Основные понятия и категории метрологии

МЕТРОЛОГИЯ — НАУКА ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ

 

 

Метрология (от греч. «метро» — мера, «логос» — учение) — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности.

Современная метрология включает три составляющие: законодательную метрологию, фундаментальную (научную) и практическую (прикладную) метрологию.

Метрология как наука и область практической деятельности возникла в древние времена. Так на Руси основными единицами длины были пядь и локоть, позднее — аршин. Указом Петра I русские меры длины были согласованы с английскими, и это первая ступень гармонизации российской метрологии с европейской. С развитием науки и техники требовались новые измерения и новые единицы измерения, что стимулировало в свою очередь совершенствование фундаментальной и прикладной метрологии.

Законодательная метрология — это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразие средств измерений.

Одна из главных задач метрологии — обеспечение единства измерений — может быть решена при соблюдении двух условий:

ü выражение результатов измерений в единых узаконенных единицах;

ü установление допустимых ошибок (погрешностей) результатов измерений и пределов, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.

 

Измерение - совокупность операций, выполняемых с помощью специального технического средства, хранящего единицу величины, позволяющего сопоставить измеряемую величину с ее единицей и получить значение этой величины. Это значение называют результатом измерений. Обычным объектом измерений являются физические величины, т. е. какие-либо свойства физического объекта (предмета, процесса), например, длина пути, масса, время, сила тока и др. Однако в последнее десятилетие кроме физических величин в прикладной метрологии начали использоваться так называемые нефизические величины. Это связано с применением термина «измерение» в экономике, информатике, управлении качеством.

Специальное техническое средство, хранящее единицу величины, позволяющую сопоставить измеряемую величину с ее единицей, называют средством измерения (СИ).

Для характеристики качества измерений устанавливают такие свойства измерений, как точность, сходимость и воспроизводимость измерений.

Объектом измерений являются физические величины, которые принято делить на основные и производные. Совокупность основных и производных единиц называется системой единиц физических величин.Но вместе с тем, применяются и внесистемные единицы, например, тонна, сутки, литр, гектар и др.

Наиболее широко распространена во всем мире Международная система единиц СИ:

1) единица длиныметр — длина пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;

2) единица массыкилограмм — масса, равная массе международного прототипа килограмма;

3) единица временисекунда — продолжительность 9192631770 периодов излучения, которое соответствует переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей;

4) единица силы электрического токаампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создал бы между этими проводниками силу равную 2×10-7 Н на каждый метр длины;

5) единица термодинамической температурыКельвин — 1/273,161 часть термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается также применение шкалы Цельсия;

6) единица количества веществамоль — количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода-12 массой 0,012 кг;

7) единица силы светакандела — сила света в заданном направлении источника, испускающее монохроматическое излучение частотой 540×1012 Гц.

Наиболее широко в практике измерений используется главное свойство — точность измерений. Точность измерений СИ определяется их погрешностью.

Погрешность— это разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины. Погрешность не следует путать с ошибкой измерений, связанной с субъективными обстоятельствами. Погрешности измерений обычно приводятся в технической документации на СИ или в нормативных документах.