Понятие о метрологии как о науке.

За реферат получена оценка "отлично" ...

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и достижения требуемой точности.
К основным вопросам метрологии относятся: общая теория измерений; единицы физических величин и их системы; методы и средства измерений; методы определения точности измерений; основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений; эталоны и образцовые средства измерений; методы передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

Реальная жизнь показывает, что метрология - не только совокупность знаний, но и область практической деятельности общества, она охватывает всю сферу деятельности и жизни человека, поэтому метрология должна иметь универсальную базовую основу, четкую и доступную для понимания пользователей в любых сферах деятельности.

Всего было изготовлено 31 эталон метра и 34 эталоны килограмма. Международная конференция по мерам и весам, проходившая в 1889 году в Париже, утвердила образец - метр № 6, который наиболее точно повторил длину "архивного метра", Международным прототипом метра. Этот образец хранится в международном бюро мер и весов в городе Севр.Изготовленные образцы метра и килограмма по жребию были распределены между государствами-участниками. России достались эталоны метра по номерам 11 и 28, а эталоны килограмма по номерам 12 и 26.Совнарком РСФСР декретом от 14 сентября 1918 году отменил старую русскую систему мер и ввел в действие метрическую. Эталон метра № 28 и эталон килограмма № 12 утвержден как государственные первичные эталоны.Большой вклад в развитие метрологии сделал российский ученый Д.И. Менделеев. Он был назначен ученым-хранителем образцов мер и весов и руководителем российской государственной службы мер и весов в 1892 году. Д.И. Менделеев стал основателем научной метрологии в России, создал первое научное учреждение по метрологии - Главную палату мер и весов, и в 1893 году был назначен первым ее управляющим. Менделеев провел точные измерения длины, массы, веса, давления и других величин, создал базу современной отечественной метрологии. В 1899 году в России был принят закон о мерах и весах, который позволил факультативно применять международную метрическую систему мер (использование метра и килограмма вместе с основными традиционными мерами - аршином и фунтом).По предложению Менделеева в 1894 году было изготовлено из платино-иридиевого сплава эталон меры длины в виде трехгранной призмы. На одной стороне нанесено аршин (0,7112м), на второй - ярд (0,914м), а на третьей - метр: все с соответствующими делениями - всего 253 линии.До 1975 года было образовано такие консультативные комитеты: Консультативный комитет по электричеству (ККЭ), Консультативный комитет по фотометрии и радиометрии (ККФР), Консультативный комитет по термометрии (ККТ), Консультативный комитет по определению метра (ККВМ), Консультативный комитет по определению секунды (ККВС), Консультативный комитет по эталонам для измерения ионизирующих излучений (ККЭИВ), Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), Консультативный комитет по единицах (ККЕ).По состоянию на 1 января 1975 конвенцию подписали 43 государства. Сейчас метрическая система применяется все шире, особенно после образования Международной системы единиц, которая является современной формой метрической системы мер и способствует международному сотрудничеству и общему научно-техническому развитию.Большая заслуга в этом Международного комитета мер и весов и его консультативных комитетов, которые координируют работу по метрологии и готовят решения для утверждения генеральными конференциями.Более подробные измерения показали, что международный прототип метра хоть и незначительно, но все же отличается от десятимиллионной части четверти парижского земного меридиана. Сейчас эталоном длины принято длину волны излучения в вакууме атома криптона - 86. Он равен 1 650763,73 длины этой волны.3. ПОНЯТИЙНО-ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОВРЕМЕННОЙ МЕТРОЛОГИИВ международном словаре метрологических терминов, который является понятийно-терминологической основой метрологии на международном уровне [3], приводится расширенное определение метрологии как науки об измерениях и их применении, тем самым подчеркивая, во-первых, что измерения занимают действующее место среди других экспериментальных методов познания, а во-вторых, что все экспериментальные процедуры, содержащие измерения, должны руководствоваться метрологическими нормами и правилами.Согласно определению, приведенному в [3], измерения призваны "обслуживать" другие процедуры, направленные на получение технических знаний с целью получения информации о свойствах материальных объектов, процессов и явлений окружающего мира. Их выполняют, например, для контроля и управления экспериментальными разработками, контроля технологических параметров продукции и производственных процессов, в медицине для постановки диагноза и лечения, для контроля состояния окружающей среды, испытания качества продукции, то есть измерений для измерений не бывает, они используются как источник количественной информации при реализации других, более сложных процедур.Таким образом, как следует из логики рассуждений, если не бывает измерений для измерений, не должно существовать и "чисто" измерительных лабораторий. Понятие "измерительная лаборатория" в мировой метрологической практике не используют, например, в Болгарии, Словакии, Польши, Чехии, Латвии и странах СНГ (Беларуси, России) [5, 6] национальными законами о метрологической деятельности не предусмотрены понятия "измерительная лаборатория" и связана с ее существованием процедура аттестации.