Что такое метрологические работы
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Метрологические работы
Метрологические работы в области измерений параметров движения являются частью метрологической службы Государственной системы стандартизации. Конечной целью этих работ является обеспечение единства измерений. Стандартизация основывается на объединенных результатах научных исследований, техники и практического опыта; она определяет основу не только современного, яо и дальнейшего развития рассматриваемой области измерений. [1]
Необходимо расширить метрологические работы в области измерения расхода жидкостей и газов. [3]
Кировский ЦСМ проводит метрологические работы в области линейно-угловых измерений. В его распоряжении имеется высокоточное поверочное оборудование, включая рабочие эталоны. Аналогичные работы осуществляет Волго-Вятский ЦСМ в области радиотехнических измерений. [4]
Материалы к XXII тому Метрологические работы показывают большую заботу Д. И. Менделеева об учреждении службы поверочного дела в стране, а также умелое сочетание им научных предпосылок метрологии с требованиями практической деятельности. [6]
Для обеспечения взаимозаменяемости в машиностроении имеют особо важное значение метрологические работы в области длин и углов. [8]
Депо образцовых мер и весов точные сличения прототипов и образцовых мер длины и массы, изготовленных комиссией 1827 г., организовал первые в России метрологические работы по термометрии и предложил ряд административных и законодательных мероприятий по мерам и весам. Однако тги мероприятия, имевшие целью значительное повышение эффективности контроля за мерами и весами, не были осуществлены при его жизни и последний находился в неудовлетворительном состоянии. [10]
Наряду с перечисленными видами метрологической деятельности сотрудники государственной метрологической службы в научно-исследовательских институтах Госстандарта СССР ведут поиск и изучение новых физических явлений и эффектов с целью их использования для дальнейшего развития эталонной базы страны, выполняют постоянные метрологические работы по всестороннему исследованию и непрерывному совершенствованию существующих эталонов, сличению их между собой и с международными эталонами, повышению точности и расширению диапазонов воспроизведения единиц физических величин. Большое внимание уделяется вопросам централизации и децентрализации воспроизведения единиц, созданию новых методов и средств поверки, комплектных поверочных лабораторий, оснащению ими территориальных органов Госстандарта СССР и ведомственных метрологических служб, повышению метрологической надежности средств измерений, внедрению в метрологическую практику ав-томатизированных систем и микропроцессорной техники. Сотрудниками государственной и ведомственных метрологических служб разрабатывается и выпускается нормативно-техническая документация. Всем этим в совокупности достигается опережающее развитие метрологического обеспечения народного хозяйства СССР. [11]
Наряду с перечисленными видами метрологической деятельности сотрудники государственной метрологической службы в научно-исследовательских институтах Госстандарта СССР ведут поиск и изучение новых физических явлений и эффектов с целью их использования для дальнейшего развития эталонной базы страны, выполняют постоянные метрологические работы по всестороннему исследованию и непрерывному совершенствованию существующих эталонов, сличению их между собой и с международными эталонами, повышению точности и расширению диапазонов воспроизведения единиц физических величин. Большое внимание уделяется вопросам централизации и децентрализации воспроизведения единиц, созданию новых методов и средств поверки, комплектных поверочных лабораторий, оснащению ими территориальных органов Госстандарта СССР и ведомственных метрологических служб, повышению метрологической надежности средств измерений, внедрению в метрологическую практику автоматизированных систем и микропроцессорной техники. Сотрудниками государственной и ведомственных метрологических служб разрабатывается и выпускается нормативно-техническая документация. Всем этим в совокупности достигается опережающее развитие метрологического обеспечения народного хозяйства СССР. [12]
Состояние метрологической базы в области теплофизических измерений не отвечает современному уровню исследований. С ( ВНИИМ), получают все предприятия и лаборатории, завершены обобщения по теплопроводности и теплоемкости плавленого кварца ( ВНИИМ), ГССД в области теплофизики, возглавляемая ВНИИФТРИ, завершает организационный период, здесь начинается планомерная работа. Создаются эталонные установки по измерению истинной теплоемкости и теплопроводности до 800 С ( ВНИИМ), проводятся первые работы по созданию образцовых средств для измерения теплопроводности жидкостей ( Тбилисский филиал ВНИИМ), выполняется большой комплекс работ по созданию новых средств измерений теплофизических свойств во ВНИИФТРИ. Однако метрологические работы по методам и средствам измерений тепловых характеристик жидкостей и газов проводятся только в неметрологических организациях. [15]
Единый центр метрологических услуг
Обеспечим государственное качество услуг
Просто и удобно
У меня есть файл с перечнем оборудования
Загрузите файл и мы пришлем вам стоимость услуг
Эффективно
Хочу узнать стоимость как можно быстрее
Заполните шаблон и мы пришлем вам стоимость услуг
Метрология. Основные понятия
Наука начинается тогда, когда начинают измерять.
