Методы измерений в метрологии

МИ подразделяются на

Метод непосредственной оценки

Значение измеряемой величины снимается непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Преимущество – быстрота измерений, обусловливающая незаменимость для практического применения. Недостаток – ограниченная точность.

Метод сравнения с мерой

Измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Пример: измерение длины линейкой.

Преимущество – большая точность измерения, чем при методе непосредственной оценки. Недостаток – большие затраты времени на подбор мер.

Метод противоставления

Измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, единовременно действует на прибор сравнения, с помощью которого устанавливают соотношение между этими величинами.

Например, взвешивание на равноплечных весах, при котором измеряется масса, определяется как сумма массы гирь, ее уравновешивающих, и показаний по шкале весов.

Преимущество – уменьшение воздействия на результаты измерения факторов, влияющих на искажение сигналов измерительной информации. Недостаток – увеличение времени взвешивания.

Дифференциальный (разностный) метод

Характеризуется разностью измеряемой и известной (воспроизводимой мерой) величинами. Например, измерение путем сравнения с рабочим эталоном на компаторе, выполняемые при поверке мер длины.

Преимущество — получение результатов с высокой точностью, даже при применении относительно грубых средств для измерения разности.

Нулевой метод

Метод сравнения с мерой, в которой результирующий эффект воздействия на прибор сравнения доводят до нуля.

Метод совпадения

Метод сравнения с мерой, в которой разность между значениями искомой и воспроизводимой мерой величин измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

Преимущество – метод позволяет существенно увеличить точность сравнения с мерой. Недостаток – затраты на приобретение более сложных СрИзм, необходимость наличия профессиональных навыков у оператора.

Метод замещения

Основан на сравнении с мерой, при котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, сохраняя все условия неизменными. Например, взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов.

Преимущества – погрешность измерений мала, так как определяется в основном погрешностью меры и зоной нечувствительности прибора (ноль – индикатор).

Недостаток – необходимость применения многозначных мер.

Косвенный метод измерения

Измерение физической величины одного наименования, связанной с другой искомой величиной, определенной функциональной зависимостью, с последующим расчетом путем решения управления. Косвенные методы широко применяются при химических методах испытания.

Преимущества – возможность измерения величин, для которых отсутствуют методы непосредственной оценки или они не дают достоверных результатов или связаны со значительными затратами. Недостатки – повышенные затраты времени и средств на измерение.

1.6. Организация Государственной метрологической службы

Государственная метрологическая служба России (ГМС) представляет собой совокупность государственных метрологических органов и создаётся для управления деятельностью по обеспечению единства измерений.

Общее руководство ГМС осуществляет Госстандарт РФ, на который Законом «Об обеспечении единства измерений» возложены следующие функции:

  • Межрегиональная и межотраслевая координация деятельности по обеспечению единства измерений;
  • Установление правил создания, утверждения, хранения и применения эталонов единиц величин;
  • Определение общих метрологических требований к средствам, методам и результатам измерений;
  • Государственный метрологический контроль и надзор;
  • Контроль за соблюдением условий международных договоров РФ о признании результатов испытаний и проверки средств измерений;
  • Утверждение нормативных документов по обеспечению единства измерений;
  • Утверждение государственных эталонов;
  • Установление межповерочных интервалов средств измерений;
  • Отнесение технических устройств к средствам измерений;
  • Установление порядка разработки и аттестации методик выполнения измерений;
  • Ведение и координация деятельности Государственных научных метрологических центров (ГНМЦ).
  • Аккредитация государственных центров испытаний средств измерений;
  • Утверждение типа средств измерения;
  • Ведение Государственного реестра средств измерений;
  • Установление порядка лицензирования деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений;
  • Организация деятельности и аккредитация метрологических служб юридических лиц на право проведения калибровочных работ;
  • Планирование и организация выполнения метрологических работ;

В состав ГМС входят семь государственных научных метрологических центров, Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС) и около 100 центров стандартизации и метрологии.

Деятельностью этих служб руководит Госстандарт РФ, который координирует их работу с работой ГМС на основе единой технической политики.

Финансрование

Финансирование работ по выполнению задач головной организацией осуществляется из централизованных фондов соответствующего государственного органа управления, а для базовой организации – из специально создаваемых внебюджетных фондов.

Метрологические службы предприятий могут быть аккредитованы на право калибровки средств измерений на основе договоров, заключаемых с государственными научными метрологическими центрами или органами ГМС.

Общетехнические дисциплины / Основы стандартизации, сертификации и метрологии / 3.8 Виды метрологической деятельности

К основным видам метрологической деятельности относятся:

1) Метрологическое обеспечение подготовки производства;

2) Государственные испытания;

3) Поверка средств измерения.

Метрологическое обеспечение подготовки производства — это комплекс организационно-технических мероприятий, направленных на определение с требуемой точностью параметров продукции (изделий, узлов, материалов) и сырья, технологических процессов и оборудования, позволяющих добиться высокого качества выпускаемой продукции, а также снижения непроизводительных затрат на ее выпуск. Работы по метрологическому обеспечению подготовки производства выполняют метрологические, конструкторские, технологические службы предприятий с момента получения исходных документов на осваиваемое изделие. При этом предусматривается отработка следующих вопросов:

а) обеспечение технологических процессов наиболее совершенными методиками выполнения измерений, гарантирующими необходимую точность измерений;

б) определение оптимальной номенклатуры измеряемых параметров и норм точности измерений, обеспечивающих достоверность результатов контроля продукции, технологических процессов и оборудования;

в) обеспечение метрологической исправности средств измерения и своевременной их поверки и калибровки;

г) обеспечение условий выполнения измерений, установленных в нормативных документах;

д) подготовка производственного персонала и работников соответствующих служб предприятия к выполнению контрольно-измерительных операций, поверки, калибровки, ремонта, регулировки средств измерения.

Технический уровень контроля продукции, основных параметров технологических процессов на предприятиях все еще не соответствует действующей нормативной и технической документации. Основные причины — дефицит и низкое качество серийно выпускаемых средств измерения. При этом коэффициент использования средств измерения на предприятиях чрезвычайно низок — не более 0,4 . Срок обновления отечественной измерительной техники, как правило, составляет 5 — 6 лет (для сравнения: в США и Японии — не более 3 лет). Из-за нехватки средств измерения механических величин, температуры ряд важнейших параметров, определяющих качество, в частности эксплуатационная надежность машин, не контролируется, а система пооперационного и приемочного контроля базируется в основном на дискретных измерениях геометрических размеров с использованием традиционных измерительной техники и инструмента.

Категория: Стандартизация, метрология, сертификация

В Российской Федерации принят Закон РФ от 27 апреля 1993 г. № 4871 -1 «Об обеспечении единства измерений». До него, по существу, в нашей стране не было законодательных норм в области метрологии, а нормы устанавливались постановлениями Правительства РФ (далее — Закон о единстве измерений).

Метрология относится к такой сфере деятельности, в которой основные положения обязательно должны быть закреплены стабильными законодательными актами. Цели Закона:

• защита прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики Российской Федерации от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

• содействие научно-техническому и экономическому прогрессу на основе применения государственных эталонов единиц величин и использования результатов измерений гарантированной точности, выраженных в допускаемых к применению в стране единицах;

• создание благоприятных условий для развития международных и межфирменных связей;

• регулирование отношений государственных органов управления РФ с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений;

• адаптация российской системы измерений к мировой практике.

Закон о единстве измерений устанавливает и законодательно закрепляет основные понятия, принимаемые для целей Закона: единство измерений, средство измерений, эталон единицы величины, государственный эталон единицы величины, нормативные документы по обеспечению единства измерений, метрологическая служба, метрологический контроль и надзор, поверка и калибровка средств измерений, сертификат об утверждении типа средств измерений, аккредитация на право поверки средств измерений, сертификат о калибровке.

В основу определений положена официальная терминология Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ). Основные статьи Закона о единстве измерений устанавливают:

• 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 о единстве измерений 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 содержат положения по калибровке и сертификации средств измерений и устанавливают виды ответственности за нарушение данного Закона.

Современный переходный этап, связанный с ведением Закона о техническом регулировании, вызывает трудности в реализации некоторых положений Закона о единстве измерений (например, касающихся поверки и аккредитации соответствующих служб на право поверки, а также утверждения типа средств измерений), в связи с чем требуются дальнейшее совершенствование, актуализация, конкретизация законодательных положений.

В области государственного метрологического надзора введены: надзор за количеством товаров, отчуждаемых при торговых операциях, а также за количеством товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже, что практикуется и в зарубежных странах.

Закон о единстве измерений предусматривает добровольную систему сертификации средств измерений на соответствие метрологическим нормам и правилам, а также требованиям Российской системы калибровки средств измерений. Закон укрепляет правовую базу для международного сотрудничества в области метрологии, принципами которого являются:

• поддержка приоритетов международных договорных обязательства;

• содействие процессам присоединения России к ВТО;

• сохранение авторитета российской метрологической школы в международных организациях;

• создание условий для взаимного признания результатов испытаний, поверок и калибровок в целях устранения технических барьеров в двусторонних и многосторонних внешнеэкономических отношениях.

Законом о единстве измерений предусмотрена юридическая ответственность нарушителей метрологических правил и норм. Статья 20 Закона устанавливает различные меры пресечения или предупреждения нарушений (запреты, обязательные предписания и др.). Статья 25 предусматривает возможность привлечения нарушителей к административной, гражданско-правовой или уголовной ответственности.

Меры пресечения или предупреждения — это разновидность административных взысканий, их применяют государственные инспекторы.

Гражданско-правовая ответственность наступает в ситуациях, когда в результате нарушений метрологических правил и норм юридическим или физическим лицам причинен имущественный или личный ущерб.

Дисциплинарная ответственность за нарушение метрологических правил и норм определяется решением администрации предприятия (организации) на основании Трудового кодекса РФ.

Что такое метрология и зачем она нужна человечеству?

Метрология — наука об измерениях



Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Это наука, которая занимается установлением единиц измерений различных физических величин и воспроизведением их эталонов, разработкой методов измерений физических величин, а также анализом точности измерений и исследованием и устранением причин, вызывающим погрешности в измерениях.

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. Конечно, методы и средства измерений этих величин в древности были примитивными и несовершенными, тем не менее, без них невозможно представить эволюцию человека разумного.

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.

***

Задачи науки метрологии

Поскольку метрология изучает методы и средства измерения физических величин с максимальной степенью точности, ее задачи и цели вытекают из самого определения науки. Тем не менее, учитывая колоссальную важность метрологии, как науки, для научно-технического прогресса и эволюции человеческого общества, все термины и определения метрологии, включая ее цели и задачи, стандартизированы посредством нормативных документов — ГОСТов.
Итак, 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.

***



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, соцким, целовальникам. С этих мер надлежало сделать клейменые деревянные копии для городских померщиков, 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 выдающийся ученый XVIII в., современник М. В. Ломоносова, — Леонард Эйлер, который внес неоценимый вклад в развитие многих наук.
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 было предложено принять в качестве единицы длины 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 их продвижения.

***

Правовые основы метрологической деятельности

***

Вопросы и задания для экзаменационных билетов
по учебной дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» (скачать в формате Word).

Скачать рабочие программы по учебным дисциплинам (в формате Word):

«Метрология, стандартизация и сертификация»
для специальности СПО «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

«Метрология, стандартизация и подтверждение качества»
для специальности СПО «Механизация сельского хозяйства»

Скачать календарно-тематические планы по учебным дисциплинам (в формате Word):

«Метрология, стандартизация и сертификация»
для специальности СПО «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

«Метрология, стандартизация и подтверждение качества»
для специальности СПО «Механизация сельского хозяйства»

Добавить комментарий

Закрыть меню