2) в количественном отношении – это индивидуальное свойство конкретного предмета; различают длину, ширину и высоту предмета; по этим параметрам судят о различии предметов между собой.
Термин "физическая величина" применяется не только в физике, но и в химии и в других науках, когда для оценки количественного содержания свойства объекта требуется применение физических методов (эксперимента). Метрология имеет дело с измеримыми физическими величинами, присущими конкретным предметам, явлениям, процессам, т. е. величинами ограниченных размеров, выражающихся как размер физической величины.
Размер физической величины (или кратко размер величины) – количественная характеристика физической величины, присущая конкретному предмету, системе, явлению или процессу.
Единица физической величины определяется по действующему стандарту как физическая величина, которой соответственно присвоено значение, равное единице. Совокупность основных единиц, служащих базой для установления связей с другими производными, физическими единицами в метрологии называется системой единиц физической величины. В процессе измерений специалист (метролог, лаборант, эксперт) стремится получить значение физической величины, соответствующее тому или иному размеру величины.
При выполнении точных измерