Основные понятия фундаментальной и практической метрологии.
Урок 7. Лекция.
Тема: Метрология
Цель урока:
Краткое содержание лекции:
1. Метрология и ее составляющие
2. История метрологии
3. Основные понятия фундаментальной и практической метрологии
4. Старинные меры длины, веса, другие. Системы мер разных стран
5. Роль измерений и значение метрологии
План:
Метрология.
ü Метрология (от греч. «metron» — мера, «logos» — учение) — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
ü Предмет метрологии — измерения, их единство и точность.
Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Метрологию подразделяют на теоретическую, прикладную и законодательную.
ü Теоретическая метрология занимается вопросами фундаментальных исследований, созданием системы единиц измерений, физических постоянных, разработкой новых методов измерения.
ü Прикладная (практическая) метрология занимается вопросами практического применения в различных сферах деятельности результатов теоретических исследований в рамках метрологии.
ü Законодательная метрология включает совокупность взаимообусловленных правил и норм, направленных на обеспечение единства измерений, которые возводятся в ранг правовых положений (уполномоченными на то органами государственной власти), имеют обязательную силу и находятся под контролем государства.
Законодательная метрология является средством государственного регулирования метрологической деятельности посредством издания законов, законодательных положений, которые вводятся в практику измерений через государственную метрологическую службу и метрологические службы государственных органов управления, метрологические службы предприятий, а также через физических лиц, занимающихся производственной деятельностью.
ü К области законодательной метрологии относятся:
испытание и утверждение типа средств измерений,
их проверка, и калибровка, а также сертификация средств измерений.
Также законодательная метрология и ее службы осуществляют государственный метрологический контроль и надзор за всеми средствами измерений. Производство не запускается, пока метрологическая служба не произведет проверку приборов.
Метрологические правила и нормы законодательной метрологии гармонизированы с рекомендациями и документами международных организаций по метрологии. Тем самым законодательная метрология способствует развитию экономических, торговых связей, способствует укреплению международного метрологического сотрудничества.
История метрологии
Метрология как область практической деятельности зародилась в древности. На всем пути развития человеческого общества измерения были основой отношений людей между собой, с окружающими предметами, природой. При этом вырабатывались единые представления о размерах, формах, свойствах предметов и явлений, а также правила и способы их сопоставления
Наименования единиц измерения и их размеры появлялись в давние времена чаще всего в соответствии с возможностью применения единиц и их размеров без специальных устройств, т.е. создавались с ориентацией на те единицы, что были «под руками и ногами». В России в качестве единиц длины были «пядь», «локоть».
В начале 1840 г. во Франции была введена метрическая система мер. Значимость метрической системы глубоко оценил Д.И. Менделеев. В 1867 г. с трибуны съезда русских естествоиспытателей он выступил с призывом содействовать подготовке метрической реформы в России. По его инициативе Петербургская академия наук предложила учредить международную организацию, которая обеспечивала бы единообразие средств измерений в международном масштабе. Это предложение получило одобрение, и в 1875 году на Дипломатической метрологической конференции, проведенной в Париже, в которой участвовали 17 государств (в том числе Россия), была принята Метрическая конвенция.
По мере унификации единиц измерений во многих государствах вводились законодательные нормы, которые защищали покупателей от недобросовестности производителей и распространителей товаров и услуг. В России в XVI в. контролеры (целовальники) на рынках разыскивали и отбирали старые (неофициальные) меры. За пользование ими налагали большой штраф и даже заключали виновных в тюрьму.
Еще больше усилился надзор за мерами в XVII веке. Им занимались таможни, «кружечные дворы». В Москве действовали Померная изба и Большая таможня. Померная изба проводила периодическую («как год минет») поверку мер и изымала неправильные («воровские») меры.
В Наказе царя Федора Алексеевича Большой Московской таможне о сборе таможенных пошлин (1681 г.) говорилось, что за найденные у торговцев воровские меры определялась конфискация товаров и ссылка с семьей.
Решительный и жесткий характер Петра I проявился в его Наказе «О сборе в Московской Большой таможне пошлин» (1698 г.): «за найденные непрямые, воровские весы лавки опечатать, товары отобрать и семьей сослать». Он же в Уставе воинских артикулов (1716 г.) писал: «Наказание за обмер и обвес — возвратить добро втрое, взимать штраф, подвергнуть телесному наказанию».
В 1745 г. публикуется Указ сенатский о рассылке из камер-коллегии во все города заклейменных мер для хлеба и о взыскании штрафа с того, у кого окажутся неуказанные меры.
В 1858 г. Елизавета Петровна повелела: «Сделать аршины железные верные и с обеих концов заклейменные так, чтобы ни урезать, ни упиловать невозможно было».
Долгое время метрология была в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. Но в процессе развития общества роль измерений возрастала, и с конца прошлого века благодаря прогрессу физики метрология поднялась на качественно новый уровень. Большую роль в становлении метрологии в России сыграл Д.И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период с 1892 по 1907 г. «Наука начинается... с тех пор, как начинают измерять», — в этом научном кредо великого ученого выражен, по существу, важнейший принцип развития науки, который не утратил актуальности и в современных условиях.
Развитие естественных наук привело к появлению все новых и новых средств измерений (СИ), а они, в свою очередь, стимулировали развитие наук, становясь все более мощным средством исследования. Так, повышение точности измерений плотности воды привело в 1932 г. к открытию тяжелого изотопа водорода — дейтерия. Подобных примеров, которые подтверждают роль измерений как инструмента познания, — множество. Здесь уместно привести высказывание крупнейшего русского физика и электротехника Б.С. Якоби: «Искусство измерений является могущественным оружием, созданным человеческим разумом для проникновения в законы природы и подчинения ее сил нашему господству».
Основные понятия фундаментальной и практической метрологии.
Измерения, как основной объект метрологии связаны в основном с физическими величинами.
Физическая величина - одно из свойств физического объекта, явления, процесса, который является общим в качественном отношении для многих физических объектов, отличаясь при этом количественным значением.
Пример: Прочность конструкции характеризует многие физические тела, но каждое из этих тел может иметь свою количественную величину (степень прочности)
ü Измерение - совокупность операций, выполняемых с помощью технического средства, хранящего единицу величины и позволяющего сопоставлять с этой единицей измеряемую величину. Полученное значение величины и есть результат измерения.
Пример: Измерение стола: Берем линейку, сравниваем длину стола с эталоном измерений.
Под измерением понимается процесс экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величиной, значение которой принято за единицу.
Но в метрологии необходимо нетолько научиться измерять, но главная задача метрологии - обеспечить единство измерений. Для обеспечения единства измерений необходимо выполнить два условия:
1. Выразить результаты измерений в единых узаконенных единицах измерения. В РФ установлена единая система измерения (СИ). Практические измерения могут проводиться с отклонением от системы СИ, но результаты измерения метрологом должны быть переведены в единую систему мер, для обеспечения единства сравнения.
2. Установить допустимые погрешности результатов измерений и пределов, за которыми эти измерения не должны выходить при заданной вероятности и при данном уровне развития науки и техники.
Пример: Точность производства постоянно увеличивается: 60-е годы - 0,03 мм; 80-е годы -0,001 мм; сейчас 0,0001 мм.
ü Погрешность измерений - отклонение результатов измерений от истинного значения измеряемой величины.
Единство измерений не может быть обеспечено только совпадением погрешностей.
Требуется еще достоверность измерений, которая говорит о том, что погрешность измеряемой величины не выходит за пределы отклонений установленные чертежом, ГОСТом, стандартом предприятия.
ü Таким образом, единство измерений - это состояние измерений, при котором их результаты отражены в узаконенных единицах, погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы.
Для обеспечения единства измерений выполняются следующие условия:
• применяются только узаконенные правилами единицы измерений;
• устанавливается допустимые погрешности измерений и пределы, за которые они не должны выходить.
ü Основными документами метрологии являются Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» и стандарты государственной системы обеспечения единства измерений, в них рассматриваются:
• стандартные справочные данные;
• стандартные образцы;
• эталоны единиц физических величин;
• методики и условия измерения геометрических, механических, электрических и других величин (например, объем, физико-химический состав и свойства материала);
• методы поверки, калибровки и аттестации.
В настоящее время действует более 3 тысяч государственных стандартов на методы контроля и испытаний различных видов продукции.
Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 399; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!