Д.И. Менделеев
Введение
По мере развития человечества и науки, особенно физики и математики, проблему обеспечения единства измерений стали решать более широко. Появились государственные службы и хранилища мер, с которыми торговцам в законодательном порядке предписывалось сравнивать свои меры. Для определения размеров единиц выбирались размеры объектов, не изменяющиеся со временем. Например, для определения размера единицы длины измерялся меридиан Земли, для определения единицы массы измерялась масса литра воды. Единицы времени с давних времен до настоящего момента связывают с вращением Земли вокруг Солнца и вокруг собственной оси.
Дальнейший прогресс в обеспечении единства измерений состоял уже в произвольном выборе единиц, не связанных с веществами или объектами. Это связано с тем фактом, что изготовить копию меры (передать размер единицы какой-либо величины) можно с гораздо более высокой точностью, чем повторно независимо воспроизвести эту меру. В самом деле, точность определения длины меридиана и деления его на 40 миллионов частей оказывается очень невысокой. Подробно к этому мы вернемся при определении основных понятий и категорий метрологии. Здесь в кратком историческом экскурсе интересно вспомнить, что программа измерения длины парижского меридиана оказалась более полезной в составлении подробных карт перед наполеоновскими войнами, чем в точном определении единицы длины.
Гигантский скачок в точности измерений механических величин был совершен при внедрении лазеров в измерительную технику. Образно говоря, точность средств измерения стала определяться параметрами отдельного атома. Если выбрать определенный тип атома, определенный изотоп элемента, поместить атомы в резонатор лазера и использовать все преимущества, присущие лазерному излучению, то реально достижимая погрешность воспроизведения единицы длины может сказываться в тринадцатом-четырнадцатом знаках.
История развития науки об обеспечении единства измерений может быть прослежена не только на совершенствовании точности и единообразия определения какой-то одной единицы. Важным моментом является количество единиц физических величин, их отнесение к основным или производным, а также исторический аспект образования дольных и кратных единиц.
Такая исторически сложившаяся практика образования дольных и кратных величин оказалась крайне неудобной. Поэтому при принятии международной системы единиц СИ на эту проблему обращалось особое внимание. По большому счету десятичная система оказалась неудобной только при исчислении времени, т. к. единицы одноименной величины разного размера оказались кратными 12 (соотношение года и месяца) и 365,25 (соотношение года и суток). Эта кратность обусловлена скоростью вращения Земли и фазами Луны и является наиболее естественной. Дальнейшая замена кратности в соотношении час-минута и минута-секунда с 60 на кратное 10 уже особого смысла не имела. Из других часто употребляемых физических величин и единиц отступления от десятичной системы сохранилось в градусной мере угла, когда окружность делится на 360 градусов, а градус на минуты и секунды.
В связи с вышеизложенным знакомство с системами единиц, отличными от системы СИ, знакомство с различными системами счета единиц при измерениях в настоящее время носят не только познавательный характер. При расширении международных контактов может оказаться так, что знание альтернативных систем величин и единиц сослужит пользователю добрую службу.
При изложении основополагающих моментов, относящихся к системе СИ, и при рассмотрении отдельных видов измерений мы иногда будем возвращаться к историческим корням выбора тех или иных физических величин. Сейчас важно помнить, что рассматриваемая проблема оптимального выбора физических величин и единиц будет существовать всегда, так как научно-технический прогресс постоянно предоставляет новые возможности в практике измерений. Сегодня это лазеры и синхротронное излучение, и завтра, возможно, появятся новые горизонты, опирающиеся на «теплую сверхпроводимость» или какое-либо замечательное достижение человеческой мысли.
Что такое метрология?
Термин «метрологическая инфраструктура» используется применительно к метрологическим мощностям страны или региона и подразумевает наличие калибровочных и проверочных служб, метрологических институтов и лабораторий, а также организацию и управление метрологической системы.
Термин «метрология» часто используется в широком смысле, охватывая как теоретические, так и практические аспекты измерений. Если нужно более конкретное определение, то можно использовать следующие термины:
Общая метрология: «Часть метрологии, которая занимается проблемами, общими для всех метрологических вопросов, независимо от измеряемой величины» (Международный словарь терминов, в законодательной метрологии). Общая метрология затрагивает общие теоретические и практические проблемы, касающиеся единиц измерений (т.е. структура системы единиц, или преобразование единиц измерений в формулах); проблемы ошибок при измерениях; проблемы метрологических свойств измерительных инструментов, применимых независимо от рассматриваемой величины. Иногда, вместо термина «общая метрология» используется «научная метрология».
Существуют различные специальные области метрологии. Некоторые примеры:
Что означает «точность» и «неопределенность» в измерениях?
Оценка неопределенности измерения имеет возрастающую важность, потому что она дает возможность тем, кто использует результаты измерения, оценить надежность этих результатов. Без такой оценки результаты измерения не могут быть сравнимы ни между собой, ни с эталонными, приведенными в спецификациях или стандартах. Предположим, что масса копии X была определена с использованием других весов в другом месте и получен результат т(Х) = 1,000 000 кг. Означает ли это точно 1 кг? Может быть, чувствительность этих весов не так высока как чувствительность других? Какая имеется разница между двумя этими результатами? На эти вопросы нельзя ответить, потому что отсутствует информация по неопределенности.
Если нет, то нужно использовать другой измерительный инструмент или другой интервал измерений для того же самого инструмента. Предположим, что можно установить интервал измерений от 0 до 10 В. Точность в этом интервале будет 0,1 В. Тогда показания прибора в 5 В будут точными до 0,1 В или 2% от 5 В.
Что означает прослеживаемость?
Прослеживаемость (привязка к эталонам) подразумевает, что измерение может быть соотнесено с национальным или международным эталоном, и что это соотношение задокументировано. Измерительный инструмент должен быть откалиброван по эталону, который сам является прослеживаемым.
Концепция прослеживаемости является важной, потому что дает возможность сравнить точность измерений в соответствии со стандартизированной процедурой оценки неопределенности измерения. Прослеживаемость измерения и оборудования для испытаний является требованием ИСО 9001:2000 и может быть оговорена для контроля за измерительными инструментами.
В Международном словаре основных и общих терминов, используемых в метрологии, прослеживаемость определяется как: «Свойство результата измерения или значения, посредством которого оно может быть отнесено с заявленными эталонами, обычно национальными или международными, через непрерывную цепь сравнений, все из которых имеют указанные значения неопределенности.»
Единицы измерения самой высокой точности реализуются международными эталонами, некоторые из которых хранятся в МБМВ. Национальные эталоны, хранимые национальными институтами по метрологии, должны сравниваться с международными. Результат этого сравнения, точность национального эталона с оцененной неопределенностью, будет указана в документе (сертификате).
Национальный эталон служит для калибровки исходных эталонов более низкой точности. Исходные эталоны хранятся в национальных институтах метрологии для калибровок, которые не требуют высочайшей точности, и в калибровочных лабораториях. Опять же, результат указывается в документе.
Подобным же способом исходные эталоны используются для калибровки других эталонов более низкой точности, например, рабочих эталонов. Такая же процедура применяется при калибровке измерительных инструментов с помощью рабочих инструментов. И опять же, точность и неопределенность измерения должны быть указаны в сертификате. Эти данные могут быть использованы для оценки неопределенности измерения. Это может быть уместным для измерений, проводимых для проверки соответствия спецификациям.
Прослеживаемость достигается неразрывной цепью сравнений относительно международных эталонов. Если для определенной величины в МБМВ нет готового международного эталона, то международный эталон признается международным соглашением, чтобы служить в интернациональном масштабе основой для присваивания значений другим эталонам рассматриваемой величины. Обычно значение международного эталона определяется сличением между собой национальных эталонов наивысшего качества.
Что такое эталон?
Эталон (стандарт измерения) может быть физической мерой, измерительным инструментом, стандартным образцом или измерительной системой, предназначенной для того, чтобы определять, реализовывать, сохранять или воспроизводить единицу или одно или более значений величины, чтобы служить в качестве эталона. Например, единице массы придана физическая форма в виде цилиндрического куска металла весом 1 кг; а отградуированные блоки представляют определенные значения длины.
Иерархия эталонов начинается с международного эталона как вершины и идет вниз до рабочего эталона. Определение этих терминов, которое дается в Международном словаре основных и общих терминов в метрологии, приведено ниже:
Международный эталон – это эталон, признанный международным соглашением для того, чтобы служить в международном масштабе в качестве базы для присваивания значений другим стандартам измерения рассматриваемой величины.
Хранителем международных эталонов является Международное бюро мер и весов (МБМВ) в Севре, недалеко от Парижа. Самым старым используемым стандартом измерения является эталон килограмма.
Национальный эталон – это эталон, признанный национальным законодательством, чтобы служить в данной стране в качестве базы для присваивания значений другим стандартам измерения рассматриваемой величины.
Обычно хранителем национальных эталонов является национальная лаборатория, называемая национальным метрологическим институтом, национальным бюро стандартов или национальным бюро весов и мер. Некоторые страны не имеют национальных эталонов.
Вторичный эталон – это эталон, значение которого присваивается путем сравнения с первичным эталоном той же величины. Обычно первичные эталоны используются для калибровки вторичных.
Исходный эталон – это эталон, обладающий, как правило, наивысшими метрологическими свойствами, имеющийся в распоряжении в данном месте или в данной организации, в соответствии с которым, получают размер единицы при измерениях, выполняемых в этом месте.
Калибровочные лаборатории используют исходные эталоны для калибровки своих рабочих эталонов.
Эталон сравнения – это эталон, используемый в качестве промежуточного для сравнения эталонов.
Резисторы используются как эталоны сравнения для сравнения эталонов напряжения. Веса используются для сравнения рычажных весов.
Передвижной эталон – это эталон, иногда специальной конструкции, предназначенный для транспортировки, и используемый для сравнения эталонов между собой.
Портативный, работающий на цезиевой батарее эталон частоты, может быть использован как передвижной эталон частоты. Калиброванные динамометрические элементы (ячейки нагрузки) используются в качестве передвижных эталонов силы.
В чем разница между калибровкой, поверкой, регулировкой и градуированием?
Определения терминов, приведенные далее, взяты из соответствующих международных словарей.
Во время калибровки разница между показанием инструмента, который нужно откалибровать, и эталоном будет определяться в численном выражении и будет задокументирована. Вообще, результат используется не для регулирования инструмента, а для корректировки значений показаний. Пример, жидкостно-стеклянные термометры калибруются в ванне с соответствующей жидкостью путем сравнения показаний эталонного термометра с показаниями термометра, который необходимо откалибровать. Разность показаний будет задокументирована и использована для корректировки во время температурных измерений.
В промышленности простые измерительные устройства, часто проверяют без определения точных значений погрешности, вынося решение, просто годен ли инструмент для использования, или нет, что зависит от того находится ли его погрешность в пределах установленных спецификацией, или нет.
Многие инструменты могут быть «обнулены» поворотом потенциометра или другого устройства. Некоторые инструменты имеют встроенные устройства для регулировки чувствительности до правильного значения. Такое устройство может, например, быть эталонным весом в электронных весах.
Под метрологическим обеспечением измерений понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений.
Составляющие метрологического обеспечения:
Для промышленных предприятий, разработчиков и пользователей средств измерений прикладной интерес представляет часть метрологического обеспечения, связанная с деятельностью метрологической службы (МС) предприятия. И поэтому большое распространение получили термины «метрологическое обеспечение предприятия», «метрологическое обеспечение производства» (МОП).
Метрологическое обеспечение производства, в основном, включает:
— установление рациональной номенклатуры измеряемых величин и использование средств измерений (рабочих и эталонных) соответствующей точности;
— разработку методик выполнения измерений для обеспечения установленных норм точности;
— проведение метрологической экспертизы конструкторской и технологической документации;
— внедрение необходимых нормативных документов (государственных, отраслевых, фирменных);
— аккредитацию на техническую компетентность;
В условиях рыночных отношений, когда основной целью предприятия является прибыль, используемые средства измерений, как часть основных фондов, должны работать на получение максимальной прибыли.
Метрологическое обеспечение производства должно в определенной степени обеспечивать оптимизацию управления технологическими процессами и предприятием в целом, стабилизировать процессы, поддерживать качество изготовления продукции.
При этом затраты на метрологическое обеспечение производства должны соответствовать масштабам производства, сложности технологических циклов и в конечном счете не только окупаться, но и приносить доход.
В оценке адекватности и экономической эффективности МОП могут оказать серьезную организационную и методическую помощь разработанные Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологической службы (ВНИИМС) рекомендации МИ 2240-92 «ГСИ. Анализ состояния измерений, контроля и испытаний на предприятии, в организации, объединении».
Этот документ используется при разработке и сертификации систем качества, при аккредитации на техническую компетентность, для разработки программ совершенствования метрологического обеспечения и т.д. В нем определена «методика оценивания экономической эффективности мероприятий по совершенствованию состояния измерений, контроля, испытаний, метрологического обеспечения производства на предприятии».
Очень актуально и необходимо приложение 2 «Информационное обеспечение. Сценарий диалога и алгоритмы для автоматизированной обработки информации по анализу состояния измерений, контроля, испытании на предприятии». Дополнение этого материала соответствующим программным продуктом и техническими средствами разрешает автоматизировать работу метрологической службы предприятия и снизит объем рутинных операций, упростит расчет экономической эффективности метрологического обеспечения производства и увеличит его эффективность.
Перспективным является моделирование вариантов метрологического обеспечения производства с различными параметрами и дальнейшим расчетом их экономической эффективности; сканирование по вариантам может обеспечить автоматический поиск (выбор) оптимального метрологического обеспечения производства.
Метрология для чайников: основные понятия, принципы, цели и задачи
Кто-то подумает (ну а вдруг), что метрология – это учение про метро. Чтобы никто больше так не думал, мы написали эту статью об основных понятиях, целях и задачах метрологии. А чтобы было не скучно, мы приправили все это интересными фактами.
Основные понятия метрологии
На самом деле, по определению:
Метрология – наука о единстве измерений.
