Ι.Метрология

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Терминология, используемая в метрологии, приведена в Законе "Об обеспечении единства измерений":

•средство измерений - техническое устройство, предназначенное для измерений;

•единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью;

•поверка средства измерений - совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям;

•калибровка средства измерений - совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору;

•сертификат об утверждении типа средств измерений - документ,

выдаваемый уполномоченным на то государственным органом, удостоверяющий, что данный тип средств измерений утвержден в порядке, предусмотренном действующим законодательством, и соответствует установленным требованиям;

•аккредитация на право поверки средств измерений - официальное признание уполномоченным на то государственным органом полномочий на выполнение поверочных работ;

•эталон единицы величины - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины;

•государственный эталон единицы величины - эталон единицы величины,

признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории Российской Федерации;

•нормативные документы по обеспечению единства измерений -

государственные стандарты, применяемые в установленном порядке международные (региональные) стандарты, правила, положения, инструкции и рекомендации;

•метрологический контроль и надзор - деятельность, осуществляемая органом государственной метрологической службы (государственный метрологический контроль и надзор) или метрологической службой

юридического лица в целях проверки соблюдения установленных метрологических правил и норм;

•метрологическая служба - совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

История метрологии

Метрология как область практической деятельности зародилась в древности. На всем пути развития человеческого общества измерения были основой отношений людей между собой, с окружающими предметами, природой. При этом вырабатывались единые представления о размерах, формах, свойствах предметов и явлений, а также правила и способы их сопоставления

Наименования единиц измерения и их размеры появлялись в давние времена чаще всего в соответствии с возможностью применения единиц и их размеров без специальных устройств, т.е. создавались с ориентацией на те единицы, что были «под руками и ногами». В России в качестве единиц длины были «пядь», «локоть».

В начале 1840 г. во Франции была введена метрическая система мер. Значимость метрической системы глубоко оценил Д.И. Менделеев. В 1867 г. с трибуны съезда русских естествоиспытателей он выступил с призывом содействовать подготовке метрической реформы в России. По его инициативе Петербургская академия наук предложила учредить международную организацию, которая обеспечивала бы единообразие средств измерений в международном масштабе. Это предложение получило одобрение, и в 1875 году на Дипломатической метрологической конференции, проведенной в Париже, в которой участвовали 17 государств (в том числе Россия), была принята Метрическая конвенция.

По мере унификации единиц измерений во многих государствах вводились законодательные нормы, которые защищали покупателей от недобросовестности производителей и распространителей товаров и услуг. В России в XVI в. контролеры (целовальники) на рынках разыскивали и отбирали старые (неофициальные) меры. За пользование ими налагали большой штраф и даже заключали виновных в тюрьму.

Еще больше усилился надзор за мерами в XVII веке. Им занимались таможни, «кружечные дворы». В Москве действовали Померная изба и Большая таможня. Померная изба проводила периодическую («как год минет») поверку мер и изымала неправильные («воровские») меры.

В Наказе царя Федора Алексеевича Большой Московской таможне о сборе таможенных пошлин (1681 г.) говорилось, что за найденные у торговцев воровские меры определялась конфискация товаров и ссылка с семьей.

Решительный и жесткий характер Петра I проявился в его Наказе «О сборе в Московской Большой таможне пошлин» (1698 г.): «за найденные непрямые, воровские весы лавки опечатать, товары отобрать и семьей сослать». Он же в Уставе воинских артикулов (1716 г.) писал: «Наказание за обмер и обвес — возвратить добро втрое, взимать штраф, подвергнуть телесному наказанию».

В1745 г. публикуется Указ сенатский о рассылке из камер-коллегии во все города заклейменных мер для хлеба и о взыскании штрафа с того, у кого окажутся неуказанные меры.

В1858 г. Елизавета Петровна повелела: «Сделать аршины железные верные и с обеих концов заклейменные так, чтобы ни урезать, ни упиловать невозможно было».

Долгое время метрология была в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. Но в процессе развития общества роль измерений возрастала, и с конца прошлого века благодаря прогрессу физики метрология поднялась на качественно новый уровень. Большую роль в становлении метрологии в России сыграл Д.И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период с 1892 по 1907 г. «Наука начинается... с тех пор, как начинают измерять», — в этом научном кредо великого ученого выражен, по существу, важнейший принцип развития науки, который не утратил актуальности и в современных условиях.

Развитие естественных наук привело к появлению все новых и новых средств измерений (СИ), а они, в свою очередь, стимулировали развитие наук, становясь все более мощным средством исследования. Так, повышение точности измерений плотности воды привело в 1932 г. к открытию тяжелого изотопа водорода — дейтерия. Подобных примеров, которые подтверждают роль измерений как инструмента познания, — множество. Здесь уместно привести высказывание крупнейшего русского физика и электротехника Б.С. Якоби: «Искусство измерений является могущественным оружием, созданным человеческим разумом для проникновения в законы природы и подчинения ее сил нашему господству».

Д.И.Менделеев и метрология

8 февраля 2009 г. исполнилось 175 лет со дня рождения великого русского ученого и государственного деятеля Дмитрия Ивановича Менделеева. Вся его многогранная научная деятельность была направлена на укрепление и развитие Российского государства: науки, образования, промышленности, торговли. В своей записной книжке он писал: «Я... старался и пока могу буду стараться... дать плодотворное, промышленно-реальное дело своей стране в уверенности, что политика, устройство, образование и даже оборона страны ныне без развития промышленности не мыслимы... 'Науки и промышленность — вот мои мечты».

Д.И. Менделеев внес фундаментальный вклад в развитие отечественной и мировой метрологии. В 1892 г. он возглавил первое государственное метрологическое учреждение России — Депо образцовых мер и весов, преобразовав его в уникальный научно-исследовательский центр мирового значения — Главную палату мер и весов (в настоящее время Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И.Менделеева). Гениальностъ Д.И.Менделеева проявилась здесь в полной мере, именно в том, что еще на рубеже XIX—XX веков он понял характер внутренней связи между состоянием метрологии и уровнем развития науки и промышленности.

В результате проведенной им Метрологической реформы впервые в Российском государстве была создана инфраструктура обеспечения единства измерений,

научные, правовые и организационные основы которой не потеряли своего значения до настоящего времени.

Д.И.Менделеев разработал общую методологию проведения метрологических исследований, внедрил в отечественные метрологические исследования фирменный менделеевский стиль, заключающийся в предварительном глубоком изучении объекта исследования, исключительной тщательности постановки эксперимента, детальном изучении всех источников погрешностей, обязательном внедрении результатов исследований в практику. Он создал русскую

метрологическую школу и положил начало профессиональной подготовке кадров метрологов.

Роль измерений и значение метрологии

Можно выделить три главные функции измерений в народном хозяйстве:

•учет продукции народного хозяйства, исчисляющейся по массе, длине, объему, расходу, мощности, энергии;

•измерения, проводимые для контроля и регулирования технологических процессов (особенно в автоматизированных производствах) и для обеспечения нормального функционирования транспорта и связи;

•измерения физических величин, технических параметров, состава и свойств веществ, проводимые при научных исследованиях, испытаниях и контроле продукции в различных отраслях народного хозяйства.

От качества СИ зависит эффективность выполнения указанных функций.

Повышение точности измерений позволяет определить недостатки тех или иных технологических процессов и устранить эти недостатки. Все это в конечном счете приводит к повышению качества продукции, экономии энергетических и тепловых ресурсов, а также сырья и материалов.

Например, известно, что урожайность сельскохозяйственных культур в значительной мере зависит от оптимального и заранее устанавливаемого