Первый метролог России

 

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение  
высшего профессионального образования 
«Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

 

Кафедра машиностроения

Реферат на тему:

«Первый  метролог России»

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент    гр. ЭХТ-11-2                    __________               /Макаров А.С. /                   

                                                                                                                            ^{(подпись)                                         (Ф.И.О.)}              

 

 

Проверил:  ассистент                                          __________                  /Нагорнов Д.О./                   

                                                                                                                              ^{(подпись)                                         (Ф.И.О.)}         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2013

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Введение

 

Метроло́гия (от греч. μέτρον — мера, измерительный инструмент) — наука  об измерениях, методах и средствах  обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. 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

Потребность в измерениях появилась  давно. Ещё в древнем Египте при строительстве пользовались кирпичами постоянного, «стандартного» размера; при этом специальные люди контролировали размеры кирпичей. Знаменитые памятники греческой архитектуры - великолепные храмы, их колонны, портики собраны из сравнительно небольшого числа «стандартных» деталей. Древние римляне использовали принципы стандартизации при сооружении водопроводов (трубы этих водопроводов были одного диаметра). В средние века с развитием ремесел методы стандартизации стали применяться все чаще и чаще. Так, были установлены единые размеры ширин ткани, одинаковое количество нити в ней и т.д.

1 Зарождение метрологии в России

 

Мнoгие меры имели антропометрическое происхождение или были связаны с конкретной трудовой деятельностью человека. Так, в Киевской Руси применялись в обиходе:

•  вершoк – "верх перста" – длина фаланги указательного пальца;

• пядь – от "пять", "пятерня" – расстояние между концами вытянутых  большого и указательного пальцев;

• локоть – расстояние от локтя  до конца среднего пальца;

• сажень – от "сягать", "достигать", т.е. можно достать;

• косая сажень – предел того, что  можно достать – расстояние от подошвы левой ноги до конца среднего пальца вытянутой вверх правой руки;

• верста – от "верти", "поворачивай" плуг обратно, длина борозды.

 

Ни в древнем мире, ни в средние  века не существовало метрологической  службы, но имеются сведения о применении образцовых мер и хранении их в  церквях и монастырях, а также  о ежегодных поверках средств  измерений. Так, "золотой пояс" великого князя Святослава Ярославича (1070-е гг.) служил образцовой мерой длины, а в "Уставе новгородского князя Всеволода о церковных судах, людях и мерилах торговых" (примерно ХIII в.) записано, что меры надлежит "на всякий год взвешивати".

Первые сведения о стандартизации в России относятся к 1555 году; при Иване IV (Грзном) особым указом были установлены постоянные размеры пушечных ядер и введены калибры для проверки этих размеров. В ней регламентированы правила хранения и передачи размера новой меры объема сыпучих тел – осьмины. Ее медные экземпляры рассылались по городам на хранение выборным людям – старостам, целовальникам. С этих мер надлежало сделать клейменые деревянные копии для городских померщиков, а с тех, в свою очередь, – деревянные копии для использования в обиходе. Образцовые меры, с которых снимались первые копии, хранились централизованно в приказах Московского государства. Таким образом, можно говорить о начале создания при Иване Грозном государственной системы обеспечения единства измерений и государственной метрологической службы.

Статьи Соборного уложения 1649 г., Таможенного устава 1653 г., Новоторгового  устава 1667 г. и других документов установили соответствие различных "весов" фунту  и размер сажени. Московские указы, касавшиеся введения единых мер в  стране, отсылались на места вместе с образ­цами казенных мер. За злоумышленную порчу контрольных мер грозило наказание – вплоть до смертной казни. Работу по надзору за мерами и их поверку проводили два столичных учреждения: Померная изба и Большая таможня. Они же разрешали конфликты, возникавшие при торговых операциях. В провинции надзор был поручен персоналу воеводских и земских изб, а также старостам, целовальникам и другим "верным людям".

 2 Метрология в период правления Петра I

 

Большую работу в области метрологических реформ провел Петр I. Указом к обращению в России были допускались английские меры, получившие широкое распространение на флоте (в кораблестроении) и в армии – дюймы и футы. Для облегчения вычислений были изданы таблицы мер и соотношений между иностранными и русскими  мерами. Формируются метрологические центры.

Коммерц-коллегия занялась вопросами  метрологического обслуживания в области торговли и единства мер.

Адмиралтейств-коллегия заботилась о  правильном применении компасов угломерных приборов, и соответствующих мер.

Берг-коллегия опекала измерительное  хозяйство рудников, горных заводов и монетных дворов.

Основанная в 1725 г. Петербургская  академия наук занялась воспроизведением угловых единиц, единиц времени и  температуры. Она имела в своем распоряжении образцовые меры и копии эталонов туаза и фунта. Назревала необходимость создания в стране единого руководящего метрологического центра. В 1736 г. по решению Сената была образована Комиссия весов и мер под председательством графа М. Г. Головкина -главного директора монетного двора. В состав комиссии входил Л. Эйлер. В качестве первоначальных мер длины комиссия изготовила медный аршин и деревянную сажень, за меру жидких тел приняли ведро московского Каменномостского питейного двора. Важным событием, подытожившим работу комиссии, было создание русского эталонного фунта. Работы начались в 1736 г. и завершились в 1747 г. изготовлением золоченой бронзовой гири, узаконенной в качестве первичного образца (гос. эталона) русских мер веса. Этот фунт почти 100 лет оставался единственным эталоном в стране.

3 Развитие отечественной метрологии в XIX в.

 

Указом "О системе Российских мер и весов" (1835 г.) были утверждены эталоны массы и длины и – платиновая сажень, приравненная к семи английским футам, и платиновый фунт, незначительно отличающийся по весу от бронзового золоченого фунта 1747 г.

В 1842 г. на территории Петропавловской крепости в специально выстроенном "несгораемом" здании открылось первое централизованное поверочное и метрологическое учреждение России – Депо образцовых мер и весов, куда и поместили на хранение созданные эталоны, их копии, а также образцы разных иностранных мер. На сегодняшний день эти образцы находятся в музее Д.И. Менделеева в Санкт-Петербурге. Помимо того, что в Депо хранились эталоны и их копии, там еще изготавливались образцовые меры для местных органов, а также проводилась поверка и сличение образцовых мер с зарубежными. Эта деятельность регламентировалась "Положением о мерах и весах" (1842 г.), заложившая основы государственного подхода к обеспечению единства измерений.

 

 

 

 

4 Родоначальник отечественной метрологии

 

«Упорядочение дела мер и весов, применяемых в промышленности и  торговле, влечет за собой урегулирование всяких промышленно-торговых отношений, чего требует развитие производительных сил страны»

                                                                                                         Д. И. Менделеев

 

 Приход Д. И. Менделеева в метрологию не был случайным, он стал логическим завершением его многогранного творческого пути. Об этом свидетельствуют как ранние работы ученого, так и анализ его деятельности 1880–1890-х годов. На рубеже XIX – XX вв. в России наблюдался промышленный подъем. Управление развитием всей промышленности страны в тот период осуществляло Министерство финансов, в его же ведении находилось и первое государственное метрологическое учреждение России –Депо образцовых мер и весов. Министры финансов И. А. Вышнеградский (1887 – 1892 гг.), а затем С. Ю. Витте (1892 – 1903 гг.), высоко оценивая деятельность Д. И. Менделеева как ученого с большим практическим опытом, неоднократно привлекали его к обсуждению и решению основных проблем общегосударственного значения (разработка таможенного тарифа, открытие новых учебных заведений, участие в качестве эксперта и члена жюри на отечественных и международных торгово-промышленных выставках, исследование состояния нефтяной и горнозаводской промышленности с целью вывода их из кризиса, подготовка научной высокоширотной экспедиции ледокола «Ермак» и др.). Один иp сотрудников Д. И. Менделеева вспоминал, что при С. Ю. Витте без заключения Дмитрия Ивановича не осуществлялось ни одно сколько-нибудь важное мероприятие, касавшееся торговли и промышленности[1].

Развивающейся промышленности, внешней  и внутренней торговле была необходима эффективно действующая государственная метрологическая система, обеспечивающая «единообразие, верность и взаимное соответствие мер и весов», по современной терминологии – единство измерений. Решение и этой важнейшей государственной задачи Министерство финансов доверило Д. И. Менделееву.

Так, 19 ноября 1892 г. 58-летний ученый впервые  получил государственную должность. Он стал руководителем Депо образцовых мер и весов. «Поручили мне  дело упорядочения мер и весов  в России, чем я занят с тех пор с увлечением, так как тут чистая наука тесно переплеталась с практической», – писал Д.И.Менделеев в 1905 г.

 Приступая к разработке метрологической  реформы, Д. И. Менделеев изучил  труды и проекты ученых-хранителей  Депо образцовых мер и весов  академика А. Я. Купфера (1842–1865 гг.) и профессора В. С. Глухова (1865–1892 гг.), состояние первых эталонов России (1835 г.) и деятельность поверочных учреждений (при казенных палатах и городских думах), а также опыт работы метрологических и поверочных учреждений3 ведущих европейских стран. В результате были определены следующие основные направления реформы: создание новой усовершенствованной и расширенной базы национальных эталонов единиц физических величин; основание научного метрологического центра страны – Главной палаты мер и весов; разработка нового закона в области метрологии;открытие сети поверочных учреждений нового типа; проведение комплекса работ по подготовке России к переходу на международную метрическую систему единиц.

 4.1 Главная палата мер и весов

 

Процесс разработки, согласования и  окончательного утверждения документов, подготовленных Д. И. Менделеевым для  преобразования Депо образцовых мер  и весов в научный метрологический  центр - Главную палату мер и весов, занял около полугода. Положение о Главной палате мер и весов и ее штатное расписание были Высочайше утверждены 8 июня 1893 г. Д. И. Менделеев стал управляющим Палатой, в задачи которой входило:

1. Хранение основных образцов (прототипов) единиц веса и меры.

2. Хранение копий с образцов  иностранных единиц веса и меры.

3. Изготовление точных копий  с основных образцов для поверочных  учреждений и периодическая поверка  этих копий.

4. Производство по особому разрешению  Министерства финансов испытаний  и выверки разного рода специальных  измерительных приборов.

5. Составление сравнительных таблиц  русских и иностранных мер.

6. Установление наибольшей погрешности  для разного уровня мер, составление  инструкций для метрологических  и поверочных работ.

7. Исследование и обсуждение  вопросов, касающихся мер и весов, как по предложению министра финансов, так и возникающих при производящихся в Главной палате работах. Создание Главной палаты мер и весов стало первым успешным мероприятием метрологической реформы Д.И.Менделеева, позволившим успешно решить одну из первостепенных задач ГСИ - совершенствование морально и технически устаревших эталонов и разработку новых. Научные работы начались с возобновления прототипов основных единиц (длины и массы) и установления точных соотношений между российскими и метрическими эталонами. Они были выполнены за сравнительно короткий период - всего за шесть лет (1892 – 1898 гг.). Ход работ по возобновлению прототипов и полученные результаты подробно описаны в трудах Д. И. Менделеева, его учеников и последователей [2]. Д. И. Менделеев считал эту деятельность очень значительной, он писал: «Много я тут работал и вложил души»[3].

Надо отметить, что Д.И.Менделеев, будучи сторонником метрической  системы мер и понимая необходимость  и неизбежность перехода России на эту систему, тем не менее настаивал на возобновлении прототипов российской системы. На это был ряд причин. Ученый считал ее одной из трех лучших измерительных систем, использовавшихся в тот период, наряду с английской и французской. Российская система мер имела научное обоснование, широкое применение и законодательную базу: «давно твердо поставлена не только обычаем, но и законом» [4]. Создание (возобновление) национальных прототипов на уровне эталонов передовых стран должно было способствовать поднятию престижа российской науки в целом и в области метрологии в частности, что, по мнению Д. И. Менделеева, окажет влияние «на укрепление доверия к русским торговым мерам и весам…» [5].