Метралогія: вымярэння, сродкі вымярэнняў. Класіфікацыя сродкаў вымярэння

Пастараемся ў гэтым артыкуле кампактна разабраць цэлы звод тэм: метралогію, звязаную з ёй стандартызацыю, дзяржаўныя расійскія метралагічныя цэнтры, а таксама сродкі вымярэння - іх характарыстыкі, віды, класіфікацыю і выкарыстанне. Пачнем з самай агульнай ўступнай тэмы - навукі, званай метралогіі.

Метралогія: вызначэння, мэты, законы

Метралогія, вымярэння, сродкі вымярэнняў - ўзаемазвязаныя паміж сабой паняцці. Метралогія (стар.-грэч. Μέτρον + λόγος - "мера" + "навука") - навука аб мерах і вагах, а менавіта аб вымярэнні, яго метадах і сродках, якія дапамагаюць забяспечыць адзінства і дакладнасць вымярэнняў.

Асновы метралогіі мяркуюць наступныя мэты і задачы:

• распрацоўка адзінай тэорыі вымярэнняў;
• адукацыя шэрагу сістэм адзінак фізічных велічынь;
• распрацоўка і наступная стандартызацыя сродкаў і метадаў вымярэнняў, спосабаў вызначэння іх дакладнасці, імкненне да аднастайнасці і ўніфікацыі;
• выпрацоўка выразных сістэм эталонаў, узораў вымярэнняў, асновай якіх з'яўляюцца фізічныя канстанты;
• вывучэнне сістэмы мер і вагаў ў гістарычнай рэтраспектыве.

Асноўных законаў метралогіі вылучаюць тры:

1. Любое вымярэнне - гэта параўнанне.
2. Ніякае вымярэнне без апрыёрных дадзеных атрымаць немагчыма.
3. Вынікі любога вымярэння без акруглення значэнняў - усяго толькі выпадковая велічыня.

раздзелы метралогіі

Навука падзяляецца на некалькі складнікаў:

• Тэарэтычная. Асновы метралогіі трымаюцца на тэорыі. Гэты падзел вывучае найбольш агульныя праблемы колькасных вымярэнняў, а таксама непасрэдна распрацоўвае тэарэтычныя дагматы.
• Заканадаўчая. Грамадская навука, якая вызначае абавязковыя юрыдычныя і тэхнічныя ўмовы выкарыстання адзінак, метадаў і сродкаў вымярэння.
• Прыкладная. Эксперыментальны, практычны раздзел метралогіі, які ўводзіць распрацоўкі тэарэтычнай складнікам ў жыццё, а таксама займаецца метралагічным забеспячэннем.
• Гістарычная. Вывучае адзінкі вымярэнняў мінулага, іх прагрэсіі ў часе, вызначае іх назвы, а таксама суадносіны з эталонамі мер і вагаў сучаснасці.
• Спецыялізаваныя кірункі. Сюды адносяць "адмысловую" метралогію - медыцынскую, хімічную, авіяцыйную, біялагічную (біяметрыі).

Стандартызацыя ў метралогіі

Метралогія і стандартызацыя цесна звязаныя паміж сабой. Стандартызацыя ў гэтым аспекце - агульныя і прыватныя правілы метралагічнага забеспячэння, які суправаджае вытворчы працэс. Аб'ектамі дысцыпліны будзе ўсё якое адносіцца да выраба: нарматыўныя дакументы з патрабаваннямі па якасці, нормамі допускаў, а таксама метадамі дасягнення эталоннага выніку. Пры гэтым выпрацаваныя стандарты могуць прымяняцца не толькі на канкрэтным прадпрыемстве, але і стаць агульнакарысныя.

Мэты стандартызацыі ў метралогіі наступныя:

• Вызначэнне асноўных характарыстык якаснай эталоннай прадукцыі, перш за ўсё для гэтага стандартуе камплектуючыя і зыходны матэрыял.
• Распрацоўка пэўных крытэрыяў да якасці атрымоўванага вырабы, пры гэтым вызначаюцца сродкі метралагічнага кантролю.
• Імкненне да аднастайнасці выпускаемай прадукцыі.
• Стварэнне сістэмы эталонаў, забеспячэнне адзінства ўсіх вымярэнняў на прадпрыемстве.

Метралогія і стандартызацыя аперуюць двума асноўнымі дакументамі:

• Стандарт - нарматыўна-тэхналагічны акт з пэўнымі нормамі, правіламі і патрабаваннямі да вытворчасці і гатоваму прадукту. Дзеючы стандарт - гэта зацверджаны упаўнаважанай арганізацыяй.
• ТУ (тэхнічныя ўмовы) - шэраг правілаў, нормаў і патрабаванняў да канкрэтнай разнавіднасці вырабы.

Маштаб стандартызацыі ў метралогіі:

• Міжнародны. Міжнародныя цэнтры стандартызацыі і метралогіі ствараюцца сіламі некалькіх дзяржаў, аб'яднаных гандлем, агульнымі навуковымі распрацоўкамі, выбудоўваннем сумеснай абароны і пр.
• Дзяржаўны. Стандартызацыя ў метралогіі, якая ажыццяўляецца дзяржаўнымі ўладамі, якія таксама будуюць перспектывы яе развіцця.
• Нацыянальны. Зноў жа дзяржаўны маштаб, але без прамога ўмяшання ўладных структур.

Галоўны расійскі цэнтр стандартызацыі і метралогіі - гэта ГСС (дзяржсістэмы стандартызацыі). Гэты комплекс аб'ядноўвае ўсе распрацаваныя патрабаванні ў адно цэлае, дапамагае стандартаваць вытворчасць і прадукцыю ўсіх айчынных заводаў і камбінатаў.

Дзяржаўныя цэнтры метралогіі і сертыфікацыі

Згодна з ФЗ "Аб забеспячэнні адзінства вымярэнняў" на дзяржаўным узроўні кіруе дзейнасцю па забеспячэнню уніфікацыі вымярэнняў Дзяржстандарт РФ. У яго падпарадкаванні знаходзіцца і ГМС - дзяржаўная метралагічнага служба. Яна ўключае ў сябе наступныя складнікі:

• Аддзялення цэнтральнага апарата Дзяржстандарту РФ адказваюць за планаванне, кіраванне і кантроль за адзінствам вымярэнняў на дзяржаўным міжгаліновай узроўні.
• ГНМЦ (дзяржаўныя навуковыя метралагічныя цэнтры) - адказныя за распрацоўку, захоўванне i прымяненне стандартаў-эталонаў, а таксама за складанне нарматыўнай дакументацыі, якая забяспечвае адзінства вымярэнняў.
• Падраздзялення ГМС маштабу суб'ектаў РФ - ажыццяўленне метралагічнага кантролю на канкрэтных тэрыторыях.

Цэнтры эталонаў у РФ

Найгалоўным цэнтрам дзяржаўнай метралогіі лічыцца ВНИИМС - Усерасійскі навукова-даследчы інстытут метралагічнай службы. Ён ажыццяўляе навуковае і метадычнае кіраўніцтва ўсімі метралагічнымі службамі, каардынуе іх дзейнасць, а таксама займаецца распрацоўкай самых разнастайных (эканамічных, арганізацыйных, навуковых) асноў метралагічнага забеспячэння.

Акрамя ВНИИМС важнымі цэнтрамі эталонаў у РФ таксама будуць:

• ВНИИМ. Тут створаны і захоўваюцца амаль усе эталоны Сусветнай сістэмы мер і вагаў, выключаючы ўзоры адзінак частоты і часу. У інстытуце засяроджана больш за 50% усіх расійскіх дзяржаўных эталонаў.
• ВНИИФТРИ. Акрамя эталона часу ў гэтым інстытуце знаходзіцца ўзор магнітных, радыётэхнічных велічынь, адзінкі частоты, цвёрдасці, ціску, іанізуючага выпраменьвання, нізкіх тэмператур і інш.
• ВНИИОФИ. Вымярэння розных параметраў лазераў, медыцынскія паказчыкі, спектраметрыя, аптычныя велічыні і інш.
• СНИИМ. Эталоны электрычных, магнітных, радыётэхнічных велічынь і інш.

Дзейнасць цэнтраў метралогіі

Асноўны вектар дзейнасці ГМС - забеспячэнне адзінства ўсіх вымярэнняў ў дзяржаве. Таксама на яе долі адказнасць за метралагічнае суправаджэнне вымярэнняў у Расіі, дзяржкантроль у сферы метралогіі. Напрамкі работы ГМС - гэта яшчэ:

• стварэнне эталонаў, дзяржаўных і другасных;
• фарміраванне сістэм трансляванне або перадачы параметраў адзінак ФБ рабочым СІ;
• Дзяржнагляд за вырабам / ужываннем / станам / рамонтам сістэм вымярэння;
• метралагічнага экспертыза розных вырабаў;
• метадычнае суправаджэнне ніжэйстаячых метралагічных службаў.

функцыі Росстандарта

Росстандарта і метралогія - гэта выкананне дадзеных установай такіх функцый:

• Каардынацыя работы па забеспячэнні адзінства вымярэнняў.
• Распрацоўка правілаў стварэння, захоўвання, зацвярджэння і эксплуатацыі эталонаў велічынь.
• Метралагічны Дзяржнагляд.
• Кіраўніцтва ГМС і іншымі службамі, адказнымі за адзінства вымярэнняў.
• Зацвярджэнне эталонаў і нарматыўных актаў, якія забяспечваюць адзінства вымярэнняў.
• Прызнанне тэхнічных прылад сродкамі вымярэння.
• Распрацоўка і зацвярджэнне метадаў правядзення вымярэнняў.
• Акрэдытацыя цэнтраў, якія выпрабоўваюць СІ.
• Зацвярджэнне тыпаў СІ.
• Вядзенне Дзяржрэестра СІ.
• Зацвярджэнне спісаў СІ, якія падлягаюць паверцы.
• Распрацоўка працэсу ліцэнзавання фізічных і юрыдычных асоб, вырабляюць, рамантуюць, якія прадаюць або здаюць у пракат СІ.
• Планаванне і арганізацыя рознай метралагічнай дзейнасці і інш.

СІ - гэта ...

Пяройдзем шчыльней да метралогіі і вымярэнням. Сродкі вымярэння (СІ) - гэта тэхнічныя прылады, якімі праводзяцца вымярэння. Яго характарызуе тое, што яно аднаўляе ці захоўвае ў сабе адзінку вымярэння якой-небудзь фізічнай велічыні.

ФЗ РФ № 102 вызначае СІ як сродак, адно з прызначэнняў якога - вымярэння. Аднесці якая-небудзь прылада да сродкаў вымярэння ў нашай краіне можа толькі Федэральнае агенцтва па тэхрэгулявання і метралогіі.

класіфікацыя СІ

Прывядзём самыя распаўсюджаныя класіфікацыі сродкаў вымярэння ў метралогіі і вымярэннях:

• Па вымяральным параметрах для вызначэння:
  • ціску;
  • тэмпературы;
  • колькасці;
  • ўзроўню;
  • канцэнтрацыі раствора і інш.
• Па значнасці вымяранага:
  • асноўныя сродкі;
  • дапаможныя сродкі.
• Па стандартызацыі СІ:
  • стандартызаваныя;
  • якія не адносяцца да стандартызаваным.
• Па становішчы ў праверачным схеме:
  • эталоны;
  • працоўныя СІ.
• Па ўзроўні аўтаматызацыі:
  • ручныя;
  • аўтаматызаваныя;
  • аўтаматычныя.
• Па техназначению:
  • мера фізічнай велічыні - СІ, якое прайгравае або якое захоўвае велічыню аднаго / некалькіх памераў;
  • вымяральны прыбор - СІ, з дапамогай якога можна даведацца значэнне вымяранага ў вызначаным дыяпазоне;
  • вымяральны пераўтваральнік - СІ, якое пераўтварае адну вымяраную велічыню ў іншую;
  • вымяральная ўстаноўка - комплекс, які аб'ядноўвае ў сабе некалькі вымяральных пераўтваральнікаў, прыбораў або мер, які размяшчаецца ў пэўнай лакацыі;
  • вымяральная сістэма - комплекс, які аб'ядноўвае ў сабе некалькі мер, прыбораў, установак і пераўтваральнікаў, здольны здымаць вымярэння ў розных частках аб'екта;
  • вымяральна-вылічальны комплекс - сістэма, якая аб'ядноўвае некалькі СІ, ЭВМ, прызначаная для вырашэння адной або некалькіх вымяральных комплексных задач.

Вымярэння: віды і метады

Вымярэннем называецца знаходжанне значэння шуканай велічыні дасведчаным шляхам з дапамогай СІ. Асноўных яго метадаў два - непасрэднай адзнакі і параўнанні з мерай. Апошні дадаткова падзяляецца на дыферэнцыяльны, нулявы, метад супадзенняў і пратэсту. Адносна ўжываюцца СІ адрозніваюць органалептычны, эўрыстычны, экспертны і інструментальны метад.

Гаворачы аб метралогіі і вымярэннях, прадставім класіфікацыю відаў апошніх:

• Па характарыстыцы дакладнасці: равноточные і неравноточные. Або максімальнай дакладнасці, кантрольна-праверачным і тэхнічныя.
• Па спосабе атрымання дадзеных: кантактныя і бескантактавыя.
• Па ліку вымярэнняў: аднаразовыя і шматразовыя.
• Па тыпу змены вымяранай велічыні: статычныя і дынамічныя.
• Па прызначэнню: метралагічныя і тэхнічныя.
• Па разнавіднасці прадстаўлення выніку: адносныя і абсалютныя.
• Па метадах атрымання выніковых дадзеных: прамыя, ускосныя, сукупныя і сумесныя.

Вобласці ўжывання СІ

У заключэнне тэмы "Метралогія, вымярэння, сродкі вымярэнняў" пазначым вобласці ўжывання СІ, прадыктаваныя ФЗ № 102:

• ахова навакольнага асяроддзя;
• ахова працы;
• дзяржкантроль;
• галіне дзейнасці ў абаронным комплексе;
• гідраметэаралогіі;
• фінансавыя, падатковыя, мытныя, банкаўскія аперацыі;
• спорт;
• бяспека дарожнага руху;
• ветэрынарыя;
• судовая сістэма;
• электрасувязь, пошта;
• адзнака адпаведнікаў;
• медыцына;
• кантроль на вытворчасці;
• геаграфія, геадэзія;
• расфасоўка прадукцыі;
• гандаль;
• галіне атамнай энергетыкі.

Стандарты і метралогія маюць важнейшае значэнне як для навуковай, эксперыментальнай дзейнасці, так і для ўсіх сфер жыцця грамадства. Калі без стандартызацыі ў метралогіі цяжка ўявіць вытворчасць, то сродкі вымярэнняў тым больш сталі неад'емнай часткай жыцця чалавецтва.