Метроло́гия (от греч. μέτρον — мера, измерительный инструмент) — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности (РМГ 29-99). Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Средством метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих требуемую точность.
Метрология состоит из 3 разделов:
Рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и
проблем измерений, физических величин, их единиц, методов измерений).
Изучает вопросы практического применения разработок теоретической
метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического
обеспечения.
Устанавливает обязательные технические и юридические требования по
применению единиц физической величины, методов и средств измерений.
Проблематика метрологии
К основным проблемам метрологии относятся:
- создание общей теории измерений;
- образование единиц физических величин и систем единиц;
- разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений (так называемая «законодательная метрология»);
- создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант.
Также метрология изучает развитие системы мер, денежных единиц и счёта в исторической перспективе.
Аксиомы метрологии
- Любое измерение есть сравнение.
- Любое измерение без априорной информации невозможно.
- Результат любого измерения без округления значения является случайной величиной.
Термины и определения метрологии
- Единство измерений
– состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты
выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных
пределах равны размерам единиц, воспроизводимым первичными эталонами, а
погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не
выходят за установленные пределы.
- Физическая величина
– одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении
для многих физических объектов, но в количественном отношении
индивидуальное для каждого из них.
- Единица физической величины
– физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено
числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного
выражения однородных с ней физических величин.
- Измерение
– совокупность операций по применению технического средства, хранящего
единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения
измеряемой величины с ее единицей и получения значения этой величины.
- Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики.
- Погрешность измерения — отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
- Погрешность средства измерения — разность между показанием средства измерений и истинным значением измеряемой физической величины.
- Точность средства измерений — характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю.
- Лицензия — это разрешение, выдаваемое органам
государственной метрологической службы на закрепленной за ним
территории физическому или юридическому лицу на осуществление ему
деятельности по производству и ремонту средств измерения.
Классификация измерений
По способу получения измерения:
- Прямые – когда физическая величина непосредственно связывается с ее мерой;
- Косвенные – когда искомое значение измеряемой величины установлено
по результатам прямых измерений величин, которые связаны с искомой
величиной известной зависимостью;
- Совокупные – когда используются системы уравнений, составляемых по результатам измерения нескольких однородных величин.
- Совместные – производятся с целью установления зависимости между
величинами. При этих измерениях определяется сразу несколько
показателей.
По характеру изменения измеряемой величины:
- Статические – связаны с такими величинами, которые не изменяются на протяжении времени измерения.
- Динамические – связаны с такими величинами, которые в процессе измерений меняются (t окружающей среды).
По количеству информации:
- Однократные;
- Многократные (> 3);
По отношению к основным единицам измерения:
- Абсолютные (используют прямое измерение одной основной величины и физической константы).
- Относительные – базируются на установлении отношения измеряемой
величины, применяемой в качестве единицы. Такая измеряемая величина
зависит от используемой единицы измерения
История метрологии
Исторически важные этапы в развитии метрологии:
- XVIII век — установление эталона метра (эталон хранится во Франции, в Музее мер и весов; в настоящее время является в большей степени историческим экспонатом, нежели научным инструментом);
- 1832 год — создание Карлом Гауссом абсолютных систем единиц;
- 1875 год — подписание международной Метрической конвенции;
- 1960 год — разработка и установление Международной системы единиц (СИ);
- XX век — метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями.
Вехи отечественной истории метрологии:
- присоединение к Метрической конвенции;
- 1893 год — создание Д. И. Менделеевым Главной палаты мер и весов (современное название: «Научно-исследовательский институт метрологии им. Менделеева»);
Всемирный День метрологии отмечается ежегодно 20 мая. Праздник учрежден Международным Комитетом мер и весов (МКМВ) в октябре 1999 года, на 88 заседании МКМВ.
Становление и различия метрологии в СССР и капиталистических странах
Бурное развитие науки, техники и технологии в ХХ веке потребовало
развития метрологии как науки. В СССР метрология развивалась в качестве
государственной дисциплины, т.к. нужда в повышении точности и
воспроизводимости измерений росла по мере индустриализации и роста
оборонно-промышленного комплекса. Зарубежная метрология также
отталкивалась от требований практики, но эти требования исходили в
основном от частных фирм. Косвенным следствием такого подхода оказалось
государственное регулирование различных понятий, относящихся к
метрологии, то есть ГОСТирование всего, что необходимо стандартизовать. За рубежом эту задачу взяли на себя негосударственные организации, например ASTM.
В силу этого различия в метрологии СССР и постсоветских республик
государственные стандарты ( эталоны ) признаются главенствующими, в
отличие от конкурентной западной среды, где частная фирма может не
пользоваться плохо зарекомендовавшим себя стандартом или прибором и
договориться со своими партнёрами о другом варианте удостоверения
воспроизводимости измерений.
Отдельные направления метрологии
- Авиационная метрология
- Химическая метрология
- Биометрия
- Историческая метрология
Статья основана на материалах Большого Энциклопедического Словаря
См. также
- Журнал Главный Метролог
- Институт метрологии
- Стандартизация
- Методы электроаналитической химии
- Авиационная метрология
- Установка для поверки расходомеров
- Основное уравнение измерений
- Измерение давления
- Электромагнитные расходомеры
Ссылки
|