Применение метрологии в народном хозяйстве кратко

Обновлено: 05.07.2024

Роль метрологии в современном производстве

(материалы к уроку для 5 класса)Метрология (от греч. "метро"- мера,_"логос" - учение) - наука об измерениях, способах и средствах обеспечения единства и требуемой точности измерений.

Метрология - это наука об измерениях. Ведь нам в жизни измерять приходится все. Даже рубашку или туфли не купишь, не зная своего размера и размера вещей. А в науке и технике приходится делать миллионы всевозможных измерения от скорости химической реакции и до размера бруска, из которого будут делать стул. Вот представьте себе уже упомянутый брусок. Его можно измерить с точностью до сантиметра. Но тогда стул не получится ровный. Все эти лишние сантиметры будут торчать со всех сторон. Брусок можно измерить с точностью до сотых долей микрона. А нужно-ли это, ведь на такие измерения нужно время, да и приборы такой точности очень дорогие. Понятно, что для стула хватит точность десятых долей сантиметра (миллиметров). Но если вы подгоняете детали машины, то там уже миллиметровая точность окажется слишком грубой. Не вкрутите вы болт в отверстие, если два отверстия будут отличаться на миллиметр. Так же и измерение времени. В одном случае вам нужно знать его с точностью до минуты, если вы печете пирог, а для бегуна на короткие дистанции нужен секундомер с сотыми долями секунды.

В современном обществе фактически нет ни одной сферы людской деятельности, где бы не использовались результаты измерений. Современная рыночная экономика производства любой рыночной продукции базируется на стандартизации охватывающей требования к качеству продукции и методу его контроля, разработку продукции и необходимой документации, постановку продукции на производство и технологическую продукцию производства, транспортирование, хранение, эксплуатация и ее утилизация по окончании эксплуатации. В нашей стране раз в день исполняется выше 20 млрд разных измерений. Измерения являются неотъемлемой частью большинства трудовых процессов. Издержки на обеспечение и проведение измерений составляют около 20% от общих издержек на создание продукции. На базе измерений получают информацию о состоянии производственных, экономических и социальных процессов. Измерительная информация служит основой для принятия решений о качестве продукции при внедрении систем свойства, в научных опытах и т.д.

Для количественного определения (измерения) того или иного параметра, характеристики продукции, процесса, явления, т.е. любого объекта измерения, необходимо: выбрать параметры, характеристики, которые определяют интересующие нас свойства объекта; установить степень достоверности с которой следует определять выбранные параметры, установить допуски, нормы точности и т.д.; выбрать методы и средства измерений для достижения требуемой точности; обеспечить готовность средств измерений выполнять свои функции привязкой средств измерений к соответствующим эталонам (посредством периодической поверки, калибровки средств измерений ); обеспечить учет или создание требуемых условий проведения измерений; обеспечить обработку результатов измерений и оценку характеристик погрешностей.

Перечисленные положения представляют собой своеобразную цепь, изъятие из которой какого-нибудь звена неизбежно приводят к получению недостоверной информации, и как следствие, к значительным экономическим потерям и принятию ошибочных решений.

На базе стандартизации сформированы принципы и нормативные акты взаимозаменяемости, метрологии, технических измерений, систем управления качеством и сертификации. Сертификация продукции является одним из условий повышения ее качества и реализации, как на отечественном так и зарубежном рынках.

Обеспечивает государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в России Государственный комитет Российской Федерации по стандартизации и метрологии (Госстандарт России). За точность измерений в различных отраслях отвечают Государственная служба времени и частоты и определения параметров вращения Земли –ГСВЧ (это сеть организаций, несущих ответственность завоспроизведение и хранение единиц времени и частоты и передачу их размеров, атакже за обеспечение потребителей в народном хозяйстве информацией о точномвремени, за выполнение измерений времени и частоты в установленных единицах ишкалах); Государственная служба стандартных образцов состава и свойств веществ иматериалов –ГССО (сеть организаций, несущих ответственность за создание ивнедрение стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов с цельюобеспечения единства измерений) и Государственная служба стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов – ГСССД (сеть организаций, несущих ответственность за получение и информационное обеспечениезаинтересованных лиц данными о физических константах и свойствах веществ иматериалов, основанных на исследованиях и высокочастотных измерениях).

Ниже представлены иллюстрации применения метрологии на производстве:

Для измерения параметров деталей с высокой точностью применяется микрометр

Угломеры применяют для измерения углов деталей

Контроль за тарированием весов используется в торговле, на производстве, при добыче сырья, в медицине

Основные свойства, которые указывают на качество произведенных измерений, – это единство, точность и достоверность всех показателей.

Объектом метрологической деятельности являются все стадии жизненного цикла (ЖЦ) изделия (продукции) или услуги.

Жизненный цикл представляет из себя некую совокупность последовательных процессов, взаимосвязанных между собой, с момента создания продукта (услуги) до момента прекращения его использования.

Этап создания продукции включает в себя следующее:

выбор контролируемых параметров;
выбор норм точности;
определение допусков;
выбор средств измерения, контроля и испытания;
метрологическую экспертизу;
составление необходимой документации.

Метрологическая деятельность производства включает в себя:

анализ состояния измерений;
установление рациональной номенклатуры измеряемых величин и использование средств измерений (рабочих и эталонных) соответствующей точности;
разработку методик выполнения измерений для обеспечения установленных норм точности;
проведение проверок на предмет корректности техдокументации;
использование в работе нужной документации государственного и отраслевого формата;
аккредитацию на техническую грамотность.

Роль и место метрологии в производстве

Ни одна область производственного процесса не обходится без количественных показателей объектов. Данные показатели можно получить только путем измерений. Кроме того, измерения играют первостепенную роль в науке при тестировании различных гипотез. Что касается практической деятельности, то здесь измерения необходимы для определения качества продукции, управления технологическими процессами, охраны труда и здоровья работающих и т.д.

Можно сделать вывод, что научно-технический прогресс находится в тесной взаимосвязи с увеличением требований к измерениям. Ведь от качества измерительного процесса напрямую зависит и качество выпускаемой продукции.

Не станет открытием и то, что в условиях рыночных отношений любая фирма или же организация нацелена на получение прибыли, на объемы которой большое влияние оказывают используемые средства измерений, являющиеся частью основных фондов.

Нормативно-правовые основы метрологии

К правовым основам науки метрологии можно отнести:

Метролог как профессия

Образовательные программы по метрологии состоят из большого количества различных направлений:

Метрология в нефтегазовой отрасли;
Единство измерений в метрологии;
Метрология медицинского оборудования и метрологическое обеспечение здравоохранения;
Метрологическая экспертиза технологической документации;
Метрологический надзор;
Стандартизация медицинского оборудования;
Метрологическое обеспечение в системе менеджмента качества;
Преподаватель технической механики и метрологии;
Метрология, стандартизация и сертификация в атомной отрасли;
Преподаватель по метрологии и стандартизации.

Перечислим перечень общих дисциплин, входящих в изучение по каждому узконаправленному модулю:

Основы метрологии;
Средства, погрешность и методы при проведении измерительных работ;
Методы определения эффективности измерений;
Метрологическое обеспечение;
Сертификация и ее область применения, порядок и правила проведении;
Защита прав потребителей и качество продукции;
Основные объекты и цели сертификации;
Взаимное признание и аккредитация сертификации;
Сертификация услуг.

Повышение квалификации по метрологии

В ряде профессий важным условием для продолжения дальнейшей трудовой деятельности, является повышение уровня профессиональных компетенций. Обычно данное мероприятие проводится один раз в пять лет, после которого сотрудник с обновленным теоретическим багажом знаний может продолжать выполнять свои трудовые функции. К выбору учебного заведения, в котором можно получить дополнительное профессиональное образование, стоит отнестись с полной серьезностью.

Программа семинара посвящена актуальной для специалистов в области метрологии теме внедрения в рабочий процесс новой версии стандарта и включает следующие вопросы:

С чего начать переход на новую версию стандарта ГОСТ ISO/IEC 17025-2019;
Требования стандарта ГОСТ ISO/IEC 17025-2019;
Формирование системы менеджмента качества в испытательной лаборатории с учетом требований новой версии стандарта ГОСТ ISO/IEC 17025-2019;
Риск-ориентированный подход (риск-ориентированное мышление, управление рисками, оценка рисков в лаборатории);
Прослеживаемость результатов исследований (испытаний), измерений.

Есть несколько форматов для участия в мероприятии:

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.

3.Метрология:основные понятия,структурные элементы,цели,задачи,принципы,межпредметные связи.

1) физическая величина, представляющая собой общее свойство в отношении качества большого количества физических объектов, но индивидуальное для каждого в смысле количественного выражения;

2) единица физической величины, что подразумевает под собой физическую величину, которой по условию присвоено числовое значение, равное единице;

3) измерение физических величин, под которым имеется в виду количественная и качественная оценка физического объекта с помощью средств измерения;

4) средство измерения, представляющее собой техническое средство, имеющее нормированные метрологические характеристики. К ним относятся измерительный прибор, мера, измерительная система, измерительный преобразователь, совокупность измерительных систем;

5) измерительный прибор представляет собой средство измерений, вырабатывающее информационный сигнал в такой форме, которая была бы понятна для непосредственного восприятия наблюдателем;

