Для чего нужна метрология сочинение

Обновлено: 30.06.2024

Под измерительной техникой в широком понимании значения этих слов подразумевают как все технические средства, с помощью которых выполняют измерения, так и технику проведения измерений. Во всем мире ежедневно производятся сотни, тысячи миллиардов измерений. В интересах каждой страны, во взаимоотношениях между странами необходимо, чтобы результаты измерений, где бы они не выполнялись, могли бы быть согласованы. Другими словами, необходимо, чтобы результаты измерений одинаковых величин, полученные в разных местах и с помощью различных измерительных средств, были бы воспроизводимы на уровне требуемой точности.

В первую очередь для этого необходимо единообразие единиц физических величин и мер, осуществляющих вещественное их воспроизведение. Обеспечение высокой степени единообразия средств измерения является одним из условий обеспечения воспроизводимости результатов измерений. Кроме того, необходимо выполнение ряда других условий для того, чтобы обеспечить все те каче-

ства результатов измерений, которые нужны для их сопоставимости и правильного использования, что в целом называют единством измерений.

Вопросами теории и практики обеспечения единства измерений занимается метрология.

Метрология в самом широком понимании представляет собой науку об измерениях, о методах и средствах, обеспечении их единства, о способах достижения требуемой точности. Метрология служит теоретической основой измерительной техники. И чем больше развивается измерительная техника, тем большее значение приобретает метрология, создающая и совершенствующая теоретические основы измерений, обобщающая практический опыт в области измерений и направляющая развитие измерительной техники.

При всем множестве и многообразии предприятий, изготовляющих средства измерений, и при еще большем множестве (во много раз большем) предприятий, организаций и учреждений, производящих измерения и использующих их результаты, метрология создала и осуществила систему, направленную на всеобщее обеспечение единства измерений и единообразие средств измерений. Эта система вылилась в единую государственную службу, которая раньше при ограниченной измерительной технике именовалась службой мер и весов. В настоящее время, когда диапазон деятельности этой службы вырос во много раз, она называется метрологической службой страны.

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Это наука, которая занимается установлением единиц измерений различных физических величин и воспроизведением их эталонов, разработкой методов измерений физических величин, а также анализом точности измерений и исследованием и устранением причин, вызывающим погрешности в измерениях.

В практической жизни человек всюду имеет дело с измерениями. На каждом шагу встречаются и известны с незапамятных времен измерения таких величин, как длина, объем, вес, время и др. Конечно, методы и средства измерений этих величин в древности были примитивными и несовершенными, тем не менее, без них невозможно представить эволюцию человека разумного.

Велико значение измерений в современном обществе. Они служат не только основой научно-технических знаний, но имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и внешней торговли, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов и деталей и совершенствования технологии, для обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности.

Метрология имеет большое значение для прогресса естественных и технических наук, так как повышение точности измерений - одно из средств совершенствования путей познания природы человеком, открытий и практического применения точных знаний.
Для обеспечения научно-технического прогресса метрология должна опережать в своем развитии другие области науки и техники, ибо для каждой из них точные измерения являются одним из основных путей их совершенствования.

Задачи науки метрологии

Поскольку метрология изучает методы и средства измерения физических величин с максимальной степенью точности, ее задачи и цели вытекают из самого определения науки. Тем не менее, учитывая колоссальную важность метрологии, как науки, для научно-технического прогресса и эволюции человеческого общества, все термины и определения метрологии, включая ее цели и задачи, стандартизированы посредством нормативных документов - ГОСТов.
Итак, основными задачами метрологии (по ГОСТ 16263-70) являются:

установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений;
разработка теории, методов и средств измерений и контроля;
обеспечение единства измерений и единообразных средств измерений;
разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля;
разработка методов передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

Краткая история развития метрологии

Потребность в измерениях возникла в незапамятные времена. Для этого в первую очередь использовались подручные средства.
Например, единица веса драгоценных камней - карат, что в переводе с языков древнего юга-востока означает "семя боба", "горошина"; единица аптекарского веса - гран, что в переводе с латинского, французского, английского, испанского означает "зерно".

Многие меры имели антропометрическое происхождение или были связаны с конкретной трудовой деятельностью человека.
Так, в Киевской Руси применялись в обиходе вершок - длина фаланги указательного пальца; пядь - расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев; локоть - расстояние от локтя до конца среднего пальца; сажень - от "сягать", "достигать", т. е. можно достать; косая сажень - предел того, что можно достать: расстояние от подошвы левой ноги до конца среднего пальца вытянутой вверх правой руки; верста - от "верти", "поворачивая" плуг обратно, длина борозды.

Древние вавилоняне установили год, месяц, час. Впоследствии 1/86400 часть среднего периода обращения Земли вокруг своей оси получила название секунды.
В Вавилоне во II в. до н. э. время измерялось в минах. Мина равнялась промежутку времени (равному, примерно, двум астрономическим часам) , за который из принятых в Вавилоне водяных часов вытекала "мина" воды, масса которой составляла около 500 г. Затем мина сократилась и превратилась в привычную для нас минуту.
Со временем водяные часы уступили место песочным, а затем более сложным маятниковым механизмам.

Важнейшим метрологическим документом в России является Двинская грамота Ивана Грозного (1550 г.) . В ней регламентированы правила хранения и передачи размера новой меры сыпучих веществ - осьмины. Ее медные экземпляры рассылались по городам на хранение выборным людям - старостам, соцким, целовальникам. С этих мер надлежало сделать клейменые деревянные копии для городских померщиков, а с тех, в свою очередь, - деревянные копии для использования в обиходе.

Метрологической реформой Петра I к обращению в России были допущены английские меры, получившие особенно широкое распространение на флоте и в кораблестроении - футы, дюймы.
В 1736 г. по решению Сената была образована Комиссия весов и мер под председательством главного директора Монетного двора графа М.Г. Головкина. В состав комиссии входил выдающийся ученый XVIII в., современник М. В. Ломоносова, - Леонард Эйлер, который внес неоценимый вклад в развитие многих наук.
В качестве исходных мер комиссия изготовила медный аршин и деревянную сажень, за меру веществ было принято ведро московского Каменномостского питейного двора. Важнейшим шагом, подытожившим работу комиссии, было создание русского эталонного фунта.

Идея построения системы измерений на десятичной основе принадлежит французскому астроному Г. Мутону, жившему в XVII в. Позже было предложено принять в качестве единицы длины одну сорокамиллионную часть земного меридиана. На основе единственной единицы - метра - строилась вся система, получившая название метрической.

Развитие естественных наук привело к появлению все новых и новых средств измерений, а они, в свою очередь, стимулировали развитие наук, становясь все более мощным средством их продвижения.

Вопросы и задания для экзаменационных билетов
по учебной дисциплине "Метрология, стандартизация и сертификация" (скачать в формате Word) .

"Метрология, стандартизация и сертификация"
для специальности СПО "Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта"

В основе любой технологии – точные данные и расчеты, поэтому можно сделать вывод, что за всеми достижениями стоит умение правильно измерять те или иные показатели. Более того, необходимость измерять, определять различные величины присутствует не только на предприятиях, но и в быту. И уже долгое время этот вид деятельности является сформированным и полноценным научным направлением, которое получило название метрология.

Но вопреки неоспоримой значимости и важности метрологии, мало кто имеет четкое представление, что же из себя представляет данная сфера знаний.

Метрология – что это?

Если говорить в общих чертах, то метрология – это совокупность научных знаний о средствах, методах и способах измерения, сюда же можно отнести и понятие их единства. Ключевое место в сфере занимает измерение, которое в данном случае подразумевает получение сведений о предмете исследования. Например, получение информации о свойствах и характеристиках. При этом стоит отметить, что обязательным условием для метрологии считается опытный путь получения знаний через применение метрологического инструментария.

Необходимо учитывать и тот факт, что метрология как понятие имеет тесную связь с стандартизацией и сертификацией, которые в контексте науки дают возможность практическим путем получать ценную информацию о предмете изучения, но с разных позиций. К примеру, стандартизация устанавливает единые формы и правила для применения методов измерения, разработкой которых и занимается метрология.

Задачи метрологии

Поскольку метрология является самостоятельной научной дисциплиной, то перед ней стоит ряд важных задач:

Разработка теоретических знаний об измерениях и формирование их характеристик;
Работа над стандартизацией методов измерения;
Утверждение эталонов методов измерения, поверочных мер и технических средств.

Сферы применения метрологии

Как уже отмечалось ранее, сферы применения знаний метрологии достаточно обширны, можно даже утверждать, что ее принципы применяются фактически во всех областях человеческой деятельности.

Но стоит выделить и те сферы, где специалисты метрологи необходимы:

Строительство;
Медицина;
Машиностроение.

Как-то раз решили они измерить длину удава, а чем измерить – не знали. Вот и начали измерять его длиной всех присутствующих животных. В результате, конечно, получились совершенно разные результаты.

А все почему? Да потому, что не догадывались они, что существует единая мера длины. А наука метрология точно знает: чем и как измерить любой объект, каковы единицы длины, веса, объема, скорости и т.д.

Разберемся сегодня, что такое метрология и чем конкретно она занимается.

Метрология – что это такое

Вывод: метрология – это наука, изучающая систему измерений физических величин, характеризующих материальные объекты, процессы и явления.

Основные цели метрологии:

изучение и стандартизация процесса измерений;
обеспечение единства измерений в рамках единой международной СИ (системы единиц физических величин);
создание и хранение эталонов измерений;
получение количественной информации об объектах измерений;
совершенствование методов оценок точности измерений.

Метрология как наука разделяется на 3 части:

Теоретическая – занимается теоретическим обоснованием измерений физических величин, единиц измерений и методов измерений материальных объектов, процессов и явлений.
Прикладная – внедряет теоретические разработки фундаментальной метрологии в практику.
Законодательная – устанавливает единые требования по применению единиц измерения, методов измерения и средств измерения.

Краткая история развития метрологии и метрологические организации

Основными международными организациями, занимающимися проблемами стандартизации в области метрологии, являются:

Международное бюро мер и весов (МБМВ) – отвечает за функционирование СИ (подробней о СИ – в следующем разделе статьи) в странах-участницах Метрической Конвенции. Это происходит посредством регулярного сравнения национальных эталонов мер и весов (об эталонах – в следующем разделе статьи) с международными эталонами, совершенствованием точности всех метрологических измерений;
Международный комитет мер и весов (МКМВ).

В РФ:

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии;
Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии (ВНИИМ) имени Д.И.Менделеева.

Деятельность в сфере метрологии в России осуществляется на основании следующих законодательных актов:

Также в РФ действует ГОСТ 8.417—2002, который регламентирует обязательное применение СИ и прописывает определение всех используемых единиц СИ.

Далее немного подробней рассмотрим некоторые аспекты деятельности метрологии.

Обеспечение единства измерений, или для чего нужна СИ

Краткая справка: СИ – русская транскрипция французской аббревиатуры SI (Système International d’Unités – международная система единиц).

СИ – это единая международная система единиц физических величин, применяется практически во всем мире.

Необходима для стандартизации и унификации международных связей в сфере науки, промышленности, медицины, торговли и т.д.

Одной из целей науки метрологии является обеспечение единства измерений.

Еще не так давно во многих странах были свои системы мер. За примером далеко ходить не надо – на Руси длину мерили не метром (километром, сантиметром, миллиметром), а пядью, локтем, аршином, саженью, верстой.

СИ нужна именно для того, чтобы все измерения соответствовали единому стандарту. Говоря проще, для того, чтобы удава мерили не попугаями, а метрами.

Актуальная международная система единиц измерений выглядит так:

*при клике по картинке она откроется в полный размер в новом окне

Создание и хранение эталонов измерений

Чтобы подобных ситуаций не произошло, нужно чтобы существовал единый эталон каждой единицы измерений, т.е. их идеальные модели.

История создания эталонов международных единиц измерения имеет давние корни.

Например, изначально метр = длине маятника, период колебания которого равен 1 секунде. Но длина такого маятника не одинакова, она зависит от силы тяжести. Доказано, что сила тяжести уменьшается от полюсов к экватору, поэтому длина маятника не может являться эталоном.

Затем эталоном метра стала одна сорокамиллионная часть расстояния от Северного полюса до экватора на долготе, на которой расположен Париж. В 1960 году эталон метра вновь поменяли. На сегодняшний день 1 м = расстоянию, которое свет проходит в вакууме за 1/299792458 секунды.

20 мая 2019 года был изменен и эталон килограмма. Ранее эталоном являлся цилиндр из сплава платины и иридия (соответственно 90 и 10 %) размером 39,17 мм по диаметру и высоте. Хранится он и по сей день во Франции в Международном бюро мер и весов.

В кратком обзоре трудно объяснить вывод формулы, поэтому для тех, кому это интересно, привожу ссылку на Википедию.

Единица времени – секунда. Определение ее столь сложно, что, боясь ошибиться в деталях, привожу цитату объяснения ученого-метролога:

Читайте наш блог, будьте в тренде!

Автор статьи: Елена Копейкина

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (1)

В США до сих пор измерения производят в милях, фунтах, дюймах, даже на чертежах используют такие меры, а их не так просто перевести в метрическую систему, что сильно раздражает.

Читайте также: