Научная и техническая основы
Научная и техническая основы обеспечения единства измерений очень тесно связаны. Это объясняется тем, что все разработки и открытия совершенные в научной области метрологии составляют базис технической основы обеспечения единства измерений.
Научной основой метрологического обеспечения измерений является сама метрология, как наука. Сюда можно отнести научные основы выбора средств измерений и контроля, методик измерений и поверки средств измерений, оценки качества измерений и контроля и его влияния на качество продукции.
Технической основой обеспечения единства измерений являются:
· Система (совокупность) государственных эталонов единиц и шкал физических величин - эталонная база страны.
· Система передачи размеров единиц и шкал физических величин от эталонов ко всем СИ с помощью эталонов и других средств поверки.
· Система разработки, постановки на производство и выпуска в обращение рабочих СИ, обеспечивающих исследования, разработки, определение с требуемой точностью характеристик продукции, технологических процессов и других объектов.
· Система государственных испытаний СИ (утверждение типа СИ), предназначенных для серийного или массового производства и ввоза из-за границы партиями.
· Система государственной и ведомственной метрологической аттестации, поверки и калибровки СИ.
· Система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов.
· Система стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.
Основным понятием в метрологии является понятие «эталон». Эталон единицы физической величины - это средство измерения или комплекс средств измерения, предназначенные для воспроизведения и хранения единиц и передачи её размера ниже стоящим по поверочной схеме средством измерения и утвержденном в качестве эталона в установленном порядке. Эталон, воспроизводящий единицу с наивысшей в стране точностью, называется первичным эталоном. Примером первичного эталона является комплекс средств измерений для воспроизведения килограмма с помощью платиново-иридиевого прототипа и эталонных весов.
Для отображения единиц в особых условиях, где прямая передача размера единицы от эталонов технически невозможна с требуемой точностью, создаются специальные эталоны. Таким образом, специальный эталон – это эталон воспроизводящий единицу в особых условиях и заменяющий в этих условиях первичный эталон. Примером специального эталона может послужить эталон мощности электромагнитных волн при частоте 2,59;…; 3,75 ГГц в волноводных трактах.
В метрологической практике широко применяются вторичные эталоны, значение которых установлено по первичным эталонам. В качестве примеров вторичного эталона можно привести эталон-копию единицы массы (килограмма) в виде платиново-иридиевой гири №26 и рабочий эталон из нержавеющей стали.
Передача размеров единиц от эталонов рабочим мерам и измерительным приборам осуществляется посредством образцовых средств измерения. Образцовые средства измерения представляют собой меры, предназначенные для поверки подчиненных образцовых средств измерения и рабочих средств измерения и утвержденные в качестве образцового в установленном порядке. Образцовые средства измерений хранят и применяют органы Государственной метрологической службы и органы отраслевых метрологических служб. На образцовые средства измерений выдаются свидетельства с указанием метрологических параметров и разряда по общероссийской поверочной схеме. На приведенном ниже рисунке показана цепь передачи размеров от первичных эталонов рабочим эталонам, от них – разрядным образцовым средствам измерений и далее – рабочим мерам и измерительным приборам.
В рамках данной контрольной работы я не смогу рассказать обо всех методиках измерений и методах поверки средств измерений, поэтому я затрону лишь основные понятия.
Методика выполнения измерений — это совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов с известной погрешностью. Обычно методика измерений регламентируется каким-либо нормативно-техническим документом. Поскольку погрешность определяется не только метрологическими характеристиками средств измерений, но и погрешностью отбора и приготовления проб, условиями проведения измерений, ошибкой оператора и другими причинами, это определение означает, что методики выполнения измерений могут разрабатываться и быть аттестованными только применительно к конкретным условиям проведения измерения с использованием конкретных средств.
Данное утверждение не означает, что для каждой измерительной или испытательной лаборатории должны разрабатываться собственные методики. Но если лаборатория использует тип средства измерения, приведенный в аттестованной методике, влияющие факторы (температура и влажность окружающего воздуха и измеряемой среды, напряжение и частота электрической сети, вибрация, внешнее магнитное поле и др.) находятся в определенном данной методикой диапазоне, а оператор соответствует установленной в ней квалификации , то физические величины будут измеряться в этой лаборатории с известной погрешностью.
1.4 Организационно – нормативная основа
Организационно – нормативную основу обеспечения единства измерений составляет Федеральный закон Российской Федерации от 26 июня 2008 года N 102-ФЗ Об обеспечении единства измерений
Управление системой обеспечения единства измерений – это сфера государственного управления и является одной из важнейших государственных задач.[2] Государственное регулирование в области обеспечения единства измерений осуществляется в следующих формах:
1) утверждение типа стандартных образцов или типа средств измерений;
2) поверка средств измерений;
3) метрологическая экспертиза;
4) государственный метрологический надзор;
5) аттестация методик (методов) измерений;
6) аккредитация юридических лиц и индивидуальных предпринимателей на выполнение работ и (или) оказание услуг в области обеспечения единства измерений.
В свою очередь Государственный метрологический надзор осуществляется за:
1) соблюдением обязательных требований в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений к измерениям, единицам величин, а также к эталонам единиц величин, стандартным образцам, средствам измерений при их выпуске из производства, ввозе на территорию Российской Федерации, продаже и применении на территории Российской Федерации;
2) наличием и соблюдением аттестованных методик (методов) измерений;
3) соблюдением обязательных требований к отклонениям количества фасованных товаров в упаковках от заявленного значения.
Государственный метрологический надзор распространяется на деятельность юридических лиц и индивидуальных предпринимателей, осуществляющих:
1) измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений;
2) выпуск из производства предназначенных для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений эталонов единиц величин, стандартных образцов и средств измерений, а также их ввоз на территорию Российской Федерации, продажу и применение на территории Российской Федерации;
3) расфасовку товаров[3].
Нормативная база обеспечения единства измерений устанавливается в законодательном порядке комплексом нормативных и правовых актов и положений.
Схематически ее можно отобразить следующим образом:
[4]
Нормативную основу обеспечения единства измерений обеспечивает Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ).
ГСИ – это государственное управление нормами, субъектами, средствами и видами деятельности по обеспечению заданного уровня единства измерений в стране.
Деятельность, направленная на обеспечение единства измерений осуществляется на нескольких уровнях. А именно:
- на государственном уровне
- на уровне федеральных органов исполнительной власти
-на уровне юридического лица[5]
Основной целью ГСИ является разработка и внедрение общегосударственных нормативных, правовых, технических, экономических и организационных условий для решения вопросов, связанных с обеспечением единства измерений.
Основными задачами ГСИ являются:
− разработка оптимальных принципов управления деятельностью по обеспечению единства измерений;
− организация и проведение фундаментальных научных исследований с целью создания более совершенных и точных методов и средств воспроизведения единиц и передачи их размеров;
− установление системы единиц величин и шкал измерений, допускаемых к применению;
− установление основных понятий в метрологии, унификация их терминов и определений;
− установление экономически рациональной системы государственных эталонов, их создание, утверждение, применение и совершенствование;
− установление систем передачи размеров единиц величин от государственных эталонов средствам измерений, применяемым в стране;
− создание и совершенствование вторичных и рабочих эталонов, комплектных поверочных установок и лабораторий;
− установление общих метрологических требований к эталонам, средствам измерений, методикам выполнения измерений, методикам поверки (калибровки) средств измерений и всех других требований, соблюдение которых является необходимым условием обеспечения единства измерений;
− разработка и экспертиза разделов метрологического обеспечения федеральных и иных государственных программ, в том числе программ создания и развития производства оборонной техники; осуществление государственного метрологического контроля: поверка средств измерений;
- испытания с целью утверждения типа средств измерений, лицензирование деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений;
− осуществление государственного метрологического надзора за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц физических величин, соблюдением метрологических норм и правил; разработка принципов оптимизации материально-технической и кадровой базы органов государственной метрологической службы;
− аттестация методик выполнения измерений;
− калибровка и сертификация средств измерений, не входящих в сферы государственного метрологического контроля и надзора;
− аккредитация метрологических служб и иных юридических и физических лиц по различным видам метрологической деятельности;
− аккредитация поверочных, калибровочных, измерительных, испытательных и аналитических лабораторий, лабораторий неразрушающего и радиационного контроля в составе действующих в Российской Федерации систем аккредитации;
− участие в работе международных организаций, деятельность которых связана с обеспечением единства измерений;
− разработка совместно с уполномоченными федеральными органами исполнительной власти порядка определения стоимости метрологических работ и регулирование тарифов на эти работы;
− организация подготовки и переподготовка кадров метрологов;
− информационное обеспечение по вопросам обеспечения единства измерений;
− совершенствование и развитие ГСИ.