дискуссии на форуме CAD ТПОИ ЭИ Эконометрика к библиотеке

Метрология, стандартизация и сертификация

Н. В. Демидова, В. А. Бисерова, А. С. Якорева

Метрология

Техническое регулирование

Основы стандартизации

Основы сертификации и лицензирования

Метрология - (от греч. μέτρον - мера, + др.-греч. λόγος - наука) - наука о количественных измерениях в рамках понятия аддитивной меры, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью; нормативная база для этого - метрологические стандарты.

В отличие от теории (качественных) измерений метрология не занимается ранговыми, порядковыми мерами и иными качественно-логическими способами обработки информации. Ее теоретико-информационный базис основан на теории меры и интеграла, где под мерой подразумевают узкий класс аддитивных мер, то есть таких мер, в которых выполняются арифметические законы: сложение, вычитание, деление, умножение, возведение в степень и извлечение из степени и др. Это позволяет получать инвариантные (неизменные и однозначные) результаты измерений вне зависимости от его способов (порядка измерений, способов деления измеряемой области и пр.)

Метрология состоит из следующих основных разделов:

Историческая метрология - историческая дисциплина, изучающая употреблявшиеся в прошлом разными народами меры (длины, площади, объема, веса) в их историческом развитии. Задача метрологии - выяснение названий мер, их количеств. соотношений, установление их реальной величины, т. е. соответствия их современным метрическим мерам.

Теоретическая метрология - теоретическая наука, рассматривающая общие теоретические проблемы количественных измерений (разработка теории и проблем измерений физических величин, их единиц, методов измерений).

Прикладная метрология - экспериментальная, практическая наука, изучающая вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.

Законодательная метрология - общественная наука, Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

В метрологии имеются отдельные специализированные направления, такие как:

авиационная метрология,
химическая метрология,
медицинская метрология,
биометрия (биологическая метрология).

Цели и задачи метрологии состоят в следующем:

создание общей теории измерений;
образование единиц физических величин и систем единиц;
разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений (так называемая "законодательная метрология");
создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант.

Также метрология изучает развитие системы мер, денежных единиц и счёта в исторической перспективе.

Основные законы метрологии:

любое измерение есть сравнение;
любое измерение без априорной информации невозможно;
результат любого измерения без округления значения является случайной величиной.

Термины и определения метрологии

Единство измерений - состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимым первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.

Физическая величина - одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Измерение - совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины.

Средство измерений - техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики.

Поверка - совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерения метрологическим требованиям.

Погрешность измерения - отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Погрешность средства измерения - разность между показанием средства измерений и действительным значением измеряемой физической величины.

Точность средства измерений - характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю.

Лицензия - это разрешение, выдаваемое органам государственной метрологической службы на закрепленной за ним территории физическому или юридическому лицу на осуществление ему деятельности по производству и ремонту средств измерения.

Эталон единицы величины - техническое средство предназначенное для передачи, хранения и воспроизведения единицы величины.

Исторически важные этапы в развитии метрологии:

XVIII век - установление эталона метра (эталон хранится во Франции, в Музее мер и весов; в настоящее время является в большей степени историческим экспонатом, нежели научным инструментом);
1832 год - создание Карлом Гауссом абсолютных систем единиц;
1875 год - подписание международной Метрической конвенции;
1893 год - создание Д. И. Менделеевым Главной палаты мер и весов (современное название: "Научно-исследовательский институт метрологии им. Менделеева");
1960 год - разработка и установление Международной системы единиц (СИ);
XX век - метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями.

Бурное развитие науки, техники и технологии в ХХ веке потребовало развития метрологии как науки. В СССР метрология развивалась в качестве государственной дисциплины, т.к. нужда в повышении точности и воспроизводимости измерений росла по мере индустриализации и роста оборонно-промышленного комплекса. Зарубежная метрология также отталкивалась от требований практики, но эти требования исходили в основном от частных фирм. Косвенным следствием такого подхода оказалось государственное регулирование различных понятий, относящихся к метрологии, то есть ГОСТирование всего, что необходимо стандартизовать. За рубежом эту задачу взяли на себя негосударственные организации, например ASTM. В силу этого различия в метрологии СССР и постсоветских республик государственные стандарты (эталоны) признаются главенствующими, в отличие от конкурентной западной среды, где частная фирма может не пользоваться плохо зарекомендовавшим себя стандартом или прибором и договориться со своими партнёрами о другом варианте удостоверения воспроизводимости измерений.

Литература

Волошенко А.В. Метрология, стандартизация и сертификация - лекции, 2009.
Николенко Е.Н. Метрология, стандартизация и сертификация - конспект лекций, 2011.
Хайдаров К. А. О размерностях физических величин

дискуссии на форуме CAD ТПОИ ЭИ Эконометрика к библиотеке

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира