История метрологии

КНИТУ-КАИ

(КИТ)

Реферат

на тему: ” История метрологии”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                 Выполнил:  Гафаров Д.Р. гр. 4332

                                                             Проверила:  Хрунина .

 

 

 

 

 

Казань 2012

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………..……………………………………5

 

Исторические аспекты метрологии…………………………………………………………………………….…………6

 

Правовые основы метрологии и стандартизации………………………………………..………………………8

 

Международные организации по стандартизации и метрологии………………………………………11

 

Структуры  органов Госстандарта РФ……………………………………………………………………………………15

 

Заключение……………………………………………………………………………………………………………………………18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Метрология - наука об измерениях физических величин, методах и средствах обеспечения их единства. Основные проблемы метрологии: развитие общей теории измерений; установление единиц физических величин и их системы; разработка методов и средств измерений, а также методов определения точности измерений; обеспечение единства измерений, единообразия средств и требуемой точности измерения; установление эталонов и образцовых средств измерений; разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений и др. Важнейшая роль в решении указанных проблем отводится государственной метрологической службе, имеющей научно-исследовательские институты и разветвленную сеть лаборатории государственного надзора и других организаций. Большую роль в развитии метрологии сыграл Д. И. Менделеев, который руководил метрологической службой в России в период 1892—1907 гг.

Под измерением понимают нахождение значений физической величины опытным путем с помощью специально для этого предназначенных технических средств.

Основное уравнение  измерения имеет вид Q = qU, где Q —  значение физической величины, q — числовое значение физической величины в принятых единицах,  U — единица физической величины.

Единица физической величины — физическая величина фиксированного размера, принятая по согласованию в качестве основы для количественного оценивания физических величин той же природы.

Измерения производят как с целью установления действительных размеров изделий и соответствия их требованиям чертежа, так и для проверки точности технологической системы и подналадки ее для предупреждения появления брака.                                               

Вместо определения  числового значения величины для  упрощения часто проверяют, находится  ли действительное значение этой величины (например, размер детали) в установленных  пределах. Процесс получения и  обработки информации об объекте (параметрах детали, механизма, процесса и т. д.) с целью определения его годности или необходимости введения управляющих  воздействий на факторы, влияющие на объект, называется контролем. При контроле деталей проверяют соответствие действительных значений геометрических, механических, электрических и других параметров допустимым значениям этих параметров.

Метрология состоит из 3 разделов:

• Теоретическая

Рассматривает общие теоретические  проблемы (разработка теории и проблем  измерений, физических величин, их единиц, методов измерений).

• Прикладная

Изучает вопросы практического  применения разработок теоретической  метрологии. В её ведении находятся  все вопросы метрологического обеспечения.

• Законодательная

Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

Для унификации единиц физических величин в международном  масштабе создана Международная система единиц СИ.

Исторические  аспекты метрологии

Первыми средствами обеспечения  единства измерений были объекты, которые  имеются в распоряжении человека всегда. Так появились первые меры длины, опирающиеся на размеры рук  и ног человека. На Руси использовались локоть, пядь, сажень, косая сажень. На Западе - дюйм, фут, сохранившие свое название до сих пор. Поскольку размеры  рук и ног у разных людей  были разными, то должное единство измерений  не всегда удавалось обеспечить. Следующим  шагом были законодательные акты различных правителей, предписывающие, например, за единицу длины считать  среднюю длину стопы нескольких людей. Иногда правители просто делали две зарубки на стене рыночной площади, предписывая всем торговцам  делать копии таких «эталонных мер». В настоящее время такую меру можно видеть на Вандомской площади  в Париже в том месте, где когда-то располагался главный рынок Европы.

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.

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.

По мере совершенствования  физики и математики появилась проблема измерения нового класса физических величин. Так при развитии теории электричества встал вопрос - как  быть с единицами электромагнитных величин? С одной стороны, новый  класс явлений подсказывал необходимость  введения новых единиц и величин. С другой - исходно была установлена  связь между электромагнитными  явлениями и эффектами механическими - законы Кулона и Био-Савара-Лапласа. Точки зрения наиболее авторитетных ученых по этому поводу также разделились. Некоторые считали, что «рассмотрение (электромагнитных явлений) будет более  плодотворным, если ввести четвертую, не зависящую от механических единицу» (А. Зоммерфельд). Другие, напротив, считали различные проявления свойств материи единым целым и были противниками введения независимых электрических величин и единиц. В результате в практике появились системы единиц физических величин, имеющие различное число основных, т. е. произвольно выбранных, физических величин.

С исторической точки зрения интересно обратить внимание на сложившуюся  практику образования дольних (более  мелких) и кратных (более крупных) единиц физических величин. В настоящее  время мы пользуемся в основном десятичной системой счета, и действующая международная  система единиц физических величин  предписывает образовывать дольные  и кратные единицы, домножая размер основной единицы на множитель, кратный  десяти. Тем не менее история знает  использование самых разнообразных  множителей кратности. Например, сажень как мера длины равнялась трем аршинам, 1 фут равнялся 12 дюймам, 1 аршин - 16 вершкам, 1 пуд - 40 фунтам, 1 золотник - 96 долям, 1 верста - 500 саженям и т.д.

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.

Совершая исторический экскурс  в метрологию, не следует забывать, что все сказанное в полной мере относится только к странам-участницам Метрической конвенции. Во многих странах  до сих пор сохраняется своя особая, иногда экзотическая система физических величин и единиц. Среди этих стран, как это ни странно, находятся  Соединенные Штаты Америки - современная  супердержава. Внутри этой страны до сих  пор в обиходе величины и единицы  старой Англии. Даже температуру там  принято измерять в градусах Фаренгейта.

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.

Правовые  основы метрологии и стандартизации

В связи с распадом СССР и образованием нескольких самостоятельных  государств большие изменения произошли  в структуре и функциях системы  стандартизации Российской Федерации. За границей нашего государства оказались  институты и центры стандартизации Украины и Прибалтики. За пределами  страны оказался и крупный метрологический  институт Госстандарта СССР, за которым  была закреплена область метрологии по измерению состава и свойств  материалов - Научно-производственное объединение ИСАРИ (Тбилиси).

Государственная система  стандартизации Российской Федерации (ГСС РФ) начала переформирование в 1992 г. В первую очередь изменения  коснулись тех видов измерения, которые были закреплены за организациями, расположенными вне пределов РФ. Это, во-первых, физико-химические измерения, головная роль в которых окончательно перешла в Санкт-Петербург во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева. Во-вторых, это проблема метрологии и стандартизации, имеющие отношения к газодобывающей и топливной промышленности.

На данный момент можно  считать, что процесс взаимораспределений  обязанностей по метрологическому обеспечению  измерительной техники в нашей  стране в общих чертах завершился. Основой современной системы  стандартизации являются следующие  моменты:

1. Техническое законодательство.
2. Государственные стандарты, общегосударственные классификаторы технической информации.
3. Международные и региональные стандарты, правила, нормы и рекомендации по стандартизации.
4. Стандарты отраслей и стандарты научно-технических и инженерных обществ.
5. Стандарты предприятий и технические условия. Основополагающих законов, регламентирующих деятельность органов системы стандартизации можно указать несколько.

В первую очередь это закон  РФ «О стандартизации». Закон определяет меру государственной защиты интересов  потребителей государства посредством  разработки нормативных документов по стандартизации. В законе разъясняются сущность и цели стандартизации. Определены основные положения по организации  работы по стандартизации, согласно которым  государственное управление стандартизацией  осуществляет Госстандарт РФ. Другие государственные органы участвуют в работах по стандартизации в меру их компетенции. Для разработки некоторых документов по стандартизации могут привлекаться субъекты хозяйственной деятельности.

Отдельным разделом в законе «О стандартизации» определены требования к нормативным документам, регламентирующим деятельность служб стандартизации различных уровней. Определено содержание, порядок разработки и порядок  внедрения государственных стандартов (ГОСТ, ГОСТ Р), отраслевых стандартов (ОСТ), стандартов предприятий (СТП), стандартов общественных объединений. Основное требование к отраслевым стандартам и стандартам предприятий - они не должны нарушать обязательные требования государственных стандартов.

В законе определены термины, специфические для обеспечения  единства измерений, например: