Метрология

Введение

Метрология как область  практической деятельности 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 появились в давние времена чаще всего в соответствии с возможностью применения единиц и их размеров без специальных устройств, т.е. создались 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 различным причинам христианские храмы не подвергались разрушению в эпоху татаро-монгольского ига.

По мере развития промышленного  производства повышались требования к  применению и хранению мер, усиливалось  стремление к унификации размеров единиц  физических величин.

Долгое время метрология была в основном описательной наукой 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, а они в свою очередь, стимулировали  развитие наук, становясь все более  мощным средством исследования.

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.

 

 

Погрешность измерений.

МЕТРОЛОГИЯ – область  знаний и вид деятельности, связанные  с измерениями.

Объектами метрологии являются единицы  величин, средства измерений, эталоны, методики выполнения измерений.

Традиционным объектом метрологии являются физические величины.

Физическая величина применяется  для описания материальных систем и объектов (явлений, процессов и т.п.), изучаемых в любых науках.

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.

Измеряемые величины имеют  качественную и количественную характеристики.

ИЗМЕРЕНИЕ – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей в явном или неявном виде и получение значения этой величины.

В метрологии по существу измерение  является процессом нахождения физической величины опытным путем с помощью  средств измерительной техники.

ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ –  разность между результатом измерения  и истинным значением измеряемой величины.

Средство измерения –  техническое средство, предназначенное  для измерений, имеющее нормированные  метрологические характеристики, воспроизводящее  или хранящее единицу величины,     размер  которой принимается неизменным в пределах установленной погрешности  в течение известного интервала  времени.

Эталон единицы величины – средство измерений, предназначенное  для воспроизведения и хранения единиц величины, кратных или дольных  ее значений с целью передачи ее размера другим средствам измерений  данной величины.

Единство измерений –  состояние измерений, при котором  их результаты выражены в узаконенных  единицах  величин, а погрешности  измерений не выходят за установленные  границы с заданной вероятностью.

Первым условием обеспечения  единства измерений является представление  результатов измерений в узаконенных  единицах , которые были бы одними и теми же всюду, где проводятся измерения и используются их результаты.

В России, как и в большинстве  стран, узаконенными единицами являются единицы величин Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам, рекомендованные Международной организацией законодательной метрологии. Второе условие единства измерений – погрешность измерений не превышает ( с заданной вероятностью) установленных пределов. Погрешности измерений средства измерений указываются в придаваемом к нему техническом документе – паспорте, ТУ и пр.

Главным нормативным актом  по обеспечению единства измерений  является Закон РФ. Он направлен на защиту прав и законных интересов граждан, экономики страны от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.

В стандартах на методы контроля (испытаний, измерений, анализа) должно быть соблюдено главное условие  обеспечения единства измерений  – указаны погрешности измерений  для заданной вероятности.

Проверка средства измерений  – совокупность операций, выполняемых  органами государственной метрологической  службы (или другими уполномоченными  на то органами, организациями) с целью  определения и подтверждения  соответствия средства измерений установленным  техническим требованиям.

Результаты испытаний  могут содержать следующие погрешности:

Г р у б ы е (промахи), получающие при неправильных отсчетах, записях и подсчетах.

С и с т е м а т и ч е с к и е, являющиеся постоянными или изменяющимися по определенному известному  закону, они возникают вследствие применения невыверенных и неисправных приборов, неточных гирь и т.п.

 Д о п у с т и м ы е    п р и б о р н ы е (инструментальные, аппаратурные), обусловленные несовершенством конструкции и изготовления правильно работающего прибора и допускаемые существующими нормами.

С л у ч а й н ы е , возникающие от сочетания разных, не поддающихся учету факторов и обнаруживаемые при повторных измерениях одной и той же величины в одинаковых условиях.

О ш и б к и    в ы б о р к и , получающиеся из-за того, что для определения качественных показателей берется часть материала, обычно незначительная по сравнению со всей оцениваемой его массой.

Во избежание грубых ошибок практикуют проведение параллельных подсчетов , а иногда и анализов двумя лабораториями. При выявлении отдельных грубых ошибок их исправляют или исключают отдельные «выскакивающие» показатели.

Результат каждого измерения, как бы тщательно оно ни было проведено, всегда отличается от истинного значения измеряемой величины, т.е. он всегда имеет  некоторую погрешность и является

п р и б л и ж е н н ы м   з н а ч е н и е м истинной величины. Объясняется это как погрешностью мер и измерительных приборов, так и рядом других погрешностей, возникающих в процессе самого измерения.

При использовании приближенных значений величин необходимо оценивать  и учитывать их погрешности.

АБСОЛЮТНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ  – приближенного значения некоторой  величины определяется разностью между  точным и приближенным значением  величины.

При расчетах обычно учитывают  только абсолютное значение погрешностей. В результате измерений получаются значения различных физических величин, которые в большинстве случаев  имеют определенную размерность , то и абсолютные ошибки.

На практике при определении абсолютной погрешности принимают значение, найденное с помощью более точных мер или измерительных приборов и содержащее столь малую погрешность, что оно для данного измерения может быть принято за точное значение.

Допустимая предельная абсолютная погрешность является наибольшей погрешностью прибора или измерения, допускаемой  нормами. Ее величина для большинства  приборов со шкалами равна цене одного  деления шкалы и редко –  половине деления.

Таким образом, хотя в результате измерения абсолютная ошибка остается неизвестной, мы можем утверждать, что  при правильных и тщательно выполненных  измерениях абсолютная ошибка не должна выходить за пределы допустимой абсолютной погрешности.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ  приближенного значения определяется отношением его абсолютной погрешности  к точному значению измеряемой величины.

Поскольку величина неизвестна, значение также является неопределенным. Поэтому прибегают к вычислению допустимой предельной относительной  погрешности.

 

ОБЪЕКТ СТАНДАРТИЗАЦИИ. КАТЕГОРИ СТАНДАРТОВ.

Введение.

Стандартизация, метрология и сертификация являются  инструментами  обеспечения качества продукции, работ  и услуг – важного аспекта  многогранной коммерческой деятельности.

За рубежом уже вначале 80-х гг. пришли к выводу, что успех бизнеса определяется, прежде всего, качеством продукции и услуг.   80% опрошенных при обследовании 200 крупных фирм США ответили, что качество является основным фактором реализации товара по выгодной цене.

Отсюда вывод: овладение методами обеспечения качества, базирующимися на триаде – стандартизация, метрология, сертификация, является одним из главных условий выхода поставщика на рынок с конкурентоспособной продукцией (услугой), а значит , и коммерческого успеха.

Проблема качества актуальна  для всех стран независимо от зрелости рыночной экономики. Достаточно вспомнить , как в разбитых и раздавленных во второй мировой войне Японии и Германии умелое применение методов стандартизации и метрологии позволило обеспечить качество продукции и тем самым дать старт обновлению экономике этих стран. Сейчас часто вспоминают высказывание русского философа и политического мыслителя И.А.Ильина (1883-1954) : «… русскому народу есть один исход и одно спасение – возвращение к качеству и его культуре. Ибо количественные пути исхожены, выстраданы и разоблачены, и количественные иллюзии на наших глазах изживаются до конца».

 Сегодня изготовитель и его торговый посредник, стремящиеся поднять репутацию торговой марки, победить в конкурентной борьбе, выйти на мировой рынок, заинтересованы в выполнении как обязательных, так и рекомендуемых требований стандарта. В этом смысле стандартизация является частью  современной предпринимательской стратегии.  Ее  влияние и задачи охватывают все сферы общественной жизни. Так , стандарты на процессы и документы (управленческие, товаросопроводительные, технические) содержат те «правила игры», которые должны знать и выполнять специалисты промышленности и торговли для заключения взаимовыгодных сделок.

 

Таким образом, стандартизация является инструментом обеспечения  не только конкурентоспособности, но и  эффективного партнерства изготовителя, заказчика и продавца на всех уровнях  управления.

Объект стандартизации.

Объект стандартизации –  продукция, работа, процесс и услуги, подлежащие или подвергшиеся стандартизации.

В процессе трудовой деятельности специалисту приходится решать систематически повторяющиеся задачи: измерение и учет количества продукции, составление технической и управленческой документации, измерение параметров технологических операций, контроль готовой продукции, упаковывание поставляемой продукции и т.д.

Существуют различные  варианты решения этих задач. Цель стандартизации – выявление наиболее правильного и экономического варианта, т.е. нахождение оптимального решения. Найденное решение дает возможность достичь оптимального упорядочения в определенной области стандартизации. Для превращения этой возможности в действительность необходимо, чтобы найденное решение стало достоянием большого числа предприятий (организаций) и специалистов. Только при всеобщем и многократном использовании этого решения существующих и потенциальных задач возможен экономический эффект от проведенного упорядочения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объекты стандартизации

 

Продукция                                                                                Услуги                                                         Процессы (работы)

(товары народного                                                                 (бытовые,

потребления,                                                                    производственные)          

 средства производства)

 

 

сырье           мате-          гото-      отдельные аспекты        матери-     нематери-     отдельные                  процессы, проис-