраслевых метрологических институтов и центров.
На международном уровне вопросами метрологии занимается Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ), при котором работает Международное бюро законодательной метрологии. Некоторые вопросы по метрологии решает Международная организация по стандартизации (ИСО).
1. Теоретические основы метрологии
Теоретическая метрология занимается общими вопросами теории измерений и на ней базируются прикладная и законодательная метрология.
Исходя из специфики объектов, различные области измерений развиваются самостоятельно. При этом параллельно решаются однотипные теоретические задачи. С целью ускорения их решения и предотвращения ошибок теоретическая метрология содержит раздел основных представлений метрологии. Этот раздел занимается обобщением и уточнением понятий, сложившихся в различных областях измерений. С помощью постулатов метрологии развивается аксиоматическое построение теоретических основ метрологии, на основе чего строится содержательная и полная теория и делаются важные практические следствия.
Важным направлением раздела стало учение о физических величинах, основной задачей которого является построение единой системы единиц физических величин. Не менее важным является методология измерений, которая разрабатывает их научную организацию. Вопросы методологии являются весьма существенными, так как они объединяют области измерений, отличающихся по физической природе измеряемых величин и методам измерений.
Одним из основных разделов теоретической метрологии является теория единства измерений. Он включает в себя теорию единиц физических величин, теорию исходных средств измерения, теорию передачи размеров единиц физической величины.
Теория построения средств измерения обобщает опыт конкретных наук в области построения средств и методов измерений. Например, бурное развитие вычислительной техники позволили в последние годы широко использовать опыт создания электронных средств измерения со встроенным микропроцессором применительно к измерению электрических и особенно неэлектрических величин.
Одним из центральных разделов метрологии является теория точности измерений. Он включает в себя теорию погрешностей, теорию точности средств измерений и теорию измерительных процедур. Этот раздел обобщает методы, используемые в различных областях измерений.
Предметом теории погрешностей является классификация погрешностей измерений, изучение и описание их свойств. Теория точности средств измерений включает в себя теорию погрешностей средств измерений, принципы и методы определения и нормирования метрологических характеристик средств измерений и теорию метрологической надежности средств измерений.
Теория измерительных процедур учитывает постоянный рост требований к точности измерений в связи с усложнением методов и средств измерений и на основании анализа выполняемых измерений как этапов измерительных процедур обеспечивает рациональную организацию и эффективность проводимых измерений. В качестве подразделов сюда включены теория методов измерения, методы обработки измерительной информации, теория планирования измерений и анализ предельных возможностей измерений.
Теоретическая база метрологии постоянно развивается на основе новейших достижений науки и техники, причем влияние здесь взаимное. Создание новых технологий требует создания новых приборов, а разработка новых методов измерения требует передовых технологий для их реализации.
1.1 Основные понятия и определения
метрологии
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!