Метрология — это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Термин «метрология» происходит от греческих слов «метро» — мера и «логос» — учение, то есть учение об измерениях. Современная метрология включает три составляющие: теоретическую (фундаментальную), прикладную (практическую) и законодательную метрологию.
Содержанием основных понятий фундаментальной и практической метрологии являются:
общая теория измерений;
определение физических величин объектов (физических систем, процессов и др.);
образование единиц физических величин и их систем;
методы и средства измерений физических величин;
методы определения точности измерений (теория погрешностей измерений);
основы обеспечения единства измерений, единообразия средств измерений (законодательная метрология);
создание эталонов и образцовых средств измерений;
методы передачи размеров единиц от эталонов образцовым и далее — рабочим средствам измерений [5, с.150].
Первоначально метрология занималась описанием различного рода мер (линейных, вместимости, массы, времени), а также монет, применявшихся в различных странах, и соотношений между ними.
Современная метрология опирается на физические эксперименты высокой точности. Она использует достижения физики, химии и других естественных наук, но вместе с тем устанавливает свои специфические законы и правила, позволяющие находить количественные выражения свойств объектов материального мира.
Общая теория измерений окончательно еще не сложилась. В нее входят сведения и обобщения, полученные в результате анализа измерений и их элементов: физических величин, их единиц, средств и методов измерений, получаемых результатов измерений.
|
|
И метрологии, как и в физике, физическая величина трактуется как свойство физического объекта (системы), общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении — индивидуальное для каждого объекта, то есть как свойство, которое может быть для одного объекта в то или иное число раз больше или меньше, чем для другого (например, длина, масса, плотность, температура, сила, скорость и др.). Каждый объект обладает определенной длиной, массой и т.д., для него понятие величины становится конкретным. Измерять можно только конкретные величины.
Для достижения единства измерений (независимо от времени, места и средств измерений) должна производиться правильная градуировка и периодическая проверка всех применяемых средств измерений. Для этого необходимы эталоны единиц и пары образцовых средств измерений. Метрология изучает способы воспроизведения единиц с помощью эталонов и пути повышения их точности, а также методы передачи размеров единиц (методы поверки) [5, с.152].
Одна из главных задач метрологии — обеспечение единства измерений физических величин — может быть решена при соблюдении двух условий, которые можно назвать основополагающими:
выражение результатов измерений в единых узаконенных единицах;
установление допустимых ошибок (погрешностей) результатов измерений и предметов, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.
Погрешностью называют отклонение результата измерений от действительного (истинного) значения измеряемой величины. При этом следует иметь в виду, что истинное значение физической величины считается неизвестным и применяется в теоретических исследованиях, а действительное значение устанавливается экспериментальным путем в предположении, что результат эксперимента (измерения) в максимальной степени приближается к истинному значению. Погрешности измерений приводятся обычно в технической документации на средства измерений или в нормативных документах.
|
|
Единство измерений не может быть обеспечено лишь совпадением погрешностей. Требуется еще и достоверность измерений, которая говорит о том, что погрешность не выходит за пределы отклонений, заданных в соответствии с поставленной целью измерений. Существует также понятие точности измерений, которое характеризует степень приближения погрешности измерений к нулю, то есть к истинному значению измеряемой величины.
Для нахождения погрешностей измерений широко используется аппарат теории вероятностей и математической статистики, а иногда и другие разделы математики.
Обобщает все эти положения современное определение понятия «единство измерений» — состояние измерений, при котором их результаты выражены в указанных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.
Мероприятия по реальному обеспечению единства измерений в большинстве стран мира устанавливаются законами и входят в функции законодательной метрологии. Для проведения в жизнь этих мероприятий организуются метрологические службы.
|
|
Законодательная метрология — это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и кон тропе со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений. К области законодательной метрологии относятся испытания и утверждение типа средств измерений и их поверка, калибровка, сертификация средств измерений, государственный метрологический контроль и надзор за средствами измерений.
Метрологические правила и нормы законодательной метрологии гармонизованы с рекомендациями и документами соответствующих международных организаций. Тем самым законодательная метрология способствует взаимопониманию в международном метрологическом сотрудничестве.
Таким образом, метрология — это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Одна из главных задач метрологии — обеспечение единства измерений физических величин. Для достижения единства измерений должна производиться правильная градуировка и периодическая проверка всех применяемых средств измерений.