Метрология, измерения, средства измерений.

Метрология, измерения, средства измерений.

Метрология - наука изучающая общепринятые основы измерений, методы и средства измерений, единицы физических величин, методы точности измерений, принципы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений. В метрологии очень плотно рассматриваются такие понятия как: эталоны и образцовые средства измерений, применение образцовых средств измерений к средствам измерений применяемых в производстве.

Главными задачами и целями метрологии являются - изучение всех аспектов измерений физических величин. А также международное содействие в области метрологии и законодательные элементы.

Современная метрология разделяется на такие направления как:
· теоретическая метрология – раздел метрологии, изучающий общие теоретические проблемы измерений;
· законодательная метрология - это один из разделов метрологии, совмещающий комплексы общепринятых правил, норм, требований и других вопросов, требующих контроля и регламентации со стороны государства. Изучение этих аспектов направлено на метрологическое обеспечение единства измерений и однообразия средств измерений;
· прикладная метрология – раздел метрологии, рассматривающий вопросы применения метрологических методов и средств измерений на практике;
· историческая метрология;

Единство измерений - комплекс принятых мер, при которых результаты измерений выражены в общепринятых узаконенных единицах величин и погрешности измерений не превышают установленных стандартов с учитываемой вероятностью;

Средство измерений - устройство, предназначенное для проведения измерений.
Метрологическая служба - субъект управления, контроля и регламентирования видов работ, направленных на обеспечение единства и единообразия измерений.

Поверка средства измерений - комплекс мер, исполняемых объектами государственной метрологической службы с целью подтверждения соответствия СИ установленным ГОСТ техническим требованиям.

Калибровка средства измерений - комплекс принятых мер, исполняемых для подтверждения и определения действующих значений метрологических характеристик и(или) годности к использованию СИ, не подлежащего обязательному государственному контролю и метрологическому надзору.

Метрология - это самая точная наука и наука о самой точности.

Эталон

Эталон единицы физической величины - это средство измерения или комплекс средств измерения, предназначенные для воспроизведения и хранения единиц и передачи её размера ниже стоящим по поверочной схеме средством измерения и утвержденном в качестве эталона в установленном порядке.
Первичный эталон - это эталон, обеспечивающий воспроизведение единиц с наивысшей в стране точностью.

Специальный эталон - это эталон, обеспечивающий воспроизведение единиц в особых условиях и служащий для этих условий первичным эталоном.
Первичный или специальный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны называется государственным.
Вторичный эталон - это эталон, полученный размер единиц сличением с первичным.
При большом объеме поверочных работ создаются эталоны копии имеющий ранг
вторичных.
Вторичный эталон, применяемый для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом, называется эталоном сравнения.
Вторичный эталон, применяемый для непосредственной передачи размера образцовым средствам измерения и в отдельных случаях наиболее точным рабочим средством измерения, называется рабочим.
Наиболее точный эталон или образцовое средство измерения в данном конкретном органе метрологической службы называется исходным.
По степени международного признания различаются международные и национальные эталоны.

 

Метод прямого измерения.

При реализации данного метода к мерам, используемым в качестве образцовых СИ, предъявляется ряд требований:

• Возможность воспроизведения мерой той физической величины в единицах,
которой градуирована поверяемое СИ.
• Достаточный диапазон измерений, производимый мерой.
• Соответствие точности меры, а в ряде случаев ее типа и плавности измерения размера требований оговоренных научно-технической документацией на методы и средства поверки СИ данного типа.
Как при поверке методом непосредственного сличения определение основных погрешностей проводят двумя способами:
• Изменением размера меры до совмещения указателя поверяемого СИ с поверяемой отметкой, т.е. методом непосредственной оценки, или до достижения равновесия схемы, т.е. поверки приборов сравнения с последующим определением абсолютной погрешности

? = Х П - ХО

• Предварительной установкой размера мерой Хо, равного номинальному значению
для данного показателя и последующим отсчетом ХП по отсчетному устройству
поверочного прибора

? = Х П - ХО

Реализация первого способа может быть осуществлена только при наличии магазина мер, позволяющая плавно измерять физическую величину. В ряде случаев непосредственно измерить размер меры поверяемым средством измерения не возможно. В этом случае измер

 

Калибровка.

В последние годы в связи с переходом к рынку возникли новые формы метрологической деятельности, одна из них - российская система калибровки.
Калибровка средств измерения — это совокупность операций выполняемых калибровочной лабораторией с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и пригодности средства измерения к применению в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю в соответствии с установленными требованиями.
Отличие поверки от калибровки заключается в том, что поверку может выполнять орган государственной метрологической службы, а калибровку - любая аккредитованная и не аккредитованная организация. Поверка является обязательной в сферах государственного метрологического надзора, а калибровочная процедура - добровольная и предприятия сами решают вопрос о выборе форм и режимов контроля состояния средств измерения.

 

Оформление результатов поверки.

Протоколы поверки оформляются не менее чем в двух экземплярах. Один находится на месте эксплуатации средства измерения, другой - в поверительной лаборатории в архиве или в памяти ЭВМ. Протоколы должны содержать сведения:

1. о пользователе СИ, местонахождении и окружающей среде.
2. об изготовителе СИ, модели с серийным номером.
3. об области эксплуатации СИ, ее интенсивности и продолжительности.
4. о последней калибровке на стройке или ремонте, их дате и организации, которая проводила, о дате последней поверки.
5. о метрологических, технических и административных данных о СИ.
6. о методике поверки, наименовании и типе эталона.
7. о пригодности к применению СИ до и после поверки.
8. о поверителе и персонале, принимаемых участие в поверке.

По результатам анализа данных протокола поверки органы государственной метрологической службы и юридического лица, проводящие поверку, могут:

1. требовать изменения утверждающего типа, ограничения применения типа и анализирование утверждения типа.
2. информировать с согласия организации проводящие утверждение типа пользователя о необходимости внесения определенных изменений в методику поверки.
3. Предложить или приказать пользователю изменить процедуру обслуживания, область применения, межповерочный интервал, окружающие условия, обслуживающий персонал, либо провести сезонную настройку СИ.
4. Повысить требования к юридическим лицам, проводящим поверку или ремонт, а
также потребность совершенствования или поведение данных работ, если они хотят продлить срок действия лицензии или аттестата аккредитации.
5. Требовать введения протоколов поверки для тех типов СИ, для которых методиками поверки это не предусмотрено.

 

Выбор методов и СИ при разработке МВИ. Общие положения.

1. Выбор методов и СИ в процессе разработки МВН осуществляется на основе исходных данных:
• описание объектов измерений их свойств, которые должны быть определены измерением;
• виды измеряемой величины диапазоны ее возможных значений, наибольшая возможность частоты её измерений.
2. Рациональным считается такое решение о выборе методов и СИ при котором минимизируются затраты на измерение.
3. Выбор методов и СИ должен основываться на учете следующих фактов:
• измеряемая величина соответствует некоторой модели объекта измерений, принятой за адекватно отражающие свойства объекта;
• возможно использование вторичного процесса. Процесс характеризуется определенной функциональной зависимостью информационного параметра от измеряемой величины.
• измерение величины при косвенных измерениях передаются от объекта измеряемых СИ в общем случае так, что, не обеспечивая строгое равенство размеров измеряемой величины у объекта измерений и на входе СИ;
• при косвенных измерениях результат измерений вычисляют по результатам прямых измерений и этот алгоритм не всегда идентичен прямому измерению измеряемой величины;
• при косвенных измерениях на погрешность может влиять корреляция погрешности прямых измерений;
• на погрешность измерения оказывает влияние метрологической характеристики СИ. Для повышения точности в МВИ может быть предусмотрено применение СИ определенных типов, но при условии их предварительной метрологической аттестации, при которой определяют действительное значение метрологических характеристик. Это позволит при расчете характеристик погрешностей измерений пользоваться не номинальными, а действительными.
4. Выбор методов и СИ проводится следующими этапами:
• предварительный выбор методов и СИ, заканчивается разработкой первого проекта МВИ.
• определение характеристик погрешностей измерений характеризующих первый проект МВИ.
• сравнение полученных характеристик, по проекту с заданными.
• принятие решения об окончании разработки МВИ, или необходимые внес

 

Предварительный выбор методов и средств измерения.

Предварительный выбор МиСИ осуществляется следующими этапами:
1. необходимо составить модель объекта измерения и выделить в ней тот параметр,
который должен быть принят за измеряемую величину.
2. в состав заданных исходных данных должны входить пределы допускаемых характеристик погрешностей измерений, вместо них можно включать пределы допускаемых погрешностей характеристик испытаний образцов продукции или показателей достоверности контроля.
3. устанавливают виды измерения (прямые, косвенные).
4. на основании исходных данных устанавливают, необходимо ли использовать вторичные процессы. Иногда вторичные процессы дают больше информации. Пример вторичных процессов: измерение температуры с помощью измерения длины волны теплового излучения.
5. на основании исходных требований степени автоматизации устанавливают виды и типы использования в МВИ СИ, а также других технических средств. Производится ориентировочный расчет погрешностей СИ в реальных для данных МВИ природных условий применения.
6. составляют схему соединений СИ с объектом измерения и другими техническими средствами.
7. если предполагается, что для удовлетворения требований к погрешности МВИ необходимо будет уменьшить влияние случайных составляющих, предварительно устанавливают число измерений и соответственный алгоритм их обработки.

8. если предполагается, что необходимо будет уменьшить систематическую составляющую погрешности, то выбирают методику исключения или уменьшения систематических составляющих.
В результате выполнения работ по 1-8 предварительный выбор СИ закончен, т.е. разработан первый проект МВИ.

 

Общие правила и условия определения характеристик погрешностей.

1. На основе заданных исходных данных и анализа первого проекта МВИ проводится расчет характеристик погрешностей соответствующих первому проекту. При данном расчете в качестве метрологических характеристик СИ принимают их номинальные значения.
2. Выбирают те характеристики(дисперсии или модули наиболее возможных значений) суммированием которых определяется искомая характеристика полной погрешности.
3. Если в МВИ предусмотрено уменьшение влияния составляющей путем прямых многократных измерений, то вместо ее характеристики в расчет вводят характеристику случайной погрешности среднего арифметического прямых измерений. При этом за окончательный результат принимают указанное среднее арифметическое.
4. Если в систематическую составляющую погрешности входят составные части значения, которых постоянны и известны, их исключают введением поправок.
5. В зависимости от того, какие заданные характеристики внешних условий рассчитывают погрешности измерения в реальных условиях.
• Если использовать конкретные значения влияющих величин с пренебрежимо малыми возможными величинами (например, температура окружающей среды 20±2°С, или 220±5В), то рассчитанные характеристики погрешности измерения соответствуют применению МВИ именно при этих значениях влияющих величин.
• Если заданны верхние и нижние границы влияющих величин, например -30, +50″С, то могут быть рассчитаны только наибольшие характеристики погрешностей измерений, соответствующие граничным условиям применения МВИ.
• Если использовать характеристики влияющих величин как случайных процессов, то характеристики погрешностей измерений рассчитываются как функции случайного процесса.
6. При анализе первого проекта МВИ необходимо проверить, не возникает ли вследствие каких либо особенностей МВИ дополнительно составляющих погрешностей МВИ. Если они меньше 15-20% их не учитывают, если больше, то необходимо учитывать.
При анализе первого проекта МВИ могут проводиться экспериментальные исследования для получения требуемых данных, для этого изготавливается макет реализации МВИ соответствующий первому проекту.

 

ISO

Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO) — международная организация, занимающаяся выпуском стандартов.

Международная организация по стандартизации создана в 1946 двадцатью пятью национальными организациями по стандартизации. Фактически её работа началась с 1947. СССР был одним из основателей организации, постоянным членом руководящих органов, дважды представитель Госстандарта избирался председателем организации. Россия стала членом ISO как правопреемник CCCР. 23 сентября 2005года Россия вошла в Совет ISO.

При создании организации и выборе её названия учитывалась необходимость того, чтобы аббревиатура наименования звучала одинаково на всех языках. Для этого было решено использовать греческое слово ισος — равный, вот почему на всех языках мира Международная организация по стандартизации имеет краткое название ISO.

Сфера деятельности ISO касается стандартизации во всех областях, кроме электротехники и электроники, относящихся к компетенции Международной электротехнической комиссии (МЭК, IEC). Некоторые виды работ выполняются совместными усилиями этих организаций. Кроме стандартизации ISO занимается проблемами сертификации.

ISO определяет свои задачи следующим образом: содействие развитию стандартизации и смежных видов деятельности в мире с целью обеспечения международного обмена товарами и услугами, а также развития сотрудничества в интеллектуальной, научно-технической и экономической областях.

Состав ISO

На сегодняшний день в состав ISO входит 162 стран [1]своими национальными организациями по стандартизации. Россию представляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии в качестве комитета — члена ISO. Всего в составе ISO более 80 комитетов-членов. Кроме комитетов-членов членство в ISO может иметь статус членов-корреспондентов, которыми являются организации по стандартизации развивающихся государств. Категория член-абонент введена для развивающихся стран. Комитеты-члены имеют право принимать участие в работе любого технического комитета ISO, голосовать по проектам стандартов, избираться в состав Совета ISO и быть представленными на заседаниях Генеральной ассамблеи. Члены-корреспонденты (их 25) не ведут активной работы в ISO, но имеют право на получение информации о разрабатываемых стандартах. Члены-абоненты уплачивают льготные взносы, имеют возможность быть в курсе международной стандартизации.

Рганизационная структура

Организационно в ISO входят руководящие и рабочие органы. Руководящие органы: Генеральная ассамблея (высший орган), Совет, Техническое руководящее бюро. Рабочие органы — технические Комитеты (ТК), подкомитеты, технические консультативные группы (ТКГ).

Генеральная ассамблея

Генеральная ассамблея — это собрание должностных лиц и делегатов, назначенных комитетами-членами. Каждый комитет-член имеет право представить не более трех делегатов, но их могут сопровождать наблюдатели. Члены-корреспонденты и члены-абоненты участвуют как наблюдатели.

Совет

Совет руководит работой ISO в перерывах между сессиями Генеральной ассамблеи. Совет имеет право, не созывая Генеральной ассамблеи, направить в комитеты-члены вопросы для консультации или поручить комитетам-членам их решение. На заседаниях Совета решения принимаются большинством голосов присутствующих на заседании комитетов-членов Совета. В период между заседаниями и при необходимости Совет может принимать решения путем переписки.

Совету ISO подчиняется семь комитетов: ПЛАКО (техническое бюро), СТАКО (комитет по изучению научных принципов стандартизации); КАСКО (комитет по оценке соответствия); ИНФКО (комитет по научно-технической информации); ДЕВКО (комитет по оказанию помощи развивающимся странам); КОПОЛКО (комитет по защите интересов потребителей); РЕМКО (комитет по стандартным образцам).

ПЛАКО

ПЛАКО (PLACO — Planning Committee) подготавливает предложения по планированию работы ISO, по организации и координации технических сторон работы. В сферу работы ПЛАКО входят рассмотрение предложений по созданию и роспуску технических комитетов, определение области стандартизации, которой должны заниматься комитеты.

ПРОФКО

ПРОФКО обязан оказывать методическую и информационную помощь Совету ISO по принципам и методике разработки международных стандартов. Силами комитета проводятся изучение основополагающих принципов стандартизации и подготовка рекомендаций по достижению оптимальных результатов в данной области. ПРОФКО занимается также терминологией и организацией семинаров по применению международных стандартов для развития торговли.

КАСКО

КАСКО (CASCO — Committee on conformity assessment) занимается вопросами подтверждения соответствия продукции, услуг процессов и систем качества требованиям стандартов, изучая практику этой деятельности и анализируя информацию. Комитет разрабатывает руководства по испытаниям и оценке соответствия (сертификации) продукции, услуг, систем качества, подтверждению компетентности испытательных лабораторий и органов по сертификации. Важная область работы КАСКО — содействие взаимному признанию и принятию национальных и региональных систем сертификации, а также использованию международных стандартов в области испытаний и подтверждения соответствия. КАСКО совместно с МЭК подготовлен целый ряд руководств по различным аспектам сертификации, которые широко используются в странах-членах ISO и МЭК: принципы, изложенные в этих документах, учтены в национальных системах сертификации, а также служат основой для соглашений по оценке соответствия взаимопоставляемой продукции в торгово-экономических связях стран разных регионов. КАСКО также занимается вопросами создания общих требований к аудиторам по аккредитации испытательных лабораторий и оценке качества работы аккредитующих органов; взаимного признания сертификатов соответствия продукции и систем качества и др.

ДЕВКО

ДЕВКО (DEVCO — Commitete on developing country matters) изучает запросы развивающихся стран в области стандартизации и разрабатывает рекомендации по содействию этим странам в данной области. Главные функции ДЕВКО: организация обсуждения в широких масштабах всех аспектов стандартизации в развивающихся странах, создание условий для обмена опытом с развитыми странами; подготовка специалистов по стандартизации на базе различных обучающих центров в развитых странах; содействие ознакомительным поездкам специалистов организаций, занимающихся стандартизацией в развивающихся странах; подготовка учебных пособий по стандартизации для развивающихся стран; стимулирование развития двустороннего сотрудничества промышленно развитых и развивающихся государств в области стандартизации и метрологии. В этих направлениях ДЕВКО сотрудничает с ООН. Одним из результатов совместных усилий стало создание и функционирование международных центров обучения.

КОПОЛКО

КОПОЛКО (COPOLCO — Committee on consumer policy) изучает вопросы обеспечения интересов потребителей и возможности содействия этому через стандартизацию; обобщает опыт участия потребителей в создании стандартов и составляет программы по обучению потребителей в области стандартизации и доведению до них необходимой информации о международных стандартах. Этому способствует периодическое издание Перечня международных и национальных стандартов, а также полезных для потребителей руководств: «Сравнительные испытания потребительских товаров», «Информация о товарах для потребителей», «Разработка стандартных методов измерения эксплуатационных характеристик потребительских товаров» и др.

КОПОЛКО участвовал в разработке руководства ISO/МЭК по подготовке стандартов безопасности.

РЕМКО

РЕМКО (REMCO — Committee on reference materials) оказывает методическую помощь ISO путем разработки соответствующих руководств по вопросам, касающимся стандартных образцов (эталонов). Так, подготовлен справочник по стандартным образцам и несколько руководств: «Ссылка на стандартные образцы в международных стандартах», «Аттестация стандартных образцов. Общие и статистическое принципы» и др. Кроме того, РЕМКО — координатор деятельности ISO по стандартным образцам с международными метрологическими организациями, в частности, с МОЗМ — Международной организацией законодательной метрологии.

 

ГОСТ

ГОСТ (Государственный стандарт) — одна из основных категорий стандартов в СССР, сегодня межгосударственный стандарт в СНГ. Принимается Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС).

В советские времена все ГОСТ являлись обязательными для применения в тех областях, которые определялись преамбулой самого стандарта. В Российской Федерации Федеральным законом о техническом регулировании № 184-ФЗ от 27 декабря 2002 года разделены понятия «технический регламент» и «стандарт», в связи с чем все ГОСТ должны утратить обязательный характер и применяться добровольно. Но в переходный период (до принятия соответствующих технических регламентов) закон предусматривает обязательное исполнение требований стандартов в части, соответствующей целям защиты жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества; охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений; предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей. Поскольку после перехода на технические регламенты будут отменены сертификаты соответствия, на котором зарабатывают деньги органы по сертификации, реформа техрегулирования успешно тормозилась с 2002 года Ростехрегулированием.^{[ источник не указан 232 дня ]}

На официальном сайте Ростехрегулирования открыт бесплатный доступ к ГОСТам и изменениям ГОСТов, вновь принятым за период с января 2006 года по настоящее время (содержит не все тексты), документы представлены в графической копии низкого разрешения, с «водяными знаками» и защитой от копирования.

ГОСТ имеет силу (если не заменён национальным стандартом) в следующих странах:Азербайджанская Республика

, Республика Армения, Республика Беларусь, Республика Грузия, Республика Казахстан, Киргизская Республика, Республика Молдова, Российская Федерация, Республика Таджикистан, Туркменистан, Республика Узбекистан, Украина

 

Стандартизация

Стандартизация - деятельность по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения:
- безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества;
- технической и информационной совместимости, а также взаимозаменяемости продукции;
- качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии;
- единства измерений;
- экономии всех видов ресурсов;
- безопасности хозяйственных субъектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций;
- обороноспособности и мобилизационной готовности страны.

Стандартизация — это один из видов деятельности по установлению норм, правил и характеристик в целях обеспечения:

1) экономии всех видов ресурсов; 2) безопасности продукции, работ и услуг для окружающей среды, жизни, здоровья и имущества;безопасности хозяйственных объектов с учётом риска возникновения природных и техногенных катастроф и других чрезвычайных ситуаций; 3) технической и информационной совместимости, а также взаимозаменяемости продукции; 4) качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии; 5) единства измерений; 6) обороноспособности и мобилизационной готовности страны.

Под стандартизацией понимается деятельность, направленная на достижение упорядочения в определённой области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих и потенциальных задач. Эта деятельность проявляется в разработке, опубликовании применении стандартов.

Стандартом называется документ, в котором в целях добровольного многократного использования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществления и характеристики процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг. Стандарт также может содержать требования к терминологии, символике, упаковке, маркировке или этикеткам и правилам их нанесения.

 

Сертифика́ция — процедура подтверждения соответствия, посредством которой независимая от изготовителя (продавца, исполнителя) и потребителя (покупателя) организация удостоверяет в письменной форме, что продукция соответствует установленным требованиям.

Сертификация - форма осуществляемого органом по сертификации подтверждения соответствия объектов требованиям технических регламентов, положениям стандартов,сводов правил или условиям договоров(в ред. Федерального закона от 01.05.2007 №65-ФЗ).

Часто отождествляют сертификацию и лицензирование. Лицензия — это право (разрешение) на осуществление какой-либо деятельности, сертификат на услуги — документ, подтверждающий, что качество услуг соответствует определённым требованиям.

 

Метрология, измерения, средства измерений.

Метрология - наука изучающая общепринятые основы измерений, методы и средства измерений, единицы физических величин, методы точности измерений, принципы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений. В метрологии очень плотно рассматриваются такие понятия как: эталоны и образцовые средства измерений, применение образцовых средств измерений к средствам измерений применяемых в производстве.