В чем заключается единство измерений метрология

Единство и прослеживаемость измерений

Измерения имеют существенное значение в любой области человеческой деятельности. Но для того чтобы можно было эффективно применять измерения в практической деятельности, необходимо быть уверенным в том, что их результаты останутся неизменными (в пределах требуемой точности) при применении другого средства и метода измерений, изменении оператора, времени и места выполнения измерений и других компонентов измерительных процессов. Это свойство измерений в России и других странах СНГ называют единством измерений.

Чтобы понять значение единства измерений, рассмотрим пример одного из видов измерений. Предположим, перестала функционировать государственная служба единого времени, и все предприятия и граждане страны стали руководствоваться своими часами, не калибруя их по сигналам точного времени. Через некоторое время появится множество проблем, связанных с началом рабочего дня, графиком движения различных видов транспорта, временем работы магазинов и предприятий бытового обслуживания населения.

Например, пассажир придет на вокзал, а ему скажут: ваш поезд уже ушел. Со временем число подобных случаев будет стремительно расти, и в конечном итоге это приведет к коллапсу всей транспортной системы страны. Несвоевременная поставка оборудования, сырья и комплектующих изделий, кормов и другой продукции приведет к дезорганизации работы предприятий и обоснованным отказам заказчиков оплачивать такие поставки, что в итоге приведет к кризису финансовой системы страны. Без знания единого времени станет невозможной работа систем связи и навигации, органов здравоохранения и образования и т. д. Ясно, что функционирование государственной службы единого времени является необходимым условием существования любого государства. То же самое можно сказать и о других видах измерений.

Единство является главным, определяющим признаком измерений, принципиально отличающим их от других видов экспериментального оценивания. Если единство обеспечено, то это значит, что рассматриваемый процесс экспериментальной оценки можно отнести к измерениям. Если же оно не обеспечено, то это говорит о несостоятельности этого процесса как измерительного, вследствие чего он им и не является. В этом случае это какой-либо другой процесс познания — наблюдение, органолептическое оценивание, индикация и т. п., но не измерение. Поэтому, в силу своей важности, обеспечение единства измерений является главной целью и основным содержанием теоретической и практической деятельности метрологов.

Что же понимается под единством измерений? В соответствии с классическим определением, единство измерений— это такое состояние измерений, при котором все га результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью. Это определение, сформулированное в 1960-е годы профессором К.П. Широковым, в значительной степени устарело.

Во-первых, условие «все результаты измерений выражены в узаконенных единицах» было включено в это определение по конъюнктурным соображениям, поскольку в то время внедрение Международной системы единиц SI было первоочередной задачей отечественных метрологов. К настоящему времени вопросы внедрения SI давно решены в нашей стране и многих других странах в полном объеме. К тому же, как показывает опыт США и других англоязычных стран, массовое применение в быту, торговле и промышленности традиционных для этих стран единиц, запрещенных SI (фунт, фут, градус Фаренгейта и др.), не имеет серьезных отрицательных последствий.

Второе условие «погрешности измерений известны с заданной вероятностью», по смыслу отвечающее трактовке единства измерений, но не конкретное, в терминологическом НД было сформулировано иначе. Однако и новая формулировка «погрешности измерений не выходят за установленные границы» является декларацией, выражающей основную цель метрологии, на практике недостижимую (как недостижимо истинное значение величины). Поскольку из-за случайного характера погрешности измерений в любой измерительной технологии вероятность измерительного брака больше нуля, всегда найдется хотя бы одно измерение, погрешность которого превысила установленные границы. Следовательно, если буквально трактовать данное определение, единства измерений никогда не было и не будет.

Так какой же смысл следует вложить в понятие «единство измерений»? При ответе на этот вопрос учтем, что для того чтобы результаты измерений не зависели от выбора средств измерений, парк СИ должен удовлетворять следующему условию: все СИ одной величины должны хранить один и тот же размер единицы. Естественный способ выполнения этого условия заключается в воспроизведении единицы одним исходным эталоном и последующей передаче от него этого размера единицы всем остальным СИ данной величины.

Отсюда вытекает принятый в международной практике другой термин, выражающий анализируемое понятие, — прослеживаемость (the traceability) измерения. Под ней понимается тот факт, что результат измерения получен путем сравнения размера измеряемой величины с размером единицы, воспроизведенным исходным эталоном данной величины (буквально: результат измерений прослеживается до исходного эталона). Это означает, что все они как бы выполнены одним СИ — исходным эталоном. Очевидно, что единство измерений является следствием их прослеживаемости, и это дает основание считать эти термины синонимами. При этом новое определение лучше, чем классическое, проясняет суть понятия «единство измерений». В дальнейшем будем пользоваться более привычным термином — единство измерений.

