История метрологии

• единство измерений - состояние измерении, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью;
• эталон единицы величины - средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы с целью передачи ее размера другим средствам измерения;
• нормативные документы - государственные стандарты, применяемые в установленном порядке международные стандарты, правила, положения, инструкции и рекомендации;
• метрологическая служба - совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений;
• метрологический контроль и надзор - деятельность, осуществляемая органом метрологической службы в целях проверки соблюдения метрологических правил и норм;
• поверка средств измерений - совокупность операций, выполняемых метрологической службой с целью определения и подтверждения соответствия средства измерения установленным техническим требованиям;
• калибровка средств измерения - совокупность операций, выполняемых с целью определения или подтверждения метрологических характеристик и пригодности к применению средства, не подлежащего метрологическому контролю и надзору;
• сертификат об утверждении типа средства измерения - документ, выдаваемый уполномоченным на то государственным органом и удостоверяющий, что данный тип средства измерения утвержден в порядке, предусмотренным действующим законодательством;
• аккредитация на право поверки средств измерений - официальное признание уполномоченным на то государственным органом полномочий на выполнение поверочных работ;
• лицензия на изготовление (ремонт, продажу, прокат) средства измерения - документ, удостоверяющий право заниматься указанными видами деятельности, выдаваемый юридическим и физическим лицам органом государственной метрологической службы;
• сертификат о калибровке - документ, удостоверяющий факт и результаты калибровки средства измерения.

В первом разделе закона установлено, что государственным  управлением обеспечения единства измерения занимается Госстандарт  России. Дан перечень задач по обеспечению  единства измерений, решаемых Госстандартом РФ. Среди них межрегиональная и межотраслевая координация деятельности по обеспечению единства измерений в стране, определение общих требований и правил, применяемых к средствам измерений и к результатам измерений. Госстандарт осуществляет государственный метрологический надзор и контроль, руководит деятельностью Государственной метрологической службы, контролирует соблюдение условий международных работ, участвует в международных работах по вопросам обеспечения единства измерений. Госстандарт утверждает нормативные документы по обеспечению единства измерений.

Закон «Об обеспечении  единства измерений» предписывает использование  величин и единиц, рекомендованных  Международной организацией законодательной  метрологии (МОЗМ). Допускается по разрешению правительства РФ применять внесистемные единицы величин. Аппаратурной и  методической основой обеспечения  единства измерений являются эталоны  единиц величин, средства измерения  и методики выполнения измерений.

В законе «Об обеспечении  единства измерений» определены функции  государственных научных центров (институтов) Госстандарта и территориальных  органов Госстандарта в составе  РФ, определены основные направления  деятельности Государственной службы времени, частоты и определения  параметров вращения Земли (ГСВЧ), государственной  службы стандартных образцов состава  и свойств веществ и материалов (ГССО), государственной службы стандартных  справочных данных (ГССД). Для осуществления  единства измерений предусмотрена  возможность организации метрологической  службы на предприятиях и в учреждениях, являющихся юридическими лицами. Метрологический  контроль и надзор осуществляется службами юридических лиц путем калибровки средств измерений, надзора за применением  средств измерений, используемых при  калибровке, проверки своевременности  представления средств измерений  на испытания в целях утверждения  типа средств измерения, а также  на поверку и калибровку.

В законе сформулирована сущность государственного метрологического надзора  и контроля. Метрологический контроль включает в себя утверждение типа средств измерения, поверку средств  измерений, лицензирование деятельности юридических и физических лиц  по изготовлению, ремонту и прокату  средств измерений. Государственный  надзор осуществляется за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками измерений, соблюдением метрологических правил и норм. К функциям Государственного надзора относится то, что традиционно  совершали метрологические службы - борьба с обмером и обвесом. На современном официальном языке  это называется контролем за количеством  товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций, и контроль фасованных товаров в упаковке.

Еще одним Законом РФ, определяющим некоторые направления  деятельности органов Госстандарта РФ, является «Закон об охране прав потребителей», принятый в 1992 г. за год до принятия закона «Об обеспечении единства измерений», который был подписан президентом РФ в 1993 г. Если рассмотреть  содержание закона об охране прав потребителей с точки зрения применения в области  метрологии и измерительной техники, то можно выделить несколько основополагающих моментов.

Первый момент - сделан акцент на безопасность услуг и товаров, к которым, безусловно, принадлежит  измерительная техника. Во многих, если не в большинстве, измерительных  приборах возможно использование электрического напряжения, опасного для здоровья и жизни людей. Многие виды современной вычислительной техники могут представлять опасность для пользователя в силу наличия, например, рентгеновского излучения мониторов компьютеров или ультрафиолетового излучения их экранов. Многие специальные приборы, например ВЧ или СВЧ генераторы, могут представлять опасность для здоровья людей. Список измерительной техники, небезопасной для потребителя, можно продолжать. По этой причине закон об охране прав потребителей предусматривает обязательную сертификацию многих средств измерений на безопасность использования.

Второй важный момент закона об охране прав потребителей касается измерительной техники, поступающей  в нашу страну по импорту. В целях  качественного использования такой  измерительной техники закон  предписывает Госстандарту РФ, Министерству экономики и природных ресурсов РФ осуществлять контроль за соответствием  импортной техники законам РФ. В первую очередь это касается того, что вся документация должна представляться на русском языке. Для  всех импортных средств измерения  устанавливается наличие в РФ образцовых средств, т. е. возможность  поверки и ремонта. Кроме того, должны быть определены сроки использования  измерительной техники, периодичность  поверки. Контроль за выполнением указанных  требований закона осуществляется при  выполнении органами Госстандарта РФ испытаний средства измерения по утвержденной программе, где указанные  моменты являются обязательными. При  отсутствии каких-либо документов или  средств поверки предприятия  Госстандарта РФ выполняют эти работы по контрактам с предприятием или  фирмой-продавцом. По результатам испытаний  средство измерения после утверждения  на НТК Госстандарта заносится в  Госреестр средств измерений  и сопровождается кратким описанием  типа со ссылкой на фирму-изготовитель.

Международные организации по стандартизации и  метрологии

Исторически истоки формирования международных органов по обеспечению  единства измерений и по стандартизации начинается с 1875 г., когда 17 государств мира, в том числе и Россия, приняли Метрическую конвенцию «для обеспечения единства и усовершенствования метрической системы». Для координации действий государств-членов метрической конвенции было учреждено Международное бюро по мерам и весам (МБМВ) с дислокацией в Севре - ранее в пригороде Парижа, а в настоящее время - одном из районов Парижа. Официально от каждого государства были названы национальные центры по координации взаимодействий метрологов стран-участниц конвенции с МБМВ. От России таким центром назван IMM (Institute Metrology Mendeleev) - Институт метрологии им. Д.И. Менделеева в Санкт-Петербурге.

МБМВ организует в среднем  раз в четыре года конференции, на которых принимаются основополагающие решения в области метрологии. Например, на одной из Генеральных конференций по мерам и весам в 1954 г. была окончательно принята система СИ. В1983 г. принято новое определение метра. На конференции в 1990 г. узаконена современная международная температурная шкала МПТШ-90 и т. д. На конференциях принимаются основополагающие решения, которые определяют направления наиболее важных для метрологии научных программ на следующие 4 года. Там же и распределяется финансирование этих программ. Из научных программ последних лет можно назвать исследования возможности использования «теплой» сверхпроводимости в создании эталонов, исследование средств измерения малых длин на тоннельном эффекте, совершенствование эталонной базы в области электрических и магнитных измерений, работы по уточнению постоянной Авогадро и т.д.

Кроме обеспечения единства измерений по всем видам выдвинулись  и были реализованы международные  контакты в отдельных видах измерения. В первой главе указывалось, что  к современному пониманию единства измерений физических величин специалисты  пришли не сразу. Предлагалось, например, измерения электрических и магнитных  величин строить по той же схеме, по которой построены механические измерения. Для этого специалисты  считали необходимым принять  несколько основных электрических  единиц, например единицы силы тока, разности потенциалов и сопротивления. Далее следовало строить систему  электрических единиц самостоятельно и независимо от единиц механических. Для выработки такого подхода  и организации единства измерения  в 1881 г. был созван Международный  конгресс по электричеству, который  созывался затем в 1889, 1893, 1900 и 1904 гг.