Может показаться, что это очень скучно и занудно – измерять, высчитывать абсолютную и относительную погрешность, учитывать точность прибора, рассчитывать допуски, записывать результат на бумажку. Да, мы даже не спорим. Но есть и интересные вещи, которые будет полезно знать про метрологию.
У метрологии есть принципы:
Основные задачи метрологии:
Что такое единство измерений
Люди не зря придумали международную систему СИ. Теперь мы измеряем длину в метрах, массу в килограммах и даже не задумываемся об этом. Так было далеко не всегда. В давние времена на каждой территории (скажем, в княжестве или городке) могла быть своя система измерений.
Система СИ была разработана и внедрена в 1960 году. В ней 7 основных единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела.
Приведем схематичный пример.
Когда-то в Средневековье житель Вилларибо должен был в качестве налога отдать бургомистру столько урожая, сколько тот мог унести. При этом житель Виллабаджо отдавал в два раза меньше, потому что у бургомистра Виллабаждо были не такие большие руки и поднять он мог меньше.
Единство измерений очень важно, особенно в вопросах международного сотрудничества, производства и научных исследований. Не будь единой системы, получилась бы история наподобие строительства Вавилонской башни. Никто бы друг с другом попросту не смог договориться.
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Так уж устроены люди, что им все нужно стандартизировать. Чем больше становилось людей, тем сильнее была потребность в стандартизации.
Помните, мы уже говорили про время и то, как люди его измеряли? С длиной и прочими величинами дело обстояло примерно так же. Брали то, что подвернется под руку (или саму руку), делали из этого эталон, а все остальное сравнивали с ним.
Говорящий пример – такие древнерусские меры длины, как «локоть» или «пядь». Когда про кого-то говорят «семь пядей во лбу», это означает, что такой человек очень умный. Хотя не факт. У большинства нормальных людей во лбу нет и одной пяди, а встречать того, у кого их действительно семь, мы вам искренне не желаем.
Пядь – расстояние от кончика большого пальца до кончика указательного при расставленной ладони. 1 пядь=17,78 см.
Но вернемся к единству. Всю эту относительность нужно было свести на нет, иначе развитие науки и промышленности было бы связано с огромной неразберихой.
Эталон метра. История создания
Задумываться об этом всерьез стали в 17 веке. Возьмем, к примеру, метр. Над его определением трудились не один век.
Сначала за эталон метра была принята длина маятника с периодом колебаний равным 1 секунде. Правда выяснилось, что в зависимости от места измерений длина такого маятника изменяется. Так было доказано уменьшение силы тяжести от полюсов к экватору, а эталон метра пришлось менять.
Потом решили, что эталон длины нужно привязать к длине меридиана, проходящего через Париж. Почему именно Париж? Да потому что занималась этим вопросом французская академия наук в Париже, а ходить куда-то далеко для установки эталона метра никто не хотел.
В итоге в 1791 году за метр была принята одна сорокамиллионная часть Парижского меридиана (расстояние от северного полюса до экватора на долготе Парижа). В 1799 году изготовили платиновый стержень с такой длиной, а в 1889 был сделан более точный платиноиридиевый эталон метра. Сейчас эти стержни хранятся в музее.
Единица измерения массы килограмм также была привязана к метру. По определению 1795 года, килограмм равен массе одного кубического дециметра воды или, проще говоря, одного литра.
Время шло, и людям нужно было докопаться до сути во всех сферах. Эта тенденция не обошла и вопрос измерений. Платиноиридиевый стержень служил эталоном метра до 1960 года, но затем от привязки к длине меридиана решено было отказаться.
По современному определению метр равен расстоянию, которое свет проходит за 1/299792458 долю секунды.
Как видите, метрология не такая уж и занудная штука. А если дело касается расчета погрешностей в лабораторной работе и результат никак не сходится с экспериментом, смело пишите в наш студенческий сервис. Мы поможем, объясним и рассчитаем все с необходимой точностью.
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.