Объекты и методы измерений, виды контроля

Основы метрологии

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

В практической жизни человек всюду имеет дело с измерениями. На каждом шагу встречаются и известны с незапамятных времен измерения таких величин, как длина, объем, вес, время и др.

Велико значение измерений в современном обществе.Они служат не только основой научно-технических знаний, но имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и внешней торговли, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов и деталей и совершенствования технологии, для обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности.

Метрология имеет большое значение для прогресса естественных и технических наук, так как повышение точности измерений - одно из средств совершенствования путей познания природы человеком, открытий и практического применения точных знаний.

Для обеспечения научно-технического прогресса метрология должна опережать в своем развитии другие области науки и техники, ибо для каждой из них точные измерения являются одним из основных путей их совершенствования.

Основными задачами метрологии (по ГОСТ 16263-70) являются:

- установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений;

- разработка теории, методов и средств измерений и контроля;

- обеспечение единства измерений и единообразных средств измерений;

- разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля;

- разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

 

1 Краткая история развития метрологии

Потребность в измерениях возникла в незапамятные времена. Для этого в первую очередь использовались подручные средства. Например, единица веса драгоценных камней - карат, что в переводе с языков древнего юга-востока означает “семя боба”, “горошина”; единица аптекарского веса – гран,что в переводе с латинского, французского, английского, испанского означает “зерно”. Многие меры имели антропометрическое происхождение или были связаны с конкретной трудовой деятельностью человека. Так, в Киевской Руси применялись в обиходе вершок - длина фаланги указательного пальца; пядь - расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев; локоть - расстояние от локтя до конца среднего пальца; сажень - от “сягать”, “достигать”, т. е. можно достать; косая сажень - предел того, что можно достать: расстояние от подошвы левой ноги до конца среднего пальца вытянутой вверх правой руки; верста - от “верти”, “поворачивая” плуг обратно, длина борозды.

Древние вавилоняне установили год, месяц, час. Впоследствии 1/86400 часть среднего периода обращения Земли вокруг своей оси получила название секунды.

В Вавилоне во II в. до н. э. время измерялось в минах. Мина равнялась промежутку времени (равному, примерно, двум астрономическим часам), за который из принятых в Вавилоне водяных часов вытекала “мина” воды, масса которой составляла около 500 г. Затем мина сократилась и превратилась в привычную для нас минуту. Со временем водяные часы уступили место песочным, а затем более сложным маятниковым механизмам.

Важнейшим метрологическим документом в России является Двинская грамота Ивана Грозного (1550 г.). В ней регламентированы правила хранения и передачи размера новой меры сыпучих веществ - осьмины. Ее медные экземпляры рассылались по городам на хранение выборным людям - старостам, целовальникам. С этих мер надлежало сделать клейменые деревянные копии для городских помещиков, а с тех, в свою очередь, - деревянные копии для использования в обиходе.

Метрологической реформой Петра I к обращению в России были допущены английские меры, получившие особенно широкое распространение на флоте и в кораблестроении - футы, дюймы. В 1736 г. по решению Сената была образована Комиссия весов и мер под председательством главного директора Монетного двора графа М.Г. Головкина. В состав комиссии входил Л. Эйлер. В качестве исходных мер комиссия изготовила медный аршин и деревянную сажень, за меру веществ было принято ведро московского Каменномостского питейного двора. Важнейшим шагом, подытожившим работу комиссии, было создание русского эталонного фунта.

Идея построения системы измерений на десятичной основе принадлежит французскому астроному Г. Мутону, жившему в XVII в. Позже, в качестве единицы длины, приняли одну сорокамиллионную часть земного меридиана. На основе единственной единицы - метра - строилась вся система, получившая название метрической.

В России указом “О системе Российских мер и весов” (1835 г.) были утверждены эталоны длины и массы – платиновая сажень и платиновый фунт.

В соответствии с международной Метрологической конвенцией, подписанной в 1875 г., Россия получила платиноиридиевые эталоны единицы массы № 12 и 26 и эталоны единицы длины № 11 и 28, которые были доставлены в новое здание Депо образцовых мер и весов. В 1892 г. управляющим Депо был назначен Д.И. Менделеев, которую он в 1893 г. преобразует в Главную палату мер и весов - одно из первых в мире научно-исследовательских учреждений метрологического профиля.

Метрическая система в России была введена в 1918 г. декретом Совета Народных Комиссаров “О введении Международной метрической системы мер и весов”. Дальнейшее развитие метрологии в России связано с созданием системы и органов служб стандартизации. Развитие естественных наук привело к появлению все новых и новых средств измерений, а они, в свою очередь, стимулировали развитие наук, становясь все более мощным средством исследования.

 

2 Правовые основы метрологической деятельности

в Российской Федерации

 

2.1 Законодательная база метрологии

Основными правовыми актами по метрологии в России являются:

1. Закон РФ “Об обеспечениии единства измерений” от 27.04.93, № 4871-1 в редакции 2003 г.;

2. РМГ 29 – 99. Метрология. Термины и определения.

3. ГОСТ 8.417-81 ГСИ. Единицы физических величин.

4. ПР 50.2.006-94 ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения.

5. ПР 50.2.009-94 ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерения.

6. ПР 50.2.014-94 ГСИ. Аккредитация метрологических служб юридических лиц на право поверки средств измерений.

7. МИ 2277-94 ГСИ. Система сертификации средств измерений. Основные положения и порядок проведения работ.

8. ПР 50.2.002-94 ГСИ. Порядок осуществления государственного метрологического надзора за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами и соблюдением метрологических правил и норм.

9. ПР 50.2.004-94 ГСИ. Порядок осуществления государственного метрологического надзора за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже.

10. Постановление Госстандарта России от 8 февраля 1994 г. N 8 “Порядок лицензирования деятельности по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений” (Зарегистрировано в Минюсте РФ 9 декабря 1994 г. N 741)

11. ИСО 10012-1:1992. "Требования, гарантирующие качество измерительного оборудования. - Часть 1: Система подтверждения метрологической пригодности измерительного оборудования".

Закон “Об обеспечении единства измерений” осуществляет регулирование отношений, связанных с обеспечением единства измерений в Российской Федерации, в соответствии с Конституцией РФ.

Основные статьи Закона устанавливают:

- основные понятия, применяемые в Законе;

- организационную структуру государственного управления обеспечением единства измерений;

- нормативные документы по обеспечению единства измерений;

- единицы величин и государственные эталоны единиц величин;

- средства и методики измерений.

Закон определяет Государственную метрологическую службу и другие службы обеспечения единства измерений, метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц, а также виды и сферы распределения государственного метрологического контроля и надзора.

Отдельные статьи Закона содержат положения по калибровке и сертификации средств измерений и устанавливают виды ответственности за нарушение Закона.

Становление рыночных отношений наложило отпечаток на статью Закона, которая определяет основы деятельности метрологических служб государственных органов управления и юридических лиц. Вопросы деятельности структурных подразделений метрологических служб на предприятиях выведены за рамки законодательной метрологии, а их деятельность стимулируется чисто экономическими методами.

В тех сферах, которые не контролируются государственными органами, создается Российская система калибровки, также направленная на обеспечение единства измерений.

Положение о лицензировании метрологической деятельности направлено на защиту прав потребителей и охватывает сферы, подлежащие государственному метрологическому контролю и надзору. Право выдачи лицензии предоставлено исключительно органам Государственной метрологической службы.

В области государственного метрологического надзора введены новые виды надзора:

- за количеством товаров, отчуждаемых при торговых операциях;

- за количеством товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже;

- за банковскими, почтовыми, налоговыми и таможенными операциями;

- за обязательностью сертификации продукции и услуг.

Закон создает условия для взаимодействия с международной и национальными системами измерений зарубежных стран. Это прежде всего необходимо для взаимного признания результатов испытаний, калибровки и сертификации, а также для использования мирового опыта и тенденций в современной метрологии.

 

 

2.2 Юридическая ответственность за нарушение нормативных

требований по метрологии

 

Статья 25 Закона “Об обеспечении единства измерений” предусматривает возможность привлечения юридических и физических лиц, а также государственных органов управления РФ, виновных в нарушении положений этого Закона к административной, гражданско-правовой или уголовной ответственности в соответствии с действующим законодательством.

Кодексом об административных нарушениях и, в частности, статьей 170 “Нарушение обязательных требований государственных стандартов, правил обязательной сертификации, нарушение требований нормативных документов по обеспечению единства измерений” предусмотрено наложение штрафа от пяти до ста минимальных размеров оплаты труда.

Гражданско-правовая ответственность наступает в ситуациях, когда в результате нарушений метрологических правил и норм юридическим или физическим лицам причинен имущественный или личный ущерб. Причиненный ущерб подлежит возмещению по иску потерпевшего на основании соответствующих актов гражданского законодательства.

К уголовной ответственности нарушители метрологических требований привлекаются в тех случаях, когда имеются признаки состава преступления, предусмотренные Уголовным кодексом.

Дисциплинарная ответственность за нарушение метрологических правил и норм определяется решением администрации (организации) на основании Кодекса законов о труде.

 

 

3 Метрология в современном мире

3.1 Метрология, измерения, измерительная техника

Метрология в самом широком понимании представляет собой науку об измерениях, о методах и средствах, обеспечении их един­ства, о способах достижения требуемой точности. Метрология служит теоретической основой измерительной техники. метрология занимается вопросами теории и практики обеспечения единства измерений. И чем больше развивается измерительная техника, тем большее значение приобретает метрология, создающая и совершенствующая теоре­тические основы измерений, обобщающая практический опыт в об­ласти измерений и направляющая развитие измерительной тех­ники.

Измерения являются одним из путей познания природы чело­веком, объединяющие теорию с практической деятельностью чело­века. Они являются основой научных знаний, служат для учета материальных ресурсов, обеспечения требуемого качества продук­ции, взаимозаменяемости деталей и узлов, совершенствования технологии, автоматизации производства, стандартизации, охра­ны здоровья и обеспечения безопасности труда и для многих дру­гих отраслей человеческой деятельности. Измерения количествен­но характеризуют окружающий материальный мир, раскрывая дей­ствующие в природе закономерности. Об этом очень образно ска­зал основоположник отечественной метрологии Дмитрий Иванович Менделеев: «Наука начинается... с тех пор, как начинают изме­рять».

Под измерительной техникой в широком понимании значения этих слов подразумевают как все технические средства, с по­мощью которых выполняют измерения, так и технику проведения измерений. Во всем мире ежедневно производятся сотни, тысячи миллиардов измерений. В интересах каждой страны, во взаимоот­ношениях между странами необходимо, чтобы результаты изме­рений, (где бы они не выполнялись), могли бы быть согласованы. Другими словами, необходимо, чтобы результаты измерений оди­наковых величин, полученные в разных местах и с помощью раз­личных измерительных средств, были бы воспроизводимы на уров­не требуемой точности.

В первую очередь для этого необходимо единообразие единиц физических величин и мер, осуществляющих вещественное их вос­произведение. Обеспечение высокой степени единообразия средств измерения является одним из условий обеспечения воспроизводи­мости результатов измерений. Кроме того, необходимо выполне­ние ряда других условий для того, чтобы обеспечить все те качества результатов измерений, которые нужны для их сопоставимо­сти и правильного использования, что в целом называют единст­вом измерений.

При всем множестве и многообразии предприятий, изготовляю­щих средства измерений, и при еще большем множестве (во много раз большем) предприятий, организаций и учреждений, произво­дящих измерения и использующих их результаты, метрология соз­дала и осуществила систему, направленную на всеобщее обеспе­чение единства измерений и единообразие средств измерений.Этасистема вылилась в единую государственную службу, которая называется мет­рологической службой страны.

 

3.2 Метрология и человек

 

Обширна область измерений. От далеких галактик до мельчай­ших частиц, из которых построен атом, от температуры Солнца и ядерных реакций до низких температур криогенных установок, от электромагнитных волн, создаваемых и используемых человеком на Земле, до волн, приходящих на Землю от неведомых источни­ков, расположенных на расстояниях в сотни и тысячи световых лет.

Измерения служат для познания природы: точность измере­ний - это путь к открытиям, хранению и применению точных зна­ний. Измерять начали с давних пор. И с каждым годом роль и зна­чение измерений повышались. Человечество далеко ушло в техни­ке измерения. Пользуясь современными методами, ученые точно измеряют свойства вещей и явлений. Эти измерения являются од­ним из средств понятия природы, подчинения ее нашим нуж­дам. Старые средства измерений (палка, тень, чашка, камень) заме­нились новыми, позволяющими нам воспринимать невидимыйсвет, ощущать магнитные силы и другие явления, которые иначе были бы нам неизвестны. Звуковые и электромагнитные волны служат для измерений глубины океанов, толщины ледников, больших расстояний на Зем­ле, расстояний до Луны и других планет. Звуковые волны, отра­жаясь от дна океана, приходят обратно как эхо. Время, за которое эти волны проделывают путь туда и обратно, даетвозможностьопределить глубину океана, так как скорость прохождения их в воде известна (эхолот). Электромагнитные волны, отражаясь от предметов, на которые они направлены, или от планет распространяются со скоростью света и тоже приходят обратно подобно эху, и позволяют опреде­лить расстояние (радиолокация).

Со времен Ломоносова и Лавуазье считался непреложным за­кон сохранения вещества, по которому сумма масс веществ, всту­пающих в химическую реакцию, равна массе продуктов реакции. Однако при химической реакции выделяется или поглощается энергия. В соответствии с теорией относительности и законом эквивалентности массы и энергии масса продуктов реакции не­сколько отличается от суммы реагирующих масс. Но долгое время показать это на опыте не удавалось, так как техника измерений была несовершенна. Теперь, когда техника измерений ушла далеко вперед, это изменение можно обнаружить, например, при ядерных реакциях при выделении очень большого количества энергии. Дру­гой пример — повышение точности измерения плотности воды при­вело в 1932 г. к открытию тяжелого изотопа водорода—дейтерия, ничтожное содержание которого в обычной воде немного увеличивает ее плотность.

Инженер производит измерения и расчеты, когда проектирует какое-то сооружение. Результаты измерений переносятся на техни­ческие чертежи. Измеряя, ин­женер может рассчитать прочность узлов и деталей машины. Когда изделие, построено, об измерениях забывают, но именно они и их точность лежат в основе его надежности и красоты.

В нашей стране измерения являются основной профессией многих трудящихся (работники отделов технического контроля, заводских лабораторий и испытательных центров и др.). Рабочее время, затрачиваемое на измерения работниками других профес­сий, составляет значительную долю трудовых затрат в торговле, медицине, промышленности, транспорте и многих других отраслях.

 

3.3 Метрология и прогресс. Метрология и автоматизация

 

Галилею приписывают изречение: «Измерять, что измеримо, делать измеримым то, что еще не измеримо». В этом лаконичном изречении заложена идея об опережающем значении метрологии для современного исследования.

В настоящее время прогресс во всех областях естественных наук, техники, промышленности, сельского хозяйства определяется, кроме экономических факторов, полнотой и достоверностью сведе­ний о физических, химических, биологических и других явлениях и процессах, о свойствах веществ, материалов, конструкций и т. п., найденных только путем измерений. Без получения посредством измерений достаточно полных и до­стоверных сведений было бы невозможно достигнуть крупнейших научных и практических результатов в области использования атомной энергии, освоении космоса, в области создания новых ма­териалов с заранее заданными свойствами.

Проблема повышения надежности изделий может решаться только на основе получения полной и достоверной измерительной информации о параметрах, определяющих их надежность. При решении каждой крупной проблемы объединяются и сов­местно используются до нескольких миллионов результатов изме­нений, выполняемых в различных местах в различное время по­средством различных приборов. Такое совместное использование результатов множества измерений возможно лишь при условии их полной сопоставимости. Одной из характерных черт научно-тех­нического прогресса в метрологии и измерительной технике явля­ется освоение измерения новых величин, характеризующих новые физические, химические, биологические и другие явления и про­цессы.

Число величин, поддающихся количественному измерению, по сравнению с прошлым возросло во много раз. Появилось много новых, подчас сложных средств измерений, как, например, инфракрасные спектрографы, хроматографы, масспектрографы и т. п.

Другой характерной чертой современного научно-технического прогресса в измерениях является расширение диапазонов изме­рения всех величин. Если 20 лет назад имелась практическая не­обходимость измерять температуру до 10000 К, то в настоящее время в связи с освоением космоса, плазмы, с созда­нием новых материалов и т. д. требуется измерять температуру до нескольких миллионов градусов. Повышение производительности и быстродействия измеритель­ной аппаратуры, ее универсальность и простота обслуживания обеспечивают экономию времени и средств при решении постав­ленных задач. Основная задача измерений в науке заключается в нахождении закономерных связей в физических, физико-химиче­ских, химических, биологических и медицинских проблемах. Высокие метрологические характеристики методов и средств измерений способствуют прогрессу в научных исследованиях. В свою очередь решение научных проблем часто открывает новые пути совершенствования измерений.

Большую роль в бурном росте значения метрологии сыграло развитие автоматизации. Именно автоматизация предъявила по­вышенные требования к точности, достоверности и сопоставимости результатов измерений. Ход общего развития науки и техники после второй мировой войны показал, что метрология является фундаментальной предпо­сылкой прогресса почти во всех отраслях науки, техники и эконо­мики. Чем сложнее научная проблема, тем большее значение имеет метрология.

 

3.4 Метрология, стандартизация и функции измерений

 

Проблема обеспечения высокого качества продукции находится в прямой зависимости от степени метрологического обслуживания производства. Это, в значительной мере, проблема умения правиль­но измерять параметры качества материалов и комплектующих из­делий, поддерживать заданные технологические режимы, т. е. из­мерять множество параметров технологических процессов, резуль­таты измерений которых преобразуются в управляющие команды.

В настоящее время нельзя назвать ни одной области науки, техники, многочисленных видов обслуживания населения, в ко­торых бы большая роль не принадлежала измерениям.

Метрология органически связана со стандартизацией, и эта связь выражается прежде всего в стандартизации единиц физических величин, системы государственных эталонов, средств изме­рений и методов поверок, в создании стандартных образцов свойств и состава веществ. В свою очередь стандартизация опи­рается на метрологию, обеспечивающую правильность и воспроиз­водимость результатов испытаний материалов и изделий, а также заимствует из метрологии методы определения и контроля ка­чества.

Можно выделить три главные функции измерений:

1) учет продукции, исчисляющейся по массе, длине, объему, расходу, мощности, энергии и т. д.;

2) измерения физических величин, технических параметров, ха­рактеристик процессов, состава и свойства веществ, проводимые при научных исследованиях, испытаниях и контроле продукции, в медицине, сельском хозяйстве и других отраслях;

3) измерения, проводимые для контроля и регулирования техно­логических процессов (особенно в автоматизированных производ­ствах) и для обеспечения нормального функционирования транс­порта и связи.

Наиболее наглядным является влияние метрологических харак­теристик измерений при выполнении первой из этих функций. Состояние современного весового хозяйства таково, что в про­цессе взвешивания остается неучтенным около 1% всех измеряе­мых продуктов производства. Не учитывается большая доля всех жидких и газообразных продуктов (нефть, газ, бензин и др.). Погрешности эксплуатируемых в настоящее время счетчиков энер­гии (в среднем 2%) приводят к неопределенности в учете такого же количества электроэнергии. Если эти проценты выразить в аб­солютных числах для зерна, нефти, газа, цемента, энергии, чугуна, стали, удобрений и других продуктов добычи и производст­ва, то многие потери, составляющие ежегодно многие сотни мил­лионов рублей, станут еще более очевидны.

Нарушение единства измерений, недостаточная их точность,невсегда продуманная организация измерений и метрологической службы приносят большие потери при выполнении второй и треть­ей функций измерений в народном хозяйстве.

В промышленности значительная часть измерений состава ве­щества все еще производится с помощью количественного или да­же качественного анализа. Погрешности этих анализов иногда бывают в несколько раз выше, чем разница между количествам отдельных компонентов, на которую согласно установленной для них рецептуре должны отличаться друг от друга металлы различ­ных марок, химических материалов и т. д. В результате происходит ухуд­шение качества машин и механизмов или даже возможные тяже­лые аварии. Недостаточная точность измерений размеров в станкостроитель­ной промышленности препятствует выпуску прецизионных станков высшего класса, а в свою очередь срок службы, например, подшип­ников, выпускаемых на недостаточно точном оборудовании, значи­тельно снижается.

В сельском хозяйстве активный контроль температуры и влажности в хранилищах может снизить потери зерна на 1-3%, отход картофеля - на 6-16%, ка­пусты - на 20%. Введение активного контроля физических усло­вий в теплицах позволит поднять производительность труда на 15%, снизить расход тепла на 10-15% и поднять урожайность овощей на 10-15%.

 

3.5 Метрология и повышение качества. Сертификация

 

Исключительно велика роль измерений в повышении качества продукции. Она заключается не только в контроле качества с помощью средств измерений, но и в обеспечении необходимых пока­зателей качества в самом технологическом процессе с помощью средств активного контроля.

Активный контроль подразумевает проведение измерений не по окончании изготовления (хранения и т.п.) изделия, во время производства. Это позволяет вмешиваться, при необходимости, в процесс производства с целью корректировки характеристик и останавливать процесс при достижении необходимых результатов. Таким образом можно исключить потери связанные с браком

Разработка каждого нового технологического процесса, созда­ние нового изделия должны основываться на уже разработанных и аттестованных методах и средствах измерений.

С увеличением сложности промышленных предприятий число «точек измерения» возросло во много раз. В результате, для из­мерительных комплексов службы управления отдельными про­мышленными установками потребовалось выделять отдельные по­мещения. Количество информации, получаемой от всех измери­тельных устройств, оказалось настолько большим, что для его переработки необходимо применять ЭВМ.

С каждым годом задача сбора и переработки измерительной информации становится все шире. Современные информационно-вычислительные комплексы позволяют собирать в центральном пункте все существенные результаты измерений, относящихся к одной установке или к цеху или к предприятию в целом. Эта ин­формация, соответственно обработанная, воссоздает картину всех важнейших процессов, происходящих на данном объекте (установ­ке, цехе, предприятии) и дает возможность управлять ими опти­мальным образом.

Быстродействие приборов позволяет накопить за короткий промежуток времени большое число результатов измерений. Возможность передачи этих результатов на обработку в вы­числительное устройство позволяет снизить погрешности измере­ний, обусловленные случайными причинами. Быстродействие определяет возможность снижения систематических погрешностей, и исключить влияние непостоянства, скажем, рабочего тока потенциометра на результат измерения. Существенно повышается точность косвен­ных измерений, так как быстродействие прибора обусловливает уменьшение зависимости измеряемой величины от непостоянства параметров влияющих величин.

В настоящее время стремятся строить измерительные средства по модульно-блочному принципу, согласно которому измеритель­ное средство комплектуется стандартными блоками, выполняю­щими определенные функции измерительной цепи. Это ускоряет построение измерительных средств, упрощается его эксплуатация и снижается себестоимость их производства.

Все чаще и чаще различные величины измеряются путем их преобразования в унифицированные электрические или пневмати­ческие сигналы. Необходимо подчеркнуть, что многие современные измеритель­ные устройства, особенно если они действуют с использованием вспомогательной электрической или пневматической связи, сами по себе содержат цепь регулирования и при их разработке и при­менении необходимо использовать теорию и технику автоматического регулирова­ния.

В области машиностроения существуют другие проблемы. Такой является уже упоминавшаяся ранее непрерывно растущая потребность в повышении точности измерения во всем диапазоне линейных размеров, особенно в об­ластях измерений малых величин, а также больших расстояний. Качество формы изделия еще не поддается измерению в такой степени, в какой это необходимо.

Автоматизация процесса изготовления предъявляет повышен­ные метрологические требования к измерительным устройствам, поскольку управление этим производством строится на использо­вании измерительной информации.

Важнейшей проблемой современного приборостроения является повышение эксплуатационной надежности и в особенности долго­временной метрологической надежности средств измерения. Если вообще отказ одного из всего комплекса измерительных устройств, может быть причиной выхода из строя станка или какой-либо дру­гой установки, то «метрологический отказ», т. е. нарушение точно­сти, потеря чувствительности и т. п., остающиеся незамеченными, могут стать причиной выпуска некондиционной продукции, иска­жений сигналов в линиях связи, появления нарушений в функцио­нировании транспорта, уменьшения эффективности средств обо­роны и т. д.

Оставаясь незамеченными в течение длительного времени, эти «метрологические отказы» в конце концов, при неблагоприятном стечении обстоятельств, могут стать причиной катастрофы.

В настоящее время для подтверждения надежности и указанных в обозначении продукта или сопроводительной документации сведений о его качестве к партии продукта прилагается СЕРТИФИКАТ. Сертификат - документ подтверждающий соответствие указанных и действительных свойств продукции. Существуют несколько схем сертификации, наиболее распространенной является сертификация третей (независимой от потребителя и изготовителя) стороной. В развитых странах существуют специальные сертификационные центры получившие (от государства где расположен центр или государства заинтересованного в покупке продукции) лицензию на проведение испытаний продукции. Как правило, эти центры имеют собственные лаборатории которые проводят испытания партий продукции. Кроме испытаний существует множество мероприятий обеспечивающих гарантию стабильных свойств и высокого качества выпускаемой продукции. После поведения испытаний и проверки условий изготовления продукции центр выдает СЕРТИФИКАТ и несет материальную ответственность в случае несоответствия заявленного и действительного качества сертифицированной партии продукта.