В 1904 г. на заседании Международного конгресса по электричеству было решено создать Комиссию по рассмотрению вопросов стандартизации терминологии и номинальных параметров электрических  машин. В 1906 г. В Лондоне на конференции  с участием представителей 13 стран  была утверждена Международная электротехническая комиссия (МЭК). Первым его президентом  был избран один из самых известных  физиков лорд Кельвин, именем которого сейчас названа шкала термодинамической  температуры. В 1908 г. был принят Устав  МЭК. В состав комиссии вошли представители  более 50 стран. Комиссия состояла из 100 комитетов и 500 подкомитетов, которые  разрабатывали рекомендации, получившие в настоящее время права международных  стандартов. Сегодня МЭК работает по следующим направлениям: унификация терминологии, обозначение маркировки, стандартизация материалов, применяемых  в электротехнике, рекомендации по стандартизации электротехнического  оборудования и еще по целому ряду направлений, связанных со стандартизацией  различных узлов и электроизмерительных приборов.

Параллельно с деятельностью  МЭК возникла необходимость стандартизации в общей и специальной технике  и в машиностроении. В 1926 г. в Нью-Йорке  обсуждался вопрос о создании международного органа, занимающегося этими вопросами. В этом же году в Праге была создана  Международная федерация национальных ассоциаций по стандартизации (ИСА). В 1932 г. в Берлине был проведен съезд, на котором было образовано 32 комитета, которые должны были заниматься разработкой  основных принципов международной  стандартизации. В период Второй мировой  войны работа МЭК и ИСА была приостановлена, а по окончании войны  в 1946 г. в Лондоне состоялась конференция, в которой приняли участие 64 делегата из 25 стран. В итоге работы этой конференции  на базе объединения ИСА и МЭК  была создана Международная организация  по стандартизации - ИСО. 24 октября 1946 г. состоялось первое заседание Генеральной  ассамблеи этой организации. Были утверждены Устав и Правила процедуры. Днем основания ИСО считается 23 февраля 1947 г. Сейчас в ИСО представлены 118 стран. Деятельность по международной  стандартизации осуществляется более  чем в 200 технических комитетах. Имеется  более 2600 подкомитетов и рабочих  групп, решающих более мелкие вопросы. С1972 г. ИСО издает международные  стандарты, которые ранее назывались Рекомендациями по стандартизации.

МЭК присоединился к ИСО  в 1947 г. на автономных правах, сохранив финансовую и организационную самостоятельность. МЭК, как и ИСО, пользуется консультативным  статусом ООН. Для согласования работы МЭК и ИСО существует Координационный  комитет ИСО/МЭК.

В марте 1987 г. ИСО приняла  стандарты серии 9000 на системы качества, дополняющие требования к продукции или к услугам. Серия стандартов серии 9000 с 1988 г. принята в СССР и с 1991 г. в России в качестве национальных стандартов под номерами ГОСТ 40.9001-88 - ГОСТ 40.9003-88. Однако в связи с пересмотром в 1994 г. стандартов ИСО серии 9000 и их превращения в «семейство» из 30 наименований возникла необходимость пересмотра российских стандартов. Характерно, что более 90 стран мира имеют стандарты, эквивалентные ИСО-9000, а более 100 тысяч компаний сертифицировали свои системы качества на соответствие этим стандартам. В 70-х г. по инициативе комитета по надежности МЭК (ТК-56) и ИСО были начаты работы по созданию системы сертификации - документального подтверждения соответствия качества выпускаемой продукции стандартам ИСО.

Определенный интерес  представляет деятельность Международной  конференции по аккредитации испытательных  лабораторий (ИЛАК), задачами которой  являются обмен информацией по аккредитации, содействие взаимному признанию  испытаний в разных странах, организация  совместных исследований в лабораториях различных стран, аккредитованных  по какому-либо определенному виду измерений.