Метрология, стандартизация и сертификация

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный

Университет

Кафедра ТКМ и метрологии

Реферат по дисциплине:

Метрология, стандартизация и сертификация

Работу выполнила :

Студентка гр.______

___________________

Работу проверил:

___________________

Санкт-Петербург

2011

Содержание работы:

1.    Метрология

1.1.       Назначение метрологии

Метрология — наука об измерениях физических величин, 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. Средством метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих требуемую точность.

Метрология состоит из 3 разделов:

        Теоретическая

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.

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, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы.

        Физическая величина – одно из свойств физической системы,процесса или явления, общее в качественном отношении, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.

        Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью технических средств и вычислений.

        Средство измерений – техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормируемые метрологические характеристики.

        Погрешность измерения(абсолютная погрешность) — отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

        Погрешность средства измерения — разность между показанием средства измерений и истинным значением измеряемой физической величины.

        Точность средства измерений — характеристика качества средства измерений, отражающая близость его погрешности к нулю.

Метрология и ее составляющие

Теоретическая (фундаментальная) метрология разрабатывает фундаментальные основы данной науки.

Прикладная (практическая) метрология освещает вопросы практического применения разработок теоретической и положений законодательной метрологий.

Для обеспечения единства измерений выполняются следующие условия:

• применяются только узаконенные правилами единицы измерений;

• устанавливается допустимые погрешности измерений и пределы, за которые они не должны выходить при заданной вероятности.

Основными документами метрологии являются Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» и стандарты государственной системы обеспечения единства измерений, которые объединены в следующие группы:

• стандартные справочные данные; стандартные образцы; эталоны единиц физических величин; методики и условия измерений; измерения геометрических, механических, электрических и других величин (например, объем, физико-химический состав и свойства материала);

• методы поверки, калибровки и аттестации. В настоящее время действует более 3 тысяч государственных стандартов на методы контроля и испытаний различных видов продукции.

Под метрологическим обеспечением понимается установление научных основ, применение технических средств, правил и норм, необходимых для достижения требуемой точности измерений.

Оценку качества продукции проводят при предпродажном контроле (оценка производителя — «первого лица»), при эксплуатации или после ремонта (оценка потребителя — «второго лица») и при сертификации (оценка, независимая от производителя и потребителя — «третьего лица»). Оценка качества необходима и при проведении технологических процессов различных отраслей экономики.

Метрологическое обеспечение необходимо при экспертизе технической документации, выборе средств измерений, разработке систем обслуживания и пр.

Метрологическое обеспечение присутствует на всех уровнях управления производством:

• нормативном (корпоративном), когда определяются основные принципы, цели, используемые инструменты и внутренние правила, относящиеся к системе менеджмента качества;

• стратегическом, когда принимаются решения по выбору направлений деятельности, будущей конкурентоспособности продукции и управлению предприятием;

• эксплуатационном (производственная деятельность), когда принимаются оперативные решения и дается оценка товаров и услуг, предлагаемых потребителю.

Законодательно установлено, что потребитель не обязан обладать профессиональными знаниями о потребляемых товарах и услугах, его компетенция ограничивается преимущественно правилами пользования ими. В этом заключается гуманитарная составляющая качества товара. Именно правила его использования позволяют определить возможности товара в конкретной потребительской ситуации. Например, безопасность является базовым свойством, допускающим товар на рынок, а надежность гарантирует исключение возникновения негативных ситуаций. Для потребителя эти параметры в системе потребительской ценности не являются синонимами качества, а служат лишь условиями, необходимыми и достаточными для его использования.

В условиях рыночных отношений и разработчик, и производитель продукции вынуждены с максимальной приближенностью прогнозировать реальные условия ее эксплуатации и с их учетом назначать набор необходимых для этой продукции функций. Итоговой оценкой продукции служит соотношение «цена качество», характеризующее потребительский эффект товара.

1.2.       Физические величины

Физические величины делятся на геометрические, кинематические, динамические и пр.

К геометрически величинам относятся линейный размер объем, угол.

К кинематическими величинам относятся скорость, ускореннее, частота вращения.

К динамическим — масса, расход какого-либо вещества, давление и т. д.

К другим величинам можно отнести время, температуру, цвет освещенность.

Измерением называют совокупность действий, выполняемых с помощью специальных средств, с целью нахождения численных значений измеряемой величины в принятых единицах измерения.

Целью измерения является получение значения физической величины, характеризующей контролируемый объект. Существует множество видов измерений (рис. 1.1).

С помощью измерения сопоставляют измеряемую величину с. единицей измерения, т. е. если имеется некоторая физическая величина Х, а принятая для нее единица измерения Щ, то значение физической величины определяется как

где q — числовое значение физической величины в приняты единицах измерения.

Данное уравнение называют основным уравнением измерений.

Объектом измерений являются физические величины, которыми делятся на основные и производные.

Основные физические величины входят в систему величин и не зависят друг от друга. Они используются для установления связей с другими физическими величинами.

Производные физические величины входят в систему величин и определяются через уравнения, связывающие их с основными физическими величинами.

Основным величинам соответствуют основные единицы измерений, а производным — производные единицы измерений.

Совокупность основных и производных единиц называют системой единиц физических величин.

Первой системой единиц считается метрическая система, где за основную единицу длины был принят метр, за единицу массы — грамм, т. е. масса 1 см химически чистой воды при температуре плюс 4 'С. В 1799 г. были изготовлены первые прототипы (эталоны) метра и килограмма. Кроме этих единиц метрическая система в своем первоначальном варианте включала еще единицу площади — ар (площадь квадрата со стороной 10 м), единицу объема — стер (куб с ребром 10 м) и единицу емкости — литр (куб с ребром 0,1 м).

В 1832 г. было введено понятие системы единиц (совокупность основных и производных единиц). В качестве основных единиц были приняты: единица длины — миллиметр, единица массы — миллиграмм, единица времени — секунда. Эту систему единиц назвали абсолютной.

В 1881 г. была принята система единиц физических величин СГС, названная по начальным буквам основных величин: сантиметр, грамм, секунда.

В начале ХХ в. была предложена еще одна система единиц, получившая название МЯСА (в русской транскрипции). Основные единицы этой системы: метр, килограмм, секунда, ампер; производные: единица силы — ньютон, единица энергии — джоуль, единица мощности — ватт.

Необходимость в единстве измерений появилась давно, но даже сейчас некоторые страны не отказались от исторически сложившихся у них единиц измерения. Так в Великобритании, США, Канаде основной единицей массы считается фунт, причем его величина в Системе британских имперских мер и старой Системе винчестерских мер различна.

Сегодня широкое распространение получила Международная система единиц СИ, основными единицами которой являются:

• единица длины — метр, равен длине пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;

• единица массы — килограмм, равен массе международного прототипа килограмма, представляющего собой цилиндр из сплава платины и иридия;

• единица времени — секунда, равен продолжительности 9192631770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей;

• единица силы электрического тока — ампер, равен силе не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 10 " Н;

• единица термодинамической температуры — кельвин, равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды (допускается также применение шкалы Цельсия);

• единица количества вещества — моль, количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в углероде-12 массой 0,012 кг;

• единица силы света — кандела, сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540. 10" Гц, энергетическая сила излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ватт на стерадиан).

Кроме основных единиц в системе СИ есть дополнительные единицы для измерения плоского и телесного углов — радиан и стерадиан соответственно, а также большое число производных единиц пространства и времени, физических величин в механике, электронике, акустике и т. д. (см. приложение А). Используются также и внесистемные единицы, например, тонна, сутки, литр, гектар и др.

1.3.       Международная система единиц

СИ (SI, фр. Le Système International d'Unités), (Система Интернациональная) — международная система единиц, современный вариант метрической системы. СИ является наиболее широко используемой системой единиц в мире, как в повседневной жизни, так и в науке и технике. Тем не менее, в большинстве научных работ по электродинамике используется Гауссова система единиц, из-за ряда недостатков системы СИ. В частности, в системе СИ напряжённость (В/м) и смещение (Кл/м² (L−2TI)) имеют разную размерность; возникает т. н. диэлектрическая проницаемость вакуума, лишённая физического смысла[1]. В настоящее время СИ принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти всегда используется в области техники, даже в тех странах, в которых в повседневной жизни используются традиционные единицы. В этих немногих странах (например, в США) определения традиционных единиц были изменены — они стали определяться через единицы СИ.

СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.

СИ определяет семь основных и производные единицы физических величин (далее — единицы), а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц и правила записи производных единиц.

Основные единицы: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, то есть ни одна из основных единиц не может быть получена из других.