Источник

Тема 5. Метрологическое обеспечение
управления качеством

Оглавление

Роль метрологии в управлении качеством

Повышение эффективности производства и качества продукции требует максимальной достоверности объективной количественной информации о значениях параметров, характеризующих испытуемую продукцию. Такая информация может использоваться для оценки соответствия продукции своему назначению и установленным в НД требованиям.

Основными источниками информации о качестве продукции являются контроль и испытания, реализация которых связана с измерениями. Приведем для лучшего понимания материала основные определения в области метрологии.

МО стандартизации предусматривает такой вид деятельности, который связан с обоснованием допусков (требований точности) на значения параметров продукции, на технологические процессы при ее производстве, а также на осуществление методов измерений, контроля и испытаний установленных значений ее параметров с помощью обоснованно выбранных средств измерений и испытательного оборудования.

При сертификации, которая осуществляет проверки подтверждения соответствия продукции установленным требованиям, главным в МО является обеспечение единства измерений и, в первую очередь, проверка и обеспечение «привязки» используемых средств измерений через поверку (или калибровку) к государственным эталонам физических величин. Исходя из задач МО при стандартизации и сертификации, можно придти к выводу, что МО является связующим звеном между стандартизацией и сертификацией.

В свою очередь, стандартизация есть деятельность по установлению норм, правил и характеристик и проводится в целях обеспечения качества продукции, работ и услуг в соответствии с уровнем развития науки, техники и технологии, а также в целях обеспечения единства измерений.

Пересечение множеств целей стандартизации, сертификации и метрологии и дает общую для указанных видов деятельности категорию, а именно: качество.

Подтверждением качества является сертификат, выданный третьей стороной (органом по сертификации). Этот сертификат оформляется на основании положительных результатов испытаний на соответствие требованиям стандартов. Результаты испытаний, в свою очередь, основываются на достоверных результатах измерений во время испытаний, единство которых гарантируется Государственной метрологической службой России с ее государственными эталонами физических величин. Таким образом, система измерений является объективным инструментом (вследствие того, что государственные эталоны России регулярно сличаются с международными и национальными эталонами других стран), который служит для обеспечения, оценки и управления качеством продукции и услуг через стандарты, МО производства и испытаний.

Метрологическое обеспечение сертификации систем качества, продукции и услуг

Вопросы МО сертификации являются предметом пристального внимания, начиная с процедуры установления технической компетенции испытательных лабораторий при их аккредитации, так как испытательные и измерительные лаборатории являются центральным звеном получения достоверных результатов сертификационных испытаний. Достоверность определения показателей качества продукции зависит от уровня МО, которое предусматривает наличие:

При этом под «измерительным оборудованием» подразумеваются все средства измерений, эталоны, образцовые вещества, вспомогательная аппаратура, необходимые для проведения испытаний. «Метрологическое подтверждение пригодности» означает в соответствии со стандартом ИСО 10012-1 последовательность операций, необходимая для того, чтобы гарантировать соответствие данного измерительного оборудования требованиям, отвечающим его назначению.

Более сложной процедурой, применяемой в случаях, когда процесс измерения имеет сложный характер, является система управления измерительным процессом, под которым понимается контроль и анализ данных измерительного процесса в сочетании с корректирующими действиями, направленными на поддержание непрерывного нахождения измерительного процесса в рамках установленных требований. Все особенности этой системы с процедурной позиции изложены в стандарте ИСО 10012-2. Корректирующие действия могут, в частности, включать уменьшение интервалов между поверками, ремонт или замену нестабильного или ненадежного прибора, увеличение времени проведения измерений, требуемой точности и т. д.

Основные положения, связанные с метрологическим обеспечением испытаний, вначале были изложены в стандартах серии ИСО 9000, а затем получили дальнейшее развитие в Руководстве ИСО / КАСКО 130 «Общие требования к компетентности калибровочных и испытательных лабораторий». Этот документ является основой как для внедрения систем качества в лабораториях, так и для оценки их компетентности при аккредитации. В число основных положений, указанных в нормативных документах и являющихся объектом проверки при сертификации систем качества, входят:

Процедурно ОС, проводящий сертификацию систем качества, действует в соответствии с Руководством ИСО / МЭК 48 «Руководящие положения по оценке и регистрации систем качества поставщика третьей стороной», а также по правилам евростандарта EN 45012 «Общие требования к органам по сертификации, проводящим сертификацию систем обеспечения качества».

При сертификации продукции в испытательных лабораториях решаются задачи, аналогичные изложенным выше. Результат сертификационных испытаний (измерений), проводимых в соответствии с установленной методикой, излагается в протоколе, где параметр испытуемого объекта выражается в соответствующих единицах измерений, а его регламентированное значение и допуск на параметр соответствуют требованиям НД. Очевидно, что достоверный (правильный в метрологическом смысле) результат способствует гармонизации испытаний и сертификации для взаимного признания и содействия в торговле между странами. В то же время общие процедуры и критерии действия органов по сертификации создают основы для:

Утверждение типа средств измерений

В 1993 г. был принят Закон РФ «Об обеспечении единства измерений», основная цель которого заключается в защите прав и интересов граждан, установлении правопорядка и экономики РФ от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений. После введения этого закона были определены следующие виды государственного метрологического контроля:

В соответствии с законом все средства измерений делятся на две группы:

Целью утверждения типа средств измерений является обеспечение единства измерений в стране и выпуск в обращение годных средств измерений. Нормативная база этих работ изложена в следующих правилах:

Эти документы гармонизированы с документами Международной организации по законодательной метрологии (МОЗМ).

При проведении испытаний и утверждении типа средств измерений осуществляются следующие работы:

Госстандарт РФ, являясь головной организацией в стране по управлению деятельностью по обеспечению единства измерений, формирует планы испытаний, утверждает тип средств измерений и выдает сертификат утвержденного типа. Непосредственно проведением испытаний средств измерений занимаются государственные центры испытаний или органы государственной метрологической службы. Находящийся в ведении Госстандарта научно-исследовательский институт осуществляет регистрацию средств измерений и проводит экспертизу результатов испытаний. Кроме того, как видно из схемы, органы государственной метрологической службы проводят лицензирование средств измерений, под которым в соответствии с законом понимается деятельность по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений.

Порядок лицензирования определяется правилами ПР 50.2.005-94 «ГСИ. Порядок лицензирования деятельности по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений». В случае положительного результата лицензирования изготовителю средств измерений выдается лицензия, дающая право на проведение вышеуказанных работ.

Испытания средств измерений для целей утверждения типа проводят по программе, которая устанавливает объем и методику испытаний, их продолжительность, номенклатуру документов, представленных на испытания.

Система обеспечения единства измерений

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) является нормативно-правовой основой МО научной и практической деятельности в части оценки и обеспечения точности измерений, проводимых в стране. ГСИ представляет собой комплекс НД, устанавливающих единую номенклатуру, способы представления и оценки метрологических характеристик средств измерений, правила стандартизации измерений и оформления их результатов. Комплекс НД регламентирует единицы физических величин, воспроизведение единиц физических величин с помощью эталонов, передачу размеров единиц физических величин рабочим средствам измерений с необходимой точностью, установление норм на метрологические характеристики средств измерений и др. Основными НД в системе ГСИ являются государственные стандарты. На их основе разрабатываются НД, конкретизирующие общие требования стандартов применительно к отдельным отраслям промышленности и областям измерений.

Между качеством продукции и качеством измерений существует непосредственная связь. Проблема обеспечения высокого качества в значительной степени определяется решением задачи измерений параметров качества материалов, комплектующих изделий, технологических процессов изготовления продукции. При решении задачи измерений важное место отводится их качеству, под которым понимается совокупность свойств состояний измерений, обуславливающих получение результатов с требуемыми точностными характеристиками в необходимом виде и в установленный срок.

К основным свойствам состояния измерений относятся:

Наиболее важным свойством является единство измерений, так как при несоблюдении этого условия даже самые точные измерения, проводимые с помощью правильно подобранных средств измерений, не дадут нужных результатов. Единство измерений основано на четырех принципах:

Без выполнения указанных условий невозможно добиться единства измерений. Наиболее важным условием обеспечения единства измерений является «привязка» измерений к государственным эталонам, что в соответствии со стандартами ИСО 9000 является обязательным в обеспечении качества продукции.

Единство измерений достигается путем точного воспроизведения и хранения установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым средствам измерений. Размеры единиц воспроизводятся, хранятся и передаются с помощью эталонов и образцовых средств измерений. Высшим звеном в метрологической цепи передачи размеров единиц измерений являются эталоны. Эталон представляет собой средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающий воспроизведение и хранение единицы физической величины (или одну из этих функций) с целью передачи размера единицы другим средствам измерений данной величины. Система воспроизведения единиц и передачи их размера рабочим средствам измерений представляет одну из составляющих системы обеспечения единства измерений.

Повышение точности воспроизведения единиц физических величин связана, как правило, с усложнением применяемых для этой цели устройств. Единица физической величины воспроизводится путем сложных операций с помощью эталонной установки в соответствии со строго определенной спецификацией. Однако известно, что результаты измерений, проведенных в разных местах с максимальной тщательностью, все же имеют некоторые расхождения. Это подтверждает и практика международных сличений национальных эталонов различных стран, эталонные работы в которых проводятся на высшем научном уровне.

Если эталон воспроизводит единицу физической величины с наивысшей в стране точностью, то он называется первичным эталоном. Первичные эталоны основных единиц воспроизводят единицу в соответствии с ее определением. Первичный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны, называется государственным эталоном. Эти эталоны утверждаются Госстандартом РФ, и на каждый из них создается государственный стандарт.

Вторичные эталоны создают и утверждают в случаях, необходимых для организации поверочных работ и предохранения первичных эталонов от излишнего износа.

Эталон сравнения применяют для сличения эталонов, которые по каким-либо причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.

Рабочие эталоны предназначены для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. При необходимости рабочие эталоны подразделяют по уровням точности на разряды: рабочий эталон 1 разряда, рабочий эталон 2 разряда и т. д. Передача размера единицы осуществляется через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. От последнего рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передается рабочему средству измерений, которые применяют для измерений, не связанных с передачей размера единиц, т. е. они служат для технических измерений на производстве и в лабораториях.

Поверка и калибровка средств измерений

Под поверкой средств измерений понимается совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы (ГМС) или другими аккредитованными организациями с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений установленным техническим требованиям. В соответствии с законом РФ «Об обеспечении единства измерений» средства измерений подлежат поверке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту и в эксплуатации. Допускается продажа и выдача напрокат только поверенных средств измерений.

Поверочная деятельность регламентируется следующими правилами:

В соответствии с этими правилами средства измерений подвергаются первичной, периодической, внеочередной, инспекционной и экспертной поверке. Конкретные перечни средств измерений, подлежащих поверке, составляют владельцы средств измерений.

Результаты периодической поверки действительны в течение межповерочного интервала, первый из которых устанавливается при утверждении типа. Корректировка таких интервалов проводится органами ГМС по согласованию с метрологической службой юридического лица.

Надзор за состоянием и применением средств измерений осуществляют органы ГМС, и их действия распространяются только на средства измерений, относящихся к области государственного метрологического контроля. Вследствие этого, каждое предприятие должно составить перечень средств измерений, входящих в эту сферу, т. е. таких средств, которые подлежат поверке.

В отличие от поверки калибровка применяется к средствам измерений, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору.

Источник

Единство измерений

Единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы. Данное определение дано в ФЕДЕРАЛЬНОМ ЗАКОНЕ от 26.06.2008 N 102-ФЗ «ОБ ОБЕСПЕЧЕНИИ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ» (принят ГД ФС РФ 11.06.2008).

Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах и в разное время, с использованием разных методов и средств измерений.

Определение понятия «единство измерений» довольно емкое. Оно охватывает важнейшие задачи метрологии: унификацию единиц, разработку систем воспроизведения единиц и передачи их размеров рабочим средствам измерений с установленной точностью, проведение измерений с погрешностью, не превышающей установленные пределы и др. Единство измерений должно выдерживаться при любой точности измерений, необходимой владельцу процесса.

Правовые основы обеспечения единства измерений в Российской Федерации регламентированы Законом РФ «Об обеспечении единства измерений».

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Единство измерений» в других словарях:

единство измерений — Состояние измерений, при котором их результаты выражаются в узаконенных единицах величин, и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью. [ГОСТ 1.1 2002] единство измерений ЕИ Состояние измерений,… … Справочник технического переводчика

Единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью … Российская энциклопедия по охране труда

ЕДИНСТВО ИЗМЕРЕНИЙ — Состояние измерений, при котором результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов

Единство измерений — – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью. [Покровский Б. С. Справочник слесаря механосборочных работ.… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

единство измерений — 3.2 единство измерений: Состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах соответствуют размерам, воспроизводимым эталонами, а погрешности результатов… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Единство измерений — 7) единство измерений состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы;. Источник: Федеральный закон… … Официальная терминология

Единство измерений — 1. Состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности не выходят за установленные границы с заданной вероятностью Употребляется в документе: Приказ Минсвязи России от 17 июня 1994 г. № 159 2.… … Телекоммуникационный словарь

Единство измерений — – состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений», ст. 1 … Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

Единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражаются в единицах величин, установленных законодательством, и погрешности измерений, известных с заданной вероятностью (Ст.1 Закона Республики Беларусь Об обеспечении единства измерений ) … Право Белоруссии: Понятия, термины, определения

Источник

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.

Древнерусские (и прочие) единицы измерения

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.

Один из эталонов метра в Париже

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.

Источник