6) мера – также средство измерений, воспроизводящее физическую величину заданного размера. Например, если прибор аттестован как средство измерений, его шкала с оцифрованными отметками является мерой;

7) измерительная система, воспринимаемая как совокупность средств измерений, которые соединяются друг с другом посредством каналов передачи информации для выполнения одной или нескольких функций;

8) измерительный преобразователь – также средство измерений, которое производит информационный измерительный сигнал в форме, удобной для хранения, просмотра и трансляции по каналам связи, но не доступной для непосредственного восприятия;

9) принцип измерений как совокупность физических явлений, на которых базируются измерения;

10) метод измерений как совокупность приемов и принципов использования технических средств измерений;

11) методика измерений как совокупность методов и правил, разработанных метрологическими научно—исследовательскими организациями, утвержденных в законодательном порядке;

12) погрешность измерений, представляющую собой незначительное различие между истинными значениями физической величины и значениями, полученными в результате измерения;

13) основная единица измерения, понимаемая как единица измерения, имеющая эталон, который официально утвержден;

14) производная единица как единица измерения, связанная с основными единицами на основе математических моделей через энергетические соотношения, не имеющая эталона;

16) образцовое средство, под которым понимается средство измерений, предназначенное только для трансляции габаритов единиц рабочим средствам измерений;

18) точность измерений, трактуемая как числовое значение физической величины, обратное погрешности, определяет классификацию образцовых средств измерений. По показателю точности измерений средства измерения можно разделить на: наивысшие, высокие, средние, низкие.

Основные задачи метрологии.

К задачам метрологии относятся:

1) разработка общей теории измерений;

2) разработка путей измерений, а также методов установления точности и верности измерений;

Основные задачи метрологии:
•
развитие общей теории измерений;
•
установление единиц физических величин;
•
разработка методов и средств измерений;
•
разработка методов определения точности измерения;
•
обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений;
•
установление эталонов и образцовых средств измерений
;
•
разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств рабочим средствам измерений.

Основные метрологические понятия и термины
Законодательная
метрология
– раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства направлений и единообразие средств измерений.
Теоретическая
метрология
– раздел метрологии, посвященный изучению ее теоретических основ.
Практическая метрология – раздел метрологии, изучающий вопросы практического применения в различных сферах деятельности результатов теоретических исследований в рамках метрологии и положений законодательной метрологии.

Основные понятия, которыми оперирует метрология, приведены ниже.
Физическая величина – свойство, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их состояниям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта.
Размер физической величины – количественное содержание в данном объекте свойства, соответствующего понятию “физическая величина”.
Значение физической величины – оценка физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.
Отвлеченное число, входящее в значение физической величины, называется числовым значением (12 кг – значение массы тела).
Единица физической величины – физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1.
Система единиц физических величин – совокупность основных и производных единиц, относящихся к некоторой системе величин и образованная в соответствии с принятыми принципами.

Измеряемые величины характеризуются не только
количественно, но и качественно.
Размерность является качественной характеристикой
измеряемой величины.
Пример
2
кг размерность массы
Количественной
характеристикой
измеряемой
величины служит ее размер
Пример
Килограмм размер массы

Измерение - нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Классификация измерений

общим приемам получения результатов измерений - прямые, косвенные, совместные, совокупные;

числу измерений в серии - однократные, многократные;

метрологическому назначению - технические, метрологические
;

характеристике точности
- равноточные, неравноточные
;

отношению тс изменению измеряемой величины - статические динамические;

выражению результата измерений
- абсолютные, относительные.

Классификация измерений в зависимости от
применяемых средств:
Органолептические измерения - измерения, основанные на использовании органов чувств человека (осязания, обоняния, зрения, слуха и вкуса)
Эвристические измерения - измерения, основанные на интуиции.
Инструментальные
измерения
- измерения, выполняемые с помощью специальных технических средств. Среди них могут быть автоматизированные и
автоматические.

Важнейшими требованиями, предъявляемыми к измерениям, в том числе и технологическим, являются единство и
точность измерений.
Единство измерений - такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью.
Единство измерений обеспечивает взаимозаменяемость изделий, например, деталей, изготавливаемых по одному чертежу на разных предприятиях.
Точность измерений - качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Чем меньше разность между измеренным и истинным значением, тем выше точность. Количественно точность может быть выражена обратной величиной модуля относительной погрешности.

К основным характеристикам качества измерений относится
точность, правильность, сходимость и воспроизводимость
Точность измерений - качество измерений, отражающее близость результатов к истинному значению измеряемой величины.
Правильность измерений - качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в их результатах
Сходимость измерений - качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях.
Воспроизводимость
измерений
- качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, разными методами и средствами).

Читайте также: