Метрология

Метроло́гия (от греч. μέτρον «мера» + λόγος «мысль; причина») — 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; нормативная база для этого — метрологические стандарты.

Метрология состоит из трёх основных разделов:

• Теоретическая или фундаментальная — рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений физических величин, их единиц, методов измерений).
• Прикладная — изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.
• Законодательная — устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

Метро́лог — специалист метрологии.

метролог

Цели и задачи метрологии

• создание общей теории измерений;
• образование единиц физических величин и систем единиц;
• разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений (так называемая «законодательная метрология»);
• создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант.

Также метрология изучает развитие системы мер, денежных единиц и счёта в исторической перспективе.

Аксиомы метрологии

1. Любое измерение есть сравнение.
2. Любое измерение без априорной информации невозможно.
3. Результат любого измерения без округления значения является случайной величиной.

Термины и определения метрологии

• Единство измерений — состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимым первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.
• Физическая величина — одно из свойств физического объекта, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.
• Измерение — совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения измеряемой величины с её единицей и получения значения этой величины.
• Средство измерений — техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики воспроизводящие и (или) хранящие единицу величины, размер которой принимается неизменным в пределах установленной погрешности в течение известного интервала времени.
• Поверка  — совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям.
• Погрешность измерения — отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
• Погрешность средства измерения — разность между показанием средства измерений и действительным значением измеряемой физической величины.
• Точность средства измерений — характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю.
• Лицензия — это разрешение, выдаваемое органам государственной метрологической службы на закрепленной за ним территории физическому или юридическому лицу на осуществление ему деятельности по производству и ремонту средств измерения.
• Эталон единицы величины — техническое средство, предназначенное для передачи, хранения и воспроизведения единицы величины.

История метрологии

Основная статья: История метрологии

Метрология ведёт свою историю с античных времён и даже упоминается в Библии. Ранние формы метрологии заключались в установлении местными властями простых произвольных стандартов, зачастую основанных на простых практических измерениях, например длина руки. Самые ранние стандарты были введены для таких величин, как длина, вес и время, это делалось для упрощения коммерческих сделок, а также регистрации человеческой деятельности.

Новое значение метрология обрела в эпоху промышленной революции, она стала совершенно необходима для обеспечения массового производства.

Исторически важные этапы в развитии метрологии:

• XVIII век — установление эталона метра (эталон хранится во Франции, в Музее мер и весов; в настоящее время является в большей степени историческим экспонатом, нежели научным инструментом);
• 1832 год — создание Карлом Гауссом абсолютных систем единиц;
• 1875 год — подписание международной Метрической конвенции;
• 1960 год — разработка и установление Международной системы единиц (СИ);
• XX век — метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями.

Вехи отечественной истории метрологии:

• присоединение к Метрической конвенции;
• 1893 год — создание Д. И. Менделеевым Главной палаты мер и весов (современное название: «Научно-исследовательский институт метрологии им. Менделеева»);

Всемирный день метрологии отмечается ежегодно 20 мая. Праздник учрежден Международным Комитетом мер и весов (МКМВ) в октябре 1999 года, на 88 заседании МКМВ.

Становление и различия метрологии в СССР (России) и за рубежом

Бурное развитие науки, техники и технологии в XX веке потребовало развития метрологии как науки. В СССР метрология развивалась в качестве государственной дисциплины, так как нужда в повышении точности и воспроизводимости измерений росла по мере индустриализации и роста оборонно-промышленного комплекса. Зарубежная метрология также отталкивалась от требований практики, но эти требования исходили в основном от частных фирм. Косвенным следствием такого подхода оказалось государственное регулирование различных понятий, относящихся к метрологии, то есть ГОСТирование всего, что необходимо стандартизовать. За рубежом эту задачу взяли на себя негосударственные организации, например ASTM.

В силу этого различия в метрологии СССР и постсоветских республик государственные стандарты (эталоны) признаются главенствующими, в отличие от конкурентной западной среды, где частная фирма может не пользоваться неугодным стандартом или прибором и договориться со своими партнёрами о другом варианте удостоверения воспроизводимости измерений.

Отдельные направления метрологии

• Авиационная метрология
• Химическая метрология
• Медицинская метрология
• Биометрия

См. также

• Всемирный День метрологии
• Журнал Главный Метролог
• Институт метрологии ФГУП ВНИИМС
• Стандартизация
• Методы электроаналитической химии
• Установка для поверки расходомеров
• Основное уравнение измерений
• Измерение давления
• Электромагнитные расходомеры

Ссылки

• ФГАОУ ДПО АСМС — Академия стандартизации, метрологии и сертификации.
• ФГУП УНИИМ — Уральский научно-исследовательский институт метрологии.
• ФГУП ВНИИОФИ — Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений.
• Теоретические основы информационных и измерительных технологий
• Метрология. Метрологическое обеспечение производства.
• Кафедра метрологии при Национальном техническом университете «Харьковский политехнический институт».
• Полная версия фильма Роль метрологии в развитии общества на Vimeo

Литература

• Боридько С. И., Дементьев Н. В., Тихонов Б. Н. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. — М.: Горячая линия -Телеком, 2007. — 374 с. — ISBN 5-93517-338-7.
• Бурдун Г. Д., Марков Б. Н. Основы метрологии. — М.: Издательство стандартов, 1972. — 312 с.