 

 

Объекты и методы измерений, виды контроля

 

4.1 Измеряемые величины

Измерения являются инструментом познания объектов и явлений окружающего мира. Поэтому метрология относится к науке, занимающейся теорией познания – гноссиологии.

Объектами измерений являются физические и нефизические величины (в экономике, медицине, информатике, управлении качеством и пр.).

Вся современная физика может быть построена на семи основных величинах, которые характеризуют фундаментальные свойства материального мира. К ним относятся: длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура, количество вещества и сила света. С помощью этих и двух дополнительных величин – плоского и телесного углов – введенных исключительно для удобства, образуется все многообразие производных физических величин и обеспечивается описание любых свойств физических объектов и явлений.

Измерения физических величин подразделяются на следующие области и виды:

1. Измерения геометрических величин: длин; отклонений формы поверхностей; параметров сложных поверхностей; углов.

2. Измерения механических величин: массы; силы; крутящих моментов, напряжений и деформаций; параметров движения; твердости.

3. Измерения параметров потока, расхода, уровня, объема веществ: массового и объемного расхода жидкостей в трубопроводах; расхода газов; вместимости; параметров открытых потоков; уровня жидкости.

4. Измерения давлений, вакуумные измерения: избыточного давления; абсолютного давления; переменного давления; вакуума.

5. Физико-химические измерения: вязкости; плотности; содержаний (концентрации) компонентов в твердых, жидких и газообразных веществах; влажности газов, твердых веществ; электрохимические измерения.

6. Теплофизические и температурные измерения: температуры; теплофизических величин.

7. Измерения времени и частоты: методы и средства воспроизведения и хранения единиц и шкал времени и частоты; измерения интервалов времени; измерения частоты периодических процессов; методы и средства передачи размеров единиц времени и частоты.

8. Измерения электрических и магнитных величин на постоянном и переменном токе: силы тока, количества электричества, электродвижущей силы, напряжения, мощности и энергии, угла сдвига фаз; электрического сопротивления, проводимости, емкости, индуктивности и добротности электрических цепей; параметров магнитных полей; магнитных характеристик материалов.

9. Радиоэлектронные измерения: интенсивности сигналов; параметров формы и спектра сигналов; параметров трактов с сосредоточенными и распределенными постоянными; свойств веществ и материалов радиотехническими методами; антенные.

10. Измерения акустических величин: акустические - в воздушной среде и в газах; акустические - в водной среде; акустические - в твердых телах; аудиометрия и измерения уровня шума.

11. Оптические и оптико-физические измерения: световые, измерения оптических свойств материалов в видимой области спектра; энергетических параметров некогерентного оптического излучения; энергетических параметров пространственного распределения энергии и мощности непрерывного и импульсного лазерного и квазимонохроматического излучения; спектральных, частотных характерстик, поляризации лазерного излучения; параметров оптических элементов, оптических характеристик материалов; характеристик фотоматериалов и оптической плотности.

12. Измерения ионизирующих излучений и ядерных констант: дозиметрических характеристик ионизирующих излучений; спектральных характеристик ионизирующих излучений; активности радионуклидов; радиометрических характеристик ионизирующих излучений.

В квалиметрии (разделе метрологии), посвященной измерению качества, не принято деление показателей качества на основные и производные. Здесь выделяются единичные и комплексные показатели качества. При этом единичные относятся к одному из свойств продукции, а комплексные характеризуют сразу несколько из свойств.

Размерность измеряемой величины является качественной ее характеристикой и обозначается символом dim, происходящим от слова dimension. Размерность основных физических величин обозначается соответствующими заглавными буквами. Например, для длины, массы и времени dim l = L; dim m = M; dim t = T.

При определении размерности производных величин руководствуются следующими правилами:

1. Размерности левой и правой частей уравнений не могут не совпадать, так как сравниваться между собой могут только одинаковые свойства. Объединяя левые и правые части уравнений, можно прийти к выводу, что алгебраически суммироваться могут только величины, имеющие одинаковые размерности.

2. Алгебра размерностей мультипликативна, т. е. состоит из одного единственного действия - умножения.

2.1. Размерность произведения нескольких величин равна произведе­

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: