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, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира