Основи метрології та метрологічна діяльність

Метрологія – наука про вимірювання, методи та засоби забезпечення їх єдності та способи досягнення необхідної точності.

Вимірювання – знаходження значень фізичної величини дослідним шляхом за допомогою спеціальних засобів; при цьому визначається дійсний розмір (вимірювання вала штангенциркулем).

Контроль – процес отримання та обробки інформації про об’єкт з метою визначення його придатності. Результатом контролю являється тільки якісна оцінка виробу, а не кількісна, яку можна отримати тільки в результаті вимірювання.

Міра – засіб вимірювання, призначений для відтворення величини заданого розміру (однозначні – гиря та багатозначні – рулетка).

Еталон одиниці фізичної величини – засіб вимірювань офіційно затверджений для відтворення одиниці з найвищою досяжною точністю.

Метрологія умовно ділиться на три частики:

– теоретичну метрологію, яка розглядає загальні проблеми теорії вимірювання, метрологічні системи тощо;

– прикладну метрологію, яка займається теорією і практикою забезпечення гарантованої точності вимірювання та вимірювальних систем;

– законодавчу метрологію, що охоплює питання метрологічної діяльності, її регламентації, контролю з боку держави з метою захисту інтересів держави і споживачів.

Задачі метрології:

1) встановлення одиниць фізичних величин;

2) створення зразкових засобів вимірювання;

3) визначення фізичних констант та фізико-хімічних властивостей речовин та матеріалів, а також створення стандартних зразків цих речовин;

4) розробка стандартних методів та засобів випробування та контролю якості продукції;

5) розробка теорій вимірювань та методів оцінки похибки;

6) нагляд за приладобудуванням та експлуатацією вимірювальних засобів;

7) систематична перевірка мір та  вимірювальних приладів.

В Україні застосовуються одиниці вимірювань Міжнародної системи одиниць (SI), прийнятої Генеральною конференцією з мір та ваг і рекомендованої Міжнародною організацією законодавчої метрології, а саме:

1) метр – одиниця довжини (позначення одиниці:

українське — м, міжнародне — m);

2) кілограм – одиниця маси (позначення одиниці:

українське — кг, міжнародне — kg);

3) секунда – одиниця часу (позначення одиниці:

українське — с, міжнародне — s);

4) ампер – одиниця сили електричного струму (позначення

одиниці: українське — А, міжнародне — A);

5) кельвін – одиниця термодинамічної температури

(позначення одиниці: українське — К, міжнародне — K);

6) кандела – одиниця сили світла (позначення одиниці:  українське — кд, міжнародне — cd);

7) моль – одиниця кількості речовини (позначення одиниці:

українське — моль, міжнародне — mol)

Додаткові одиниці системи SI:

– радіан (рад) – плоский кут

– стерадіан (ср) – тілесний кут.

Похідні одиниці системи SI отримують за допомогою рівнянь зв’язків між фізичними величинами:

– одиниця сили – ньютон (Н) = (кГ*м*с–2),

– одиниця тиску – паскаль (Па) = (Н/м2)

та ін.

З метою приведення законодавства  у сфері метрології та метрологічної діяльності до європейського та міжнародного, прийнято Закон України від 05.06.2014 № 1314-VII “Про метрологію та метрологічну діяльність”, який набрав чинності з 01.01.2016.

Положення цього Закону  викладені відповідно до вимог директиви Міжнародної організації законодавчої метрології OIML D1 “Розгляд Закону про метрологію”.

Цей Закон регулює відносини, що виникають в процесі провадження метрологічної діяльності.

Закон складається із десяти розділів, що містять 32 статті.

Розділ 1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Розділ 2. ОДИНИЦІ ВИМІРЮВАННЯ. НАЦІОНАЛЬНІ ЕТАЛОНИ. ВИМІРЮВАННЯ. ЗАСОБИ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

Розділ 3. НАЦІОНАЛЬНА МЕТРОЛОГІЧНА СЛУЖБА

Розділ 4. ОЦІНКА ВІДПОВІДНОСТІ ТА ПОВІРКА ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

Розділ 5. МЕТРОЛОГІЧНИЙ НАГЛЯД

Розділ 6. КАЛІБРУВАННЯ

Розділ 7. ФІНАНСУВАННЯ МЕТРОЛОГІЧНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

Розділ 8. ВИЗНАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ МЕТРОЛОГІЧНИХ РОБІТ, ПРОВЕДЕНИХ В ІНШИХ ДЕРЖАВАХ

Розділ 9. ВІДПОВІДАЛЬНІСТЬ ЗА ПОРУШЕННЯ ЗАКОНОДАВСТВА ПРО МЕТРОЛОГІЮ ТА МЕТРОЛОГІЧНУ ДІЯЛЬНІСТЬ

Розділ 10. ПРИКІНЦЕВІ ТА ПЕРЕХІДНІ ПОЛОЖЕННЯ

Закон регулює діяльність Державної метрологічної системи.

Державна метрологічна система

створює необхідні засади для забезпечення єдності вимірювань у державі, а її діяльність спрямована на:

* реалізацію єдиної технічної політики у сфері метрології;

* захист громадян і національної економіки від наслідків недостовірних результатів вимірювань;

* підвищення рівня фундаментальних досліджень і наукових розробок;

* економію всіх видів матеріальних ресурсів;

* забезпечення якості та конкурентоспроможності вітчизняної продукції;

* створення    нормативно-правових, нормативних,   науково-технічних   та організаційних   основ    забезпечення єдності вимірювань у державі.

До сфери законодавчо регульованої метрології

належать такі види діяльності:

1) забезпечення захисту життя та охорони здоров’я громадян;

2) контроль якості та безпечності харчових продуктів і лікарських засобів;

3) контроль стану навколишнього природного середовища;

4) контроль безпеки умов праці;

5) контроль безпеки дорожнього руху та технічного стану транспортних засобів;

6) топографо-геодезичні, картографічні та гідрометеорологічні роботи, роботи із землеустрою;

7) торговельно-комерційні операції та розрахунки між споживачем і постачальником (виробником, виконавцем);

8) обчислення сум податків і зборів, податковий та митний контроль;

9) роботи, пов’язані з визначенням параметрів будівель, споруд і території забудови;

10) роботи із забезпечення технічного захисту інформації згідно із законодавством;

11) роботи з використання апаратури глобальних супутникових навігаційних систем;

12) роботи, що виконуються за дорученням органів досудового розслідування, органів прокуратури та судів;

13) реєстрація національних і міжнародних спортивних рекордів.

Вимірювання бувають:

1) прямі – шукане значення вимірювальної величини знаходять безпосередньо з дослідницьких даних (вимірювання штангенциркулем, кутоміром);

2) непрямі – шукане значення величини визначають на основі відомої залежності між цією величиною та величинами, що підлягають прямим вимірюванням (міжосьова відстань двох отворів, середній діаметр різьби методом трьох дротиків);

3) контактні  – безпосередній контакт робочих поверхонь вимірювального засобу з вимірювальною поверхнею (штангенциркуль, мікрометр);

4) безконтактні – відсутність контакту робочих поверхонь вимірювального засобу з вимірювальною поверхнею (мікроскоп, оптичний проектор);

5) абсолютні – вимірювання засновано на прямих вимірюваннях фізичної величини та використанні значень фізичних констант (штангенциркуль, мікрометр);

6) відносні – вимірювання засновано на порівнянні вимірювальної величини з відомим значенням міри.

Метрологічні показники засобів вимірювання:

1) ціна ділення – різниця значення величин, що відповідають двом сусіднім відміткам шкали;

2) межа вимірювань – найбільше та найменше значення вимірюваної величини, для якої нормовані припустимі похибки

3) похибки вимірювання d – відхилення результату вимірювання Х від правдивого значення Q;

4) межа допусимої похибки – найбільша похибка засобів вимірювання, при якій воно може бути признано придатним та допущеним до застосування.

Похибки вимірювання  підрозділяють по виду на:

– систематичні похибки – похибки, які залишаються постійними при усіх повторювальних вимірюваннях одного й того ж об’єкта або змінюються від вимірювання до вимірювання, підкоряючись при цьому ясній закономірності. (похибки показань приладу при неправильному градуюванню шкали; похибки мір, по яким виконували встановлення  на нуль приладу);

– випадкові похибки – похибки, які скривлюють  результати послідовних вимірювань одного й того ж об’єкта то в одну, то в іншу сторону, не підкоряючись ясній закономірності. (коливання температурного режиму; невраховувані зсуви окремих частин апаратури; обмеження чутливості, пов’язані з зазорами, тертям та деформаціями елементів приладів);

– грубі похибки – випадкові похибки, які значно перебільшують похибки, очікувані при даних умовах вимірювання (неправильний відлік за шкалою приладу, неправильне встановлювання вимірювальної деталі).