Метрология, стандартизация и сертификация

5 По метрологическому назначению

А) Технические

Б) Метрологические

6 По выражению результатов измерения

А) Абсолютные – измеряемые в кг., м., Н и т.д.

Б) Относительные – измеряемые в долях или процентах.

7 По способу получения числового значения физической величины

А) Прямые – это измерения, при которых искомое значение физической вели-

чины получают непосредственно.

Б) Косвенные – это измерения, при которых искомое значение физической ве-

личины получают на основании прямых измерений других физических величин.

В) Совместные измерения – одновременное измерение двух или нескольких не

одноименных ФВ для определения зависимости между ними.

Г) Совокупные –  это одновременное измерение нескольких одноименных фи-

зических  величин,  а  искомое  значение  величин  находят  путем  решения  системы

уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.

 

§3.2 Методы измерения физических величин

 

Метод измерений – это приём или совокупность приёмов сравнения измеряе-

мой физической  величины  с  её единицей  в  соответствие с  реализованным принци-

пом  измерений. Методы  измерений  определяются  видом  измеряемых  величин,  их

размерами,  требуемой  точностью  результата,  требуемой  быстротой  процесса  изме-  9

рения и прочими данными. В предыдущей  теме перечислялись  виды измерений по

способу получения числового значения. Наибольшее распространение, на практике,

получили прямые измерения из-за их простоты и скорости исполнения.

Прямые измерения можно производить следующим методами, которые можно

разделить на две основных группы:

1  Метод  непосредственной  оценки –  значение  величины  определяют  непо-

средственно по отсчётному устройству мерительного прибора (силу тока по ампер-

метру, массы – по циферблатным весам и т.д.).

2 Метод сравнения с  мерой – измеряемую величину  сравнивают с величиной 

воспроизводимой мерой (измерение массы рычажными весами с уравновешиванием

гирями).

А) Дифференциальный метод – метод сравнения с мерой, при котором на из-

мерительный прибор действует разность измеряемой величины и известной величи-

ны,  воспроизводимой  мерой (измерения,  выполняемые  при  проверке  мер  длины

сравнением с образцовой мерой на компараторе).

Б) Нулевой метод – метод сравнения с мерой, когда результирующий эффект

воздействия на прибор сравнения доводят до нуля (измерение электрического сопро-

тивления мостом с полным его уравновешиванием).

В) Метод совпадений – метод сравнения с мерой, при котором разность между

измеряемой  величиной  и  величиной  воспроизводимой мерой,  измеряют,  используя

совпадения отметок шкал прибора (измерение линейных размеров с помощью штан-

генциркуля).

Г) Метод замещения – метод сравнения с мерой, когда измеряемую величину

замещают  известной  величиной  воспроизводимой мерой (взвешивание  с поочерёд-

ным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашу весов).

 

§3.3 Понятие о средстве измерений

 

Средство измерений – это техническое средство или комплекс средств, пред-

назначенное для измерений. Оно имеет нормированные метрологические характери-

стики, воспроизводящие или хранящие единицу физической величины.

Средство измерений должно реализовывать одну из следующих функций:

– воспроизводить величину заданного размера;

– вырабатывать сигнал, несущий информацию о значении измеряемой величи-

ны.

Такие сигналы могут любо непосредственно восприниматься органами чувств

человека, либо проходить через вспомогательные (преобразующие приборы для это-

го).

Все средства измерений можно классифицировать по двум основным призна-

кам:

1 По метрологическому назначению средства измерения делятся на:

а)  Рабочие  средства  измерения –  применяются  для  проведения  технических

измерений.

–  лабораторные (используются  при  научных  исследованиях,  при  проектиро-

вании технических устройств, а также для проведения медицинских измерений);   10

– производственные (используются для контроля качества продукции на про-

изводстве и для контроля технологического процесса производства);

– полевые (используются непосредственно на всех видах транспорта).

б) Эталоны

2) По конструктивному  исполнению средства измерения  делятся на:

а) меры физической величины – это средства измерения, предназначенные для

хранения и воспроизведения единицы физической величины

б) измерительные приборы – это средство измерения, предназначенное для по-

лучения  значений измеряемой физической величины в  заданных пределах. Прибор,

как правило,  содержит  устройство  для  преобразования  измерительной  величины,  а

также индикацию в наиболее доступной для восприятия форме.

в)  измерительные  преобразователи –  это  средства  измерений,  предназначен-

ные для преобразования измерений физической величины в другую величину удоб-

ную для переработки, хранения и, при необходимости, дальнейшего преобразования

г)  измерительная  установка –  это  комплекс  функционально  объединенных

мер,  измерительных  преобразователей,  измерительных  приборов  и  других  уст-

ройств, предназначенных для измерения одной или нескольких физических величин.

Как правило, этот комплекс располагается в одном месте, например испытательный

стенд

д) измерительная система – это совокупность функционально объединенных

измерительных приборов, мер, измерительных преобразователей и других  техниче-

ских  средств,  размещенных  в  различных  точках  контролируемого  пространства  и

предназначенных для измерения одной или нескольких физических величин

 

§3.4 Метрологические характеристики средств измерений и контроля

 

Эта характеристика одного из средств измерения влияющая на результат и его

погрешность.

Рассмотрим  наиболее  часто  встречающиеся метрологические  характеристики

средств измерений и контроля:

Цена деления шкалы прибора – это разность величин, соответствующих двум

соседним отметкам шкалы. Она всегда указывается на шкале прибора.

Длина  деления  шкалы  прибора –  это  фактическое  расстояние  между  осями

(центрами) соседних отметок  шкалы прибора.

Начальное и  конечное  значение шкалы – наименьшее и наибольшее  значение

измеряемой  величины,  которые  могут  быть  отсчитаны  по шкале  данного  средства

измерения.

Диапазон показаний средства измерений – это область значений шкалы прибо-

ра, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы. Существуют средства

измерения,  начальное  значение  которых  не  равно  нулю (например, микрометриче-

ский нутромер).

Измерительное усилие – это усилие, возникающее в зоне контакта измеритель-

ного наконечника прибора с измеряемой поверхностью.

Перепад  измерительного  усилия –  разность  измерительного  усилия  при  двух

положениях указателя в пределах диапазона показаний.   11

Чувствительность –  это  способность  средства измерения  реагировать на из-

менения измеряемой величины. Определяется как отношение изменения выходного

сигнала средств измерения к вызывающему его изменению измеряемой величины.

Порог чувствительности средств измерения – то наименьшее значение изме-

нения физической величины, с которого возможно начать измерение этой величины

данным средством измерения.

Вариация показаний измерительного прибора – это разность показаний прибо-

ра в одной и той же точке диапазона показаний при плавном подходе к этой точке

показывающего элемента (стрелки) со стороны больших и меньших значений изме-

ряемой величины.

 

§4 Правовые основы метрологии

 

Главным  законодательным  актом,  обеспечивающим  единство  измерений,  яв-

ляется  Закон РФ «Об  обеспечении  единства измерений». Этот  Закон  направлен на

защиту прав граждан и их интересов, а также на защиту интересов экономики стра-

ны от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений.

Единство измерений – характеристика качества измерений. Она заключается в

том, что результаты измерений выражаются в установленных единицах, чьи размеры

равны размерам воспроизводимых величин (с учетом погрешностей).

Закон определяет:

1) Основные метрологические  понятия 

2) Компетенцию Госстандарта  России в обеспечении единства  измерений 

3) Единицы ФВ, государственные  эталоны, средства и методики  измерений 

4) Компетенцию и структуру  государственной метрологической  службы 

5) Метрологические  службы  государственных  органов  управления  предпри-

ятий и организаций

6)  Сферы  распространения  и  виды  государственного  метрологического  кон-

троля и надзора

7)  Права,  обязанности  и  ответственность  государственных  инспекторов  по

обеспечению единства измерений

8) Закон определяет условия  испытаний средств измерения 

9) Требования к выполнению  измерений по аттестованным методикам 

10) Основные положения  калибровки и сертификации средств  измерения 

11) Лицензирование деятельности  организаций и физических лиц  по изготов-

лению, ремонту, продаже и прокату средств измерений

12) Источники финансирования  работ по обеспечению единства  измерений 

13) Ответственность за  нарушение положений этого закона 

Кроме  того,  законом  об «Обеспечении  единства  измерений»  определяются

сферы  деятельности,  в  которых  соблюдение  метрологических  требований,  обяза-

тельно и на которые распространяется государственный метрологический надзор:

–  здравоохранение,  ветеринария,  охрана  окружающей  среды  и  обеспечение

безопасности труда

– испытания и контроль качества продукции с целью определения соответст-

вия обязательным требованием государственного стандарта РФ   12

– обеспечение обороны страны

– на обязательную сертификацию продукции и услуг

– на торговые операции и взаимные расчеты между покупателем и продавцом,

в том числе на операции с применением игровых автоматов

– государственные учетные операции

–  измерения,  проводимые  по  поручениям  органов  суда,  прокуратуры  и  госу-

дарственных органов управления РФ

– на продукцию, поставляемую по контрактам для государственных нужд

– на геодезические и гидрометрические измерения

– на банковские, налоговые, таможенные и почтовые операции

– на регистрацию национальных и международных рекордов

Государственная  система обеспечения единства измерений  состоит из норма-

тивных документов  устанавливающих правила и  требования на  достижение и под-

держание единства измерений в РФ при требуемой точности.

 

§5 Метрологические службы, обеспечивающие единство измерений

 

Государственная метрологическая служба несет ответственность за метроло-

гическое обеспечение в стране на межотраслевом уровне и осуществляет государст-

венный контроль и надзор в определенных законом сферах.

В состав государственной метрологической службы входят:

1 Государственные научные  метрологические центры – органы  государствен-

ной метрологической службы на территориях республик, областей, автономных ок-

ругов, автономных областей, а также государственные метрологические службы го-

родов Москвы и Санкт-Петербурга.

Государственные  научные  метрологические  центры  являются  хранителями

государственных эталонов. Они проводят исследования в области теории измерений,

а  также  в области применения принципов и методов  высокоточных измерений;  за-

нимаются  разработкой  научно-методических  основ  совершенствования  Российской

системы измерений; разрабатывают нормативные документы по обеспечению един-

ства измерений.

2 Государственная служба  времени, частоты и определения  параметров вра-

щения Земли.

Государственная  служба  времени,  частоты  занимается  межрегиональной  и

межотраслевой координацией работ по обеспечению единства измерений времени и

частот, а  также по определению параметров частот вращения Земли. Также она  за-

нимается хранением и передачей размеров единиц времени, шкал атомного всемир-

ного и  координатного  времени,  координат полюсов Земли. Измерительную инфор-

мацию этой службы используют службы навигации и управления судами, самолета-

ми и спутниками, а также единая измерительная служба России.

3  Государственная  служба  стандартных  образцов  состава  и  свойств  ве-

ществ и материалов

Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ

и  материала  организует  создание  и  применение  эталонных  образцов  состава  и

свойств  веществ  и  материалов (металлов,  сплавов,  медицинских  продуктов,  мине-  13

рального сырья, почв и т.д.). Служба также разрабатывает средства сравнения стан-

дартных образцов с характеристиками веществ и материалов, которые производятся

промышленными, сельскохозяйственными и др. предприятиями для их идентифика-

ции и контроля.

4  Государственная  служба  стандартных  справочных  данных  о  физических

константах и свойствах веществ и материалов

Государственная служба стандартных справочных данных о физических кон-

стантах и свойствах веществ и материалов обеспечивает разработку достоверных

данных о физических константах, о свойствах веществ и материалах, а также о свой-