Содержание
Введение
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Измерение – это один из основных инструментов познания реального мира.
Уже в древности человек измерял длину, массу, объем, время, сравнивая объекты между собой и интуитивно принимая некоторые из объектов за единицу измерений.
Измерения позволяют установить количественные соотношения и закономерности изучаемых явлений, что дает возможность объективно сравнивать результаты исследований и открытий различных ученых.
Измерения всегда представляют собой физический эксперимент. Выполняются измерения техническими средствами, к свойствам которых предъявляются требования, гарантирующие установленную точность в оговоренных условиях.
Для воспроизведения, хранения и передачи размера единиц различных величин с помощью специальных мер (эталонов) в XIXв. в некоторых странах были созданы специальные метрологические учреждения.
Одним из первых таких учреждений было созданное в Санкт-Петербурге в 1842 г. Депо образцовых мер и весов, преобразованное в 1893 г. в Главную палату мер и весов, ученым хранителем в которой долгие годы был Д.И. Менделеев.
Развитие международного сотрудничества, необходимость обмена не только товарами, но и научными знаниями, привели к созданию международных организаций, занимающихся разработкой и хранением некоторых эталонов. По инициативе Петербургской академии наук в 1875 г. в Париже была подписана Метрическая конвенция, положившая начало сотрудничеству в области измерений.
Уровень развития измерительной техники неразрывно связан с уровнем развития производства и во многом определяет качество продукции. Решение проблем взаимозаменяемости, проблем стандартизации невозможно без технически развитой измерительной базы.
|
|
Необходимость создания единого экономического и производственного пространства, международное разделение труда привели к созданию системы стандартизации (государственные и международные стандарты), а также к системе сертификации –подтверждению соответствия продукции, товаров и услуг заявленным требованиям.
В целом, метрология – комплексная научная дисциплина, охватывающая математические, физические и технические аспекты как самих измерений, так и проблем обеспечения установленной точности. В соответствии с кругом охватываемых проблем метрология состоит из теоретической метрологии, законодательной метрологии и практической (прикладной) метрологии.
Эталоны: первичные, вторичные, специальные, рабочие, эталоны-копии, эталоны свидетели. Требования к эталонам.
Эталон — это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерений. От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них — рабочим средствам измерений.
По мере развития техники и международных связей трудности использования и сравнения результатов измерений из-за различия единиц возрастали, они стали тормозить научно-технический прогресс. Так, во второй половине XVIII в. в Европе насчитывалось до сотни различных футов как единиц измерения длины, около полусотни различных миль, свыше 120 различных фунтов. Кроме того, положение сложилось так, что соотношение между дольными и краткими единицами были необычайно разнообразными (например, 1 фут = 12 дюйм = 304,8 мм).
|
|
В 1790 г. во Франции было принято решение о создании системы новых мер, «основанных на неизменном прототипе, взятом из природы, с тем, что бы ее могли принять все нации». Было предложено считать единицей длины длину десятимиллионной части четверти меридиана Земли, проходящего через Париж. Эту единицу назвали метром. За единицу массы была принята масса 0,001 
чистой воды при температуре наибольшей плотности (+4 °С). Эта единица была названа килограммом. При введении метрической системы была не только установлена основная единица длины, взятая из природы, но и принята десятичная система образования кратных и дольных единиц, что является одним из важнейших ее преимуществ.
Однако, как показали последующие измерения, в четверти парижского меридиана содержится не 10 000 000, а 10 000 856 первоначально определенных метров. Но и это число нельзя считать окончательным, так как по мере развития науки более точные измерения дают другие значения.
В 1872 г. Международной комиссией по прототипам было решено перейти от единиц длины и массы, основанных на естественных эталонах, к единицам, основанным на условных материальных эталонах (прототипах).
В 1975 г. была созвана дипломатическая конференция, на которой 17 государств подписали Метрическую конвенцию. В соответствии с этой конвенцией:
устанавливались международные прототипы метра и килограмма;
|
|
создавалось международное бюро мер и весов – научное учреждение, средства, на содержание которого обязались выделять государства, подписавшие конвенцию;
учреждался Международный комитет мер и весов, состоящий из ученых разных стран;
устанавливался созыв один раз в шесть лет Генеральных конференций по мерам и весам.
Были изготовлены образцы метра и килограмма из сплава платины и иридия.
Прототип метра представлял собой платиново-иридивую штриховую меру общей длиной 102 см, на расстоянии 1см от концов которой были нанесены штрихи, определяющие единицу длины – метр.
Первичный эталон — это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.
Вторичные эталоны (их иногда называют "эталоны-копии") могут утверждаться либо Госстандартом РФ, либо государственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования. Рабочие эталоны воспринимают размер единицы от вторичных эталонов и в свою очередь служат для передачи размера менее точному рабочему эталону (или эталону более низкого разряда) и рабочим средствам измерений.
Специальный эталон - эталон, предназначенный для воспроизведения единицы в особых условиях и заменяющий в этих условиях первичный эталон.
Специальные эталоны создают для воспроизведения единицы в особых условиях (сверхнизкие, высокие и сверхвысокие частоты, энергии, температуры, давления, особые состояния веществ, крайние участки диапазонов измерений и т. п.), в которых прямая передача размера единицы от существующих первичных эталонов технически не осуществима с требуемой точностью.
Примером специального эталона является эталон силы электрического переменного тока 0,04 - 300 А в диапазоне частот 0,1 -300 МГц.
Рабочий эталон - эталон, предназначенный для хранения единицы и передачи ее размера другим средства измерений более низкой точности.
Размер единицы рабочего эталона устанавливают по вторичному эталону-копии или, в некоторых случаях, непосредственно по первичному эталону.
Эталон-копия - вторичный эталон, предназначенный для хранения единицы и передачи ее размера рабочим эталонам.
Эталон-копия представляет собой метрологическую копию первичного эталона и не обязательно является его физической копией. Примером может служить эталон-копия единицы длины - метра, представляющий собой специальным образом выполненную и хранимую штриховую меру длины.
Эталон-свидетель - вторичный эталон, применяемый для проверки сохранности первичного эталона и для замены его в случае порчи или утраты. Эталон-свидетель применяется лишь тогда, когда первичный эталон является невоспроизводимым.
В настоящее время, среди эталонов основных единиц Международной системы СИ, эталон-свидетель существует только для соблюдения сохранности первичного эталона единицы массы - килограмма, которая воспроизводится, как известно, с помощью прототипа, не имеющего своего естественного воплощения в природе.