Основы метрологии

Метрология - наука об измерениях. В ее задачи входят: поиск методов измерения интересующих нас характеристик, обеспечение сопоставимости и достоверности результатов измерений. В виду огромной практической значимости решаемой метрологией проблем, метрологические службы имеются практически на каждом предприятии. Для организации их взаимодействия в России действует Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ)

Зачем нужно единство измерений?

Рассмотрим конкретную задачу. Мы проектируем автоматизированную систему управления предприятием (АСУ). Первый этап - автоматизация склада готовой продукции. Программа должна позволять учитывать всю произведенную продукции, прослеживать пути ее распределения и использования (продажи, внутреннее использование, хранение и т.д.).

Одна из главных задач АСУ - баланс изготовления и использования (вся изготовленная продукция должна быть как-то использована). Однако у нас постоянно получается несоответствие объемов изготовленной и использованной продукции (то одной больше, то другой).

В чем дело? При поступлении на склад мы фиксируем объем продукции (например, ее массу), по измерениям, сделанным в цехах. А при отпуске пользуемся весами, находящимися на складе. Если не принять специальных мер, результаты этих измерений могут оказаться несопоставимыми!

Определение.

Сопоставимыми называются результаты измерений, с которыми можно обращаться

как с числами (складывать, вычитать). При этом сумма частей должна равняться

целому.

Как обеспечить единство измерений?

Как обеспечить сопоставимость наших измерений?

Можно отказаться от применения разных весов и взвешивать все на одних. Но это ужасно не удобно и очень дорого!

Можно поставить весы рядышком и взвешивать одни и те же предметы на обоих весах. Потом составить таблицу соответствия и пользоваться ей для ввода поправок результатов измерений. Тоже дорого и есть опасность запутать все дело.

Можно купить еще одни, более точные весы и проверять с их помощью все весы предприятия. Это уже гораздо лучше.

Как видим, проверять настраивать весы, так чтобы они стали показывать верный вес надо производить периодически, чтобы учесть износ весов и возможность их сбоев.

Таким образом, мы обеспечим единство измерений всех весов предприятия. Способы такой проверки могут быть разные.

Определение.

Единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью . Данное состояние обеспечивает сопоставимость результатов измерений.

Поверка средств измерений

Назовем средство измерения, предназначенное для проверок других средств измерений, эталоном. Чтобы характеристики точности эталона сохранялись как можно дольше, будем использовать его только для проверок. Таким образом, все средства измерений разбиваются на два класса: рабочие и эталонные.

Определение.

Рабочее средство измерения - прибор или оборудование используемый для измерений на

производстве.

Определение.

Эталонное средство измерения - прибор или оборудование используемый только для

поверки рабочих средств измерений и эталонов.

Определение.

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

Эталоны так же нуждаются в периодической поверке. Для этого используются эталоны более высокого уровня. Для каждой основной величины существует государственный (национальный) эталон и специальная методика поверок, позволяющая «передать» характеристики измеряемой величины через цепочку промежуточных эталонов до рабочего средства измерения.

Чем занимается метрологическая служба предприятия

Основная   задача  метрологической   службы   предприятия   -  обеспечение   единства измерения. В обязанности службы входят:

•           Регистрация  и отслеживание  использования всего парка1   технических  средств
предприятия. На крупных передовых предприятиях для этой цели организуются базы
данных и информационные системы.

•           Определение периодичности поверок и составление планов поверок технических
средств.

•           Проведение периодических плановых поверок, а также послеремонтных поверок.
Результаты   поверок   протоколируются.   Средства   измерения      признанные   годными
снабжаются соответствующим штампом (меткой). Указывается дата следующей поверки.
Средствами измерения, не имеющими штампов о проведении поверки, или просроченной
датой следующей поверки пользоваться нельзя.

1 Парк технических средств - все приборы и механизмы, используемые на предприятии. Также, как и деревья парке они требуют присмотра и ухаживания.

•      Методическая    помощь    в    организации    контроля    и    измерений    на    всех
производственных участках предприятия.

Таким образом, метрологическая служба отвечает за все измерения, проводимые на предприятии.

Обеспечение единства измерения в стране

Для современного производства характерны широкая кооперация и интеграция. Например, предприятие, выпускающее автомобили сотрудничает с тысячами других предприятий. Продукция предприятий продается многим покупателям как в нашей стане, так и за рубеж. Очевидно, что такое взаимодействие не возможно без обеспечения единства измерений.

Чтобы обеспечить единство измерений всего народного хозяйства страны необходимо скоординировать работу всех метрологических служб, обеспечить передачу величин от государственных эталонов, осуществлять методическую и научную поддержку предприятий в области измерений.

Правовой основой обеспечения единства измерений в России является закон РФ "Об обеспечении единства измерений" . Согласно этому закону (статья 4) Государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в Российской Федерации осуществляет Комитет Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России). В его компетенцию входят следующие вопросы:

•           межрегиональная  и межотраслевая  координация деятельности по обеспечению
единства измерений в Российской Федерации; организация взаимодействия региональных
и отраслевых служб с целью обеспечения единства измерений в стране в целом;

•           научные исследования и обобщение практического опыта организации измерений,
представление Правительству РФ предложений по единицам величин, допускаемым к
применению;

•           установление правил создания, утверждения, хранения и применения эталонов
единиц величин;

•           определение   общих   метрологических   требований   к   средствам,    методам   и
результатам   измерений.   Разработка   стандартов   на   методики   проведения   измерений
(МВИ);

•           осуществление государственного метрологического контроля и надзора. Надзор
осуществляется путем:

o утверждение типа средств измерений. Вновь разработанный прибор должен пройти метрологическую экспертизу и быть зарегистрирован.

o   поверки и калибровки средств измерения, в том числе эталонов;

o   надзора за состоянием и применением средств измерений,

o надзора за соблюдением метрологических правил и норм установленных в нормативных документах по обеспечению единства измерений;

•           осуществление      государственного      контроля      за      соблюдением      условий
международных договоров Российской Федерации о признании результатов испытаний и
поверки средств измерений;

•           руководство деятельностью Государственной метрологической службы и иных
государственных служб обеспечения единства измерений;

•           участие в деятельности международных организаций по вопросам обеспечения
единства измерений.

Непосредственное        обеспечивает       единство       измерений       Государственная метрологическая служба, находящаяся в ведении Госстандарта России. Она и включает:

•      государственные научные метрологические центры;

7

•     органы Государственной метрологической службы на территориях республик в
составе   Российской   Федерации,   автономной   области,   автономных   округов,   краев,
областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга.

В Саратовской области это Центр метрологии и стандартизации (ЦМС).

Для обеспечения единства отдельных видов измерений при Госстандарте РФ созданы:

•           Государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения
Земли (ГСВЧ);

•           Государственная  служба  стандартных  образцов  состава  и  свойств  веществ   и
материалов (ГССО);

•           Государственная    служба    стандартных    справочных    данных    о    физических
константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД).

Полный текст закона "Об обеспечении единства измерений" приведен в Приложении.