Предмет и задачи метрологии.
МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра административного права
ФОНДОВАЯ ЛЕКЦИЯ
ТЕМА 14: «ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИИ»
Подготовил:
Старший преподаватель
кафедры АП
к.ю.н.
И.Ю. Сизов
Обсуждена и одобрена на заседании кафедры
19 мая 2006 года, протокол № 13
Москва – 2006
| Литература........................................................................................... | 2 |
| § 1. Предмет и задачи метрологии...................................................... | 3 |
| § 2. Государственная система обеспечения единства измерений....... | 9 |
| § 3. Метрологический надзор за средствами измерений..................... | 15 |
Литература
Основная:
· Конституция РФ, принятая 12 декабря 1993 года.
· Кодекс РФ «Об административных правонарушениях» от 30.12.2001 № 195-ФЗ (в редакции от 02.07.2005).
· Уголовный кодекс РФ от 13.06.1996 № 63-ФЗ (в редакции от 30.01.2005)
· Закон РФ от 27.04.1993 № 4871-1 «Об обеспечении единства измерений» (в редакции от 10.01.2003).
· Указ Президента РФ от 20.05.2004 № 649 «Вопросы структуры Федеральных органов исполнительной власти» (в редакции от 01.12.2004).
· Постановление Правительства РФ от 12.02.1994 № 100 «Об организации работ по стандартизации, обеспечению единства измерений, сертификации продукции и услуг» (в редакции от 25.09.2003).
· Постановление Правительства РФ от 27.05.2002 № 349 «Об утверждении положения о лицензировании деятельности по изготовлению и ремонту средств измерений» (в редакции от 03.10.2002).
· Постановление Правительства РФ от 16.05.2003 № 287 «Об утверждении положения об организации и осуществлении государственного контроля и надзора в области стандартизации, обеспечения единства измерений и обязательной сертификации».
· Постановление Правительства РФ от 17.06.2004 № 294 «О Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии» (в редакции от 27.10.2004).
Дополнительная:
· Богданов Г.П., Кузнецов В.А., Лотонов М.А. Метрологическое обеспечение и эксплуатация измерительной техники. М.: Радио и связь, 1990.
· Боровков А.А. Математическая статистика. М.: Наука, 1984.
· Бурдун Г.Д. Справочник по международной системе единиц. М.: Изд-во стандартов, 1980.
· Гранатуров В.М., Некрасов И.С. Организация, планирование и управление метрологическим обеспечением в отрасли связи. М.: Радио и связь, 1987.
· Долинский Е.Ф. Обработка результатов измерений. М.: Изд-во стандартов, 1973.
· Клевлеев В.М., Попов Ю.П., Кузнецова И.А. Метрология, стандартизация и сертификация. М., 2003.
· Куликовский К.Л., Купер В.Я. Методы и средства измерений. М.: Энергоатомиздат, 1986.
· Лозицкий Б.Н., Воеводин В.Г., Коткин В.И., Мельниченко И.И. Основы метрологии и электрорадиоизмерения. М.: МО СССР, 1983.
· Назаров Н.Г. Метрология. Основные понятия и математические модели. М., 2002.
· Никифоров А.Д., Бакиев Т.А. Метрология, стандартизация и сертификация. М., 2003.
· Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1985.
· Основополагающие стандарты в области метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1986.
· Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология. М., 2001.
· Хромой Б.П., Кандинов А.В., Сенявский А.Л. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи. Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1986.
· Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. М., 2002.
· Тюрин Н.И. Введение в метрологию. М.: Изд-во стандартов, 1985.
Предмет и задачи метрологии.
Понятие метрологии можно рассматривать в двух аспектах. Во-первых, метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения
их единства и способах достижения требуемой точности, во-вторых, административно-правовой институт, регулирующий отношения в сфере обеспечения единства измерений.
Слово "метрология" образовано из двух греческих слов: метрон – мера и логос – учение. Дословный перевод слова "метрология" - учение о мерах. Долгое время метрология оставалась в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. С конца прошлого века благодаря прогрессу физических наук метрология получила существенное развитие. Большую роль в становлении современной метрологии как одной из наук физического цикла сыграл Д. И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период 1892 - 1907 гг.
Нет ни одной области практической деятельности человека, где можно было бы обойтись без количественных оценок, получаемых в результате измерений.
Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком. Они дают количественную характеристику окружающего мира, раскрывая человеку действующие в природе закономерности. Все отрасли техники не могли бы существовать без развернутой системы измерений, определяющих как все технологические процессы, контроль и управление ими, так и свойства и качество выпускаемой продукций.
Велико значение измерений в современном обществе. Они служат не только основой научно-технических знаний, но имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и внешней торговли, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов, деталей и совершенствования технологии, для обеспечения безопасности труда человека.
Большое разнообразие явлений, с которыми приходится сталкиваться, определяет широкий круг величин, подлежащих измерению. Во всех случаях проведения измерений, независимо от измеряемой величины, метода и средства измерений, есть общее, что составляет основу измерений – это сравнение опытным путем данной величины с другой подобной ей, принятой за единицу. При всяком измерении мы с помощью эксперимента оцениваем физическую величину в виде некоторого числа принятых для нее единиц, то есть, находим ее значение.
Основной задачей института метрологии в этой связи является регулирование общественных отношений, направленных на установление единства измерений.
Регулирование отношений, связанных с обеспечением единства измерений в Российской Федерации, в соответствии с Конституцией РФ осуществляется на основе Закона РФ «Об обеспечении единства измерений», который представляет собой один из основных правовых источников в этой сфере и принимаемых в соответствии с ним актами законодательства Российской Федерации.
Данный закон устанавливает правовые основы обеспечения единства измерений в Российской Федерации, регулирует отношения государственных органов управления Российской Федерации с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений и направлен на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики Российской Федерации от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.
Если международным договором Российской Федерации установлены иные правила, чем те, которые содержатся в законодательстве Российской Федерации об обеспечении единства измерений, то применяются правила международного договора.
Под измерением следует понимать нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
В соответствии с положениями ч. 1 статьи 1 Закона РФ «Об обеспечении единства измерений» единство измерений – такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время, с использованием разных методов и средств измерений.
Точность измерений характеризуется близостью их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Таким образом, среди основных задач метрологии выделяются следующие:
- усовершенствование эталонов, как средств измерений, предназначенных для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины;
- разработка новых методов точных измерений;
- обеспечение единства измерений;
- обеспечение точности измерений.
Измерение является ключевым понятием института метрологии, во многом определяющим предмет его регулирования.
Существует несколько видов измерений. При их классификации обычно исходят из характера зависимости измеряемой величины от времени, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений и способов выражения этих результатов.
По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяются на:
· статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени, например, измерения размеров тела, постоянного давления;
· динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени – измерения пульсирующих давлений, вибраций.
По способу получения результатов измерений выделяют:
1. Прямые – измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных.
При прямых измерениях экспериментальным операциям подвергают измеряемую величину, которую сравнивают с мерой непосредственно или же с помощью измерительных приборов, градуированных в требуемых единицах. Примерами прямых служат измерения длины тела линейкой, массы при помощи весов и др. Прямые измерения широко применяются в машиностроении, а также при контроле технологических процессов (измерение давления, температуры и др.).
2. Косвенные – измерения, при которых искомую величину определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, т.е. измеряют не собственно определяемую величину, а другие, функционально с ней связанные.
Косвенные измерения – это определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения. Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат. Роль их особенно велика при измерении величин, недоступных непосредственному экспериментальному сравнению, например размеров астрономического или внутриатомного порядка.
3. Совокупные – это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомую определяют решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
Примером совокупных измерений является определение массы отдельных гирь набора (калибровка по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь).
4. Совместные – это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимостей между ними.
По условиям, определяющим точность результата, измерения делятся на три класса:
- измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. К ним относятся в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин, и, кроме того, измерения физических. К этому же классу относятся и некоторые специальные измерения, требующие высокой точности.
- контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторого заданного значения. К ним относятся измерения, выполняемые лабораториями государственного надзора за внедрением и соблюдением стандартов и состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями, которые гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающей некоторого, заранее заданного значения.
- технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на машиностроительных предприятиях, на щитах распределительных устройств электрических станций и др.
По способу выражения результатов измерений различают абсолютные и относительные измерения.
Абсолютными называются измерения, которые основаны на прямых измерениях одной или нескольких основных величин или на использовании значений физических констант.
Относительными называются измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.
Основными характеристиками измерений являются: принцип измерений, метод измерений, погрешность, точность, правильность и достоверность.
Принцип измерений – физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Например, измерение массы тела при помощи взвешивания с использованием силы тяжести, пропорциональной массе, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта.
Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Средствами измерений являются используемые технические средства, имеющие нормированные метрологические свойства.
Погрешность измерений – разность между полученным при измерении и истинным значениями измеряемой величины. Погрешность вызывается несовершенством методов и средств измерений, непостоянством условий наблюдения, а также недостаточным опытом наблюдателя или особенностями его органов чувств.
Точность измерений – это характеристика измерений, отражающая близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Правильность измерения определяется как качество измерения, отражающее близость к нулю систематических погрешностей результатов.
Важнейшей характеристикой качества измерений является их достоверность, она характеризует доверие к результатам измерений и делит их на две категории: достоверные и недостоверные, в зависимости от того, известны или неизвестны вероятностные характеристики их отклонений от истинных значений соответствующих величин. Результаты измерений, достоверность которых неизвестна, не представляют ценности и в ряде случаев могут служить источником дезинформации.