В связи с этим можно сделать вывод, что название лаборатории "измерительная" является обобщающим, под которой можно понимать любые по своему функциональному назначению лаборатории. Замена названия "измерительная" лаборатория на более целевое название, например, калибровочная, испытательная, диагностическая, внесет четкое разграничение лабораторий по виду их деятельности, тогда отпадет необходимость в процедуре обязательной аттестации, которая воспроизводит аккредитацию как процедуру подтверждения технической компетенции, что является нормальной практикой для большинства стран мира.Сегодня экономика России отошла от централизованного управления и стала на путь рыночных отношений. Рыночная экономика естественным образом меняет соотношение прав и обязанностей общегосударственных органов и предприятий, действующих на свой страх и экономический риск. Сегодня первоочередной задачей государственных органов становится не мелочный контроль и опека частных в большинстве предприятий, а создание системы информационной поддержки частного бизнеса, распространение новых технических веяний и решений, повышающих конкурентоспособность отечественной продукции, поддержку отечественного бизнеса, обеспечение безопасности выведенной на рынок России продукции.Поскольку измерения и их применение является основным предметом исследования метрологии, рассмотрим современные требования к их свойствам. Измерения - процесс экспериментального нахождения одного или нескольких значений, которые могут быть обоснованно приписаны величине.Для практического применения измерений необходимо быть уверенным, что их результаты не изменятся (в пределах заданной точности) от изменения компонентов измерительного процесса, то есть должна быть обеспечена сопоставимость результатов измерений однородных величин независимо от места и времени их проведения. Основой сопоставимости результатов измерений является их единство. Единство результатов - очень важное понятие, потому что оно, во-первых, является главным определяющим признаком измерений, что отличает их от других методов получения первичной информации, а во-вторых, предоставляет возможности практического применения результатов измерений.Во-первых, в настоящее время во всем мире давно и успешно внедрено Международную систему единиц SI. Это подтверждается и тем, что VIM-3 в своих статьях рассматривает только Международную систему единиц (то есть единицы узаконены). И хотя рядом с ней в некоторых странах в быту, торговле и промышленности применяются национальные единицы, они имеют однозначную связь с системой единиц SI. В международных отношениях для обеспечения свободного доступа товаров на международный рынок, для устранения нетарифных барьеров в торговле и промышленности используется исключительно система единиц SI. Сегодня международными организациями ISO и IEC внедрены серии стандартов 8000 (величины и единицы) [2], появившиеся на замену международных стандартов серии ISO 31: 1992, введено в действие не только единицы физических величин, их названия, обозначения, правила применения, но и символы и математические знаки, используемые в естественных и технических сферах.Во-вторых, с введением концепции неопределенности [3] альтернативы представлению результата с оцененной расширенной неопределенностью с соответствующим уровнем доверия (доверительной вероятностью) нет. Таким образом, понятие «единство измерений» на определенном этапе развития метрологии выполнило свою функцию и сегодня утратило актуальность.Смысловую нагрузку понятие «единство измерений» несут введенные в VIM-3 понятия:"Метрологическая сопоставимость результатов измерения (metrological comparability of measurement results) - сопоставимость результатов измерения однородных величин, которые имеют метрологическую прослеживаемость той самой базовой единицы";Метрологическая совместимость результатов измерения (metrological compatibility of measurement results) - свойство множества результатов измерения для указанной величины, при которой абсолютная величина разности для любой пары значений измеряемой величины меньше, чем некоторая выбранная кратность стандартной неопределенности измерения этой разницы.Таким образом можно сделать вывод, что применение в традиционном смысле понятия «единство измерений» на сегодня является нецелесообразным, а суть его вскрывают гармонизированные с международными понятия сопоставимости и совместимости результатов измерения, что должно быть отражено в современной редакции Закона.В свою очередь, результаты измерения будут обладать свойствами сопоставимости и совместимости в случае, если они не зависят от выбора средства измерительной техники (СИТ). То есть, все СИТ одной физической величины должны сохранять тот же размер единицы, который воспроизводится одним выходным эталоном с последующей передачей размера этой единицы всем СИТ, измеряющим данную величину. Для характеристики этого свойства в международной практике применяется термин "метрологическая прослеживаемость измерений".Согласно документу [3] метрологическая прослеживаемость (далее - прослеживаемость) - свойство результата измерений, характеризующий его связь с признанным стандартом, которая подтверждена неразрывной цепью калибровок, каждая из которых вносит свой вклад в неопределенность измерений. Иными словами, прослеживаемость - это "привязка к эталонам" с целью обеспечения сопоставимости и совместимости результатов измерения, то есть имеется в виду, что результат измерения может быть соотнесен с национальным или международным эталоном, каждый из которых имеет определенные значения неопределенности через непрерывную цепь сравнений, то есть результат измерения прослеживается до исходного образца. Таким образом единство (сопоставимость и совместимость) измерений является следствием их прослеживамости.С целью обеспечения прослеживаемости измерений все приборы, используемые для проведения измерений, необходимо калибровать до и во время эксплуатации. По Закону калибровки средств измерительной техники - определение в определенных условиях или контроль метрологических характеристик средств измерительной техники. Несовершенство такого определения может привести к нежелательным последствиям. Известно, что результатом контроля является решение, которое бывает положительным или отрицательным, что свойственно другой процедуре - поверке. В таком случае калибровка подменяется поверкой, по которой можно не фиксировать (не предоставлять в свидетельстве о поверке) полученные метрологические характеристики СИТ, как это требуется при калибровке, что приводит к прерыванию цепи прослеживаемости.В то время VIМ-3 предоставляет более совершенное определение: калибровка - это операция, которая при определенных условиях устанавливает соотношение между значением величины, полученным с помощью эталона, и соответствующим значением величины, полученным при измерении средством измерительной техники с оцененной неопределенностью. Как видим, в VIМ-3, во-первых, отсутствует термин "контроль", что предоставляет однозначность толкования понятия "калибровка".Действительно, в зависимости от возможности прослеживаемости можно выделить две группы величин. К первой группе можно отнести величины, для которых результат измерения непосредственно прослеживается. Для них доступны первичные референтные методики выполнения измерений (МВИ) и средства измерительной техники, которые выполняют роль эталонов-калибраторов. Такая ситуация характерна для калибровочных лабораторий (не следует путать внешнюю процедуру калибровки, которую осуществляют соответствующие органы, с рабочей калибровкой СИТ, которая предусмотрено инструкцией по его эксплуатации и проводится периодически в лаборатории с применением внутренних калибраторов, которые прилагаются).Ко второй группе относятся величины, для которых результат измерения не может непосредственно прослеживаться, что имеет место для большинства лабораторий, которые проводят исследования пищевой продукции, в микробиологии, химии, медицине и тому подобное. При этой процедуре измерения предшествует этап подготовки пробы с последующим выделением компонента, который несет информацию о свойствах объекта и может быть непосредственно измерен с помощью СИТ. Ненадлежащее исполнение предыдущих этапов вносит дополнительную неточность в результат. В этом случае нужно проводить сквозные калибровки, которые учитывают реальные характеристики всех этапов, а не только средства измерительной техники, а в качестве эталона применять стандартные образцы. Таким образом должна быть создана система обеспечения прослеживаемости результатов с помощью специальной референтной системы, которая включает референтные материалы, методики и лаборатории, а показатели точности результатов определяют при совместном межлабораторном эксперименте [1]. Тогда прослеживаемости будут подлежать не только технические средства, но и методики выполнения измерений. При этом не исключается отдельная калибровка применяемых СИТ.Из вышеизложенного можно сделать вывод, что при использовании в реальной практике несовершенным определением термина "калибровка", приведенным в Законе, возможны неоднозначные его толкования, а затем и некорректные действия по самой процедуре калибровки, которая не совпадает с международной трактовкой этого понятия, которое относится ко всей процедуре измерения, а не только к метрологическим характеристикам СИТ, что направлено на обеспечение прослеживаемости результатов экспериментальных процедур и является гарантией их точности и достоверности.Согласно Закону средства измерительной техники, которые находятся в сфере государственного надзора, подлежат поверке - установлению пригодности средств измерительной техники, на которые распространяется государственный метрологический надзор, к применению на основании результатов контроля их метрологических характеристик. Эти СИТ можно применять на практике при наличии свидетельства о положительных результатах поверки.В некоторых случаях считают, что проверка от калибровки отличается тем, что проверка распространяется на СИТ, находящиеся в сфере государственного надзора. Основанием для этого, по-видимому, является введение в определение калибровки, которое приводится в Законе, понятие "контроль". При сопоставлении технической сути понятий "калибровка" и "проверка", можно сделать вывод, что и в том и в другом случае объектом исследования является погрешность СИТ. В техническом отношении как калибровка, так и проверка заключаются в сопоставлении менее точного средства с более точным, эталоном, то есть и в том, и в другом случае выполняются одни и те же технические операции.Но свидетельство о поверке, как правило, не содержит сведений, представление которых в свидетельстве о калибровке является обязательным и без которых можно в дальнейшем обеспечивать прослеживаемость и оценивать правильность результатов испытаний. К таким сведениям относятся:• установленная в процессе проведения эксперимента неопределенность;• диапазон измерения или результаты измерений, к которым относится значение неопределенности;• условия, при которых были проведены исследования;• ссылки на рэпер, от которого исходит цепь прослеживаемости.Свидетельство о проверке может быть доказательством прослеживаемости только при условии наведения в нем указанных выше сведений.