Краткие сведения из истории развития метрологии.

Метрология как наука и область практической деятельности зародилась в древности. На всем пути развития человеческого общества измерения были основой взаимоотношений людей между собой, с окружающими предметами, природой. При этом вырабатывались определенные представления о размерах, формах, свойствах предметов и явлений, а также правила и способы их сопоставления. Раздробленность территорий и населяющих их народов обусловливала индивидуальность этих правил и способов. Поэтому появлялось множество единиц для измерения одних и тех же величин.

Наименования единиц и их размеров в давние времена давались чаще всего в соответствии с возможностью определения их без специальных устройств, т.е. ориентировались на те, что были, как говорится, под руками. В России в древности единицами длины были пядь, локоть. Первоначально под пядью понимали меру длины как максимальное расстояние по прямой между концами вытянутых большого и указательного пальцев взрослого человека. В XVI в. мерную пядь приравняли к четверти аршина, а в дальнейшем она в качестве меры длины постепенно вышла из употребления.

Такая единица измерения, как локоть, применялась в древние времена во многих государствах (например на Руси, в Вавилоне, Египте). Она определялась как расстояние по прямой от локтевого сгиба до конца среднего пальца вытянутой руки (или большого пальца, или сжатого кулака). Естественно, размер локтя был различным.

Одной из основных мер длины в России долгое время была сажень (упоминается в летописях начала Х в.). Размер ее также не был постоянен. Применялись простая сажень, косая сажень, казенная сажень и др. При Петре I по его указу русские меры длины были согласованы с английскими. Так, одна сажень должна была равняться семи английским футам. В 1835 г. Николай I в «Указе правительствующему Сенату» утвердил сажень в качестве основной меры длины в России, а за основную единицу массы был принят образцовый фунт – как кубический дюйм воды при температуре 13,3° по Реомюру в безвоздушном пространстве (фунт равнялся 409,51241 г). В России использовались также аршин (0,7112 м) и верста (в разные времена ее размер был различным).

Для поддержания единства установленных мер существовали эталонные (образцовые) меры, которые находились в храмах, церквах, т.е. наиболее надежных местах для хранения ценных предметов. В принятом в 1134—1135 гг. уставе говорилось, что переданные на хранение епископу меры надлежало «блюсти без пакости, ни умаливати, ни умноживати и на всякий год взвешивати». Таким образом, уже в те времена производилась с мерами операция, которая позже стала называться поверкой. За умышленно неправильное измерение, обман, связанные с применением мер, предусматривались строгие наказания («казнити близко смерти»).

Развитие промышленного производства сопровождалось повышением требований к применению и хранению мер, стремлением к унификации размеров единиц. Так, 1736г. Сенат образовал комиссию мер и весов. Ей предписывалось разработать эталонные меры, определить отношения различных мер между собой, выработать проект указа по организации поверочного дела в России. Архивные материалы свидетельствуют о перспективности замыслов комиссии, однако из-за отсутствия средств они в то время не были реализованы.

В 1841 г. в соответствии с принятым Указом «О системе Российских мер и весов», узаконившим ряд мер длины, объема и веса, при Петербургском монетном дворе было организовано Депо образцовых мер и весов – первое государственное поверочное учреждение. Основными задачами Депо являлись хранение эталонов, составление таблиц русских и иностранных мер, изготовление менее точных по сравнению с эталонами образцовых мер и рассылка последних в регионы страны. Поверка мер и весов на местах была вменена в обязанность городских дум, управ и казенных палат. Были организованы «ревизионные группы», включающие представителей местных властей и купечества, имеющие право изымать неверные или неклейменные меры, а их владельцев привлекать к ответственности. Таким образом, в эти годы в России были заложены основы единой государственной метрологической службы.

В начале XVIII в. появились книги, в которых содержалось описание действующей метрологической русской системы: Л.Ф. Магницкого "Арифметика" (1703 г.), "Роспись полевой книги" (1709 г.). В 1849 г. была издана первая научно-учебная книга Ф.И. Петрушевского "Общая метрология" (в двух частях), по которой учились первые поколения русских метрологов.

Важным этапом в развитии русской метрологии явилось подписание Россией метрической конвенции 20 мая 1875 г. В этом же году была создана Международная организация мер и весов (МОМВ). Место пребывания этой организации – Франция, г. Севр. Ученые России активно принимали участие в работе МОМВ. В 1889 г. в Депо образцовых мер и весов поступили эталоны килограмма и метра.

В 1893 г. в Петербурге на базе Депо была образована Главная палата мер и весов, которую до 1907 г. возглавлял великий русский ученый Д.И. Менделеев. В это время проводятся глубокие метрологические исследования. Большой вклад сделал Менделеев в развитие и совершенствование поверочного дела: была образована сеть поверочных палаток, осуществляющих поверку, клеймение и ремонт мер и весов, контроль за их правильным применением. В 1900 г. при Московском окружном пробирном управлении состоялось открытие Поверочной палатки торговых мер и весов. Так было положено начало метрологическому институту в Москве – Всероссийскому научно-исследовательскому институту метрологической службы (ВНИИМС).

В годы советской власти метрология получила дальнейшее развитие. В 1918 г. был принят декрет правительства Российской Федерации «О введении международной метрической системы мер и весов».

В 1930 г. произошло объединение метрологии и стандартизации. Была проведена большая работа по изучению состояния метрологической деятельности. Опыт, полученный в эти годы, оказался полезным во время Великой Отечественной войны, когда потребовалось быстрое восстановление измерительного хозяйства на эвакуированных предприятиях и приспособление его к задачам военного производства. После окончания войны сеть поверочных и метрологических организаций начала быстро восстанавливаться. Был организован ряд метрологических институтов.

В 1954 г. был образован Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР (в дальнейшем Госстандарт СССР). После распада СССР управление метрологической службы России осуществляет Государственный комитет РФ по стандартизации, метрологии и сертификации (Госстандарт России).

В отличие от зарубежных стран управление метрологической службой в РФ централизовано и осуществляется в рамках единой сферы управления, включающей и стандартизацию. Однако между этими видами деятельности существуют различия, которые усугубляются по мере развития рыночных взаимоотношений. Если руководство метрологией и государственный метрологический надзор сохраняются в качестве важнейших функций государственного управления, то стандартизация, в основу которой, судя по опыту стран с рыночной экономикой, положен диктат производителя, может претерпеть существенные изменения.

 

Организационная основа метрологического обеспечения

Метрологическая служба – совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений. В настоящее время метрологическая служба России состоит из Государственной метрологической службы, а также из метрологических служб органов государственного управления и юридических лиц. Эффективность этих служб заключается не только в том, что всей метрологической деятельностью руководит Госстандарт России, но и в общей основной задаче – обеспечении единства измерений, а также в нормативных документах по вопросам метрологического обеспечения, имеющих обязательную силу на территории РФ.

Государственная метрологическая служба включает: государственные научные метрологические центры (ГНМЦ); органы Государственной метрологической службы на территориях республик в составе Российской Федерации, автономной области, автономных округов, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга.

В состав Государственной метрологической службы входят семь ГНМЦ: Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВИНИМС, Москва), НПО "ВНИИ метрологии имени Д.И. Менделеева" (ВНИИМ, Санкт-Петербург), НПО "ВНИИ физико-технических и радиотехниче­ских измерений" (ВНИИФТРИ, Московская область), Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии (СНИИМ, Новосибирск), Уральский научно-исследовательский институт метрологии (УНИИМ, Екатеринбург), Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии (ВНИИР, Казань), Восточно-Сибирский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВС ВНИИФТРИ, Иркутск). Государственные научные метрологические центры несут ответственность за создание, совершенствование, хранение и применение государственных эталонов, а также за разработку нормативных документов по обеспечению единства измерений. Научные центры являются хранителями государственных эталонов, проводят исследования в области теории измерений, применения принципов и методов высокоточных измерений, разработки научно-методических основ совершенствования Российской системы измерений.

Органами Государственной метрологической службы являются центры стандартизации, метрологии и сертификации – ЦСМиМ, расположенные по всей территории России (их более 100). В Москве находится Российский центр испытаний и серти­фикации (РОСТЕСТ-Москва), в Санкт-Петербурге центр ТЕСТ-С-Петербург. Органы Государственной службы проводят работы по поверке и калибровке средств измерений, осуществляют государственный метрологический контроль и надзор за обеспечением единства измерений.

Обеспечением единства измерений заняты и другие государственные службы: Государственная служба времени и частоты и определения параметров Земли (ГСВЧ), Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (ГССО), Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов (ГСССД). Госстандарт России осуществляет координацию их деятельности.

ГСВЧ обеспечивает, во-первых, межрегиональную и межотраслевую координацию работ по обеспечению единства измерений времени, частоты и определения параметров вращения Земли, а во-вторых, воспроизведение, хранение и передачу размеров единиц времени и частоты, шкал атомного, всемирного и координированного времени, координат полюсов Земли.

ГССО организует создание и использование стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов (металлов и сплавов, медицинских препаратов, минерального сырья, почв и др.). Служба также обеспечивает разработку средств сопоставления характеристик стандартных образцов с характеристиками веществ и материалов, которые производятся промышленными, сельскохозяйственными и другими предприятиями, для их идентификации или контроля.

ГСССД занимается созданием достоверных характеристик физических констант, свойств веществ и материалов, минерального сырья и др., периодически публикуя справочные данные. Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц создаются для выполнения работ по обеспечению единства измерений, повышения уровня метрологического обеспечения. Допускается возложение отдельных функций метрологической службы на иные структурные подразделения. Метрологические службы государственных органов управления и юридических лиц организуют свою деятельность на основе положений Закона РФ "Об обеспечении единства измерений", других законодательных и нормативных документов, регламентирующие вопросы метрологии. Основные задачи, права и обязанности метрологических служб государственных органов управления и юридических лиц любых форм собственности определены в Правилах по метрологии ПР 50.732-93 "ГСИ. Типовое положение о метрологической службе государственных органов управления и юридических лиц".

Метрологическая служба государственного органа управления представляет собой систему, образуемую приказом его руководителя, которая может включать: подразделение (службу) главного метролога в центральном аппарате; головные и базовые организации метрологической службы в отраслях; метрологические службы предприятий.

К основным задачам метрологических служб относятся:

• калибровка средств измерений;

• надзор за состоянием и применением средств измерений, за аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, применяемыми для калибровки средств измерений, за соблюдением метрологических правил и норм, нормативных документов по обеспечению единства измерений;

• выдача обязательных предписаний, направленных на предотвращение, прекращение или устранение нарушений метрологических правил и норм;

• проверка своевременности представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа средств измерений, а также на поверку и калибровку;

• анализ состояния измерений, испытания и контроля на предприятии, в организации.

Метрологические службы предприятий должны уделять особое внимание состоянию измерений, соблюдению метрологических правил и норм в сферах деятельности предприятия, предусмотренных Законом (ст. 13): при испытаниях и контроле качества продукции в целях определения соответствия обязательным требованиям государственных стандартов, при выполнении предприятием работ по обязательной сертификации продукции и услуг и др.

Специалисты метрологических служб предприятия должны принимать активное участие в аттестации испытательных подразделений, в подготовке к сертификации систем качества.

Метрологические службы могут быть аккредитованы на техническую компетентность в осуществлении конкретной деятельности в области обеспечения единства и требуемой точности измерений.

 

Правовые основы метрологической деятельности

Неуклонно возрастающая значимость и ответственность измерений и измерительной информации обусловили необходимость установления в законодательном порядке комплекса правовых и нормативных положений, соблюдение которых направлено на обеспечение единства и требуемой точности измерений.

Законодательные основы российской метрологии определены сегодня самыми высокими актами, в том числе которых:

• Конституция РФ (ст. 71, р), которая устанавливает, что в ведении Российской Федерации находятся стандарты, эталоны, метрическая система и исчисление времени, и закрепляет цен­трализованное руководство основными вопросами законода­тельной метрологии (единицы величин, эталоны и связанные с ними другие метрологические основы);

• Закон РФ "Об обеспечении единства измерений", устанавливающий правовые основы обеспечения единства измерений, регулирующий отношения государственных органов управления Российской Федерации с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта и импорта средств измерений и направленный на защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики страны от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

• Постановление Правительства РФ "Об организации работ по стандартизации, обеспечению единства измерений, сертификации продукции и услуг" от 12 февраля 1994 г. № 100.

Для реализации положений Закона РФ "Об обеспечении единства измерений" разработаны подзаконные акты – нормативные документы по метрологии. Нормативные документы, существовавшие до его принятия и не противоречащие ему, допущены к применению.

Законодательные акты и нормативные документы составляют правовую основу Государственной системы обеспечения единства измерений, а масса нормативных документов – ее нормативную базу.

Закон РФ "Об обеспечении единства измерений", принятый апреле 1993 г., определяет:

• основные метрологические понятия (приведены определе­ния основным метрологическим терминам);

• компетенцию Госстандарта России в области обеспечения единства измерений;

• единицы величин, государственные эталоны, средства из­мерений и методики выполнения измерений;

• компетенцию и структуру Государственной метрологиче­ской службы и других государственных служб обеспечения единства измерений;

• метрологические службы государственных органов управ­ления Российской Федерации и юридических лиц (пред­приятий и организаций);

• сферы распространения государственного метрологиче­ского контроля и надзора;

• виды государственного метрологического контроля и над­зора;

• права, обязанности и ответственность государственных инспекторов по обеспечению единства измерений;

• условия использования средств измерений в сферах рас­пространения государственного метрологического контро­ля и надзора (утверждение типа, поверка);

• требования к выполнению измерений по аттестованным методикам;

• основные положения калибровки и сертификации средств измерений;

• лицензирование деятельности предприятий и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений;

• ответственность за нарушение положений Закона;

• источники финансирования работ по обеспечению единства измерений.

Нормативные документы ГСИ устанавливают основные требования в области метрологического обеспечения. Первые метрологические стандарты были утверждены в 1966 г., а первые руководящие документы (РД 50 — ...) – в 1979 г. В 1973 г. в практику были введены документы рекомендательного характера – МИ, получившие широкое признание и распространение. После принятия Закона были разработаны нормативные документы в виде правил (ПР 50.2...), которые после регистрации в Министерстве юстиции имеют обязательный характер.

Основными объектами стандартизации (регламентации) являются:

• общие правила и нормы по метрологии;

• государственные поверочные схемы;

• нормы точности измерений;

• методики выполнения измерений;

• методики поверки средств измерений.

Основополагающие нормативные документы регламентируют практически все метрологические аспекты и виды метрологической деятельности.

В группу основополагающих ГОСТ, правил и рекомендаций метрологических институтов входит около 150 документов ГСИ. Большая их часть регламентирует организацию и порядок вы­полнения различных видов метрологических работ: поверка средств измерений, разработка и аттестация методик выполнения измерений, метрологическая экспертиза технической документации, испытания средств измерений в целях утверждения типа, государственный метрологический контроль и надзор, лицензирование предприятий по различным направлениям метрологической деятельности, анализ состояния измерений, аккредитация метрологических служб, типовые положения о метрологической службе и другие вопросы. Это так называемые организационные документы.

Другая часть основополагающих документов ГСИ регламентирует методики проведения ряда метрологических работ: оценка погрешности измерений, установление межповерочного интервала, оценка метрологических характеристик средств измерений, выбор средств измерений, расчет экономического эффекта от внедрения средств и методик выполнения измерений, установле­ние значений параметров методик поверки и другие вопросы.

Еще одна часть основополагающих документов ГСИ уста­навливает метрологические термины и их определения, единицы величин, классы точности и нормируемые метрологические характеристики средств измерений, формы представления погрешностей и др.

В группе документов на государственные поверочные схемы имеется около 180 ГОСТ и МИ. Они играют значительную роль в поверочной (калибровочной) деятельности метрологических служб. При организации поверки (калибровки) государственные поверочные схемы используются непосредственно или к ним "привязываются" локальные поверочные схемы.

Документы на нормы точности измерений содержат: погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров (ГОСТ 8.051, ГОСТ 8.549); нормы точности дозирования торговы­ми автоматами (ГОСТ 10309); нормы точности определения массы в резервуарах (ГОСТ 8.378); нормы точности взвешивания и дозирования (ГОСТ 13712); ряд других норм точности измерений.

Группа документов ГСИ на методики выполнения измерений, в которой около 190 ГОСТ, ПР и МИ, в ближайшее время, по мнению специалистов, будет развиваться, поскольку использование таких документов существенно облегчит применение аттестованных методик выполнения измерений, что требует Закон РФ "Об обеспечении единства измерений" (ст. 9).

Наиболее многочисленной является группа документов ГСИ на методики поверки средств измерений. В ней около 1900 ГОСТ и МИ. В них регламентированы методы, средства и условия поверки, алгоритмы ее проведения и обработки результатов измерений, способы оформления результатов поверки. Положения документов на методики поверки являются обязательными.

В настоящее время разработано и применяется около 80 типовых программ испытаний для утверждения типа средств измерений. Эти документы могут потребоваться метрологическим службам при разработке и применении единичных экземпляров средств измерений, используемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора.

Процесс совершенствования нормативной базы в области установления единства измерений продолжается.

Положения Закона РФ "Об обеспечении единства измерений» и документов ГСИ носят общий характер и требуют конкретизации, что и происходит в документах министерств и ведомств (ОСТ) и предприятий (СТП).

Деятельность по метрологическому обеспечению предприятий и организаций подлежит надзору со стороны Госстандарта России. Государственный метрологический надзор за обеспечением единства измерений осуществляют должностные лица Госстандарта России – государственные инспектора. Государственный метрологический надзор осуществляется за выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, соблюдением метрологических правил и норм, за количеством товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций, за количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже.

Ответственность за нарушение метрологических норм и правил установлена Законом РФ "Об обеспечении единства измерений" (ст. 25). К юридическим и физическим лицам, а также к государственным органам управления, виновным в нарушении метрологических правил и норм, применяются соответствующие положения действующего административного, гражданского или уголовного законодательства. В соответствии с законодательством о труде физические лица могут привлекаться к дисциплинарной ответственности администрацией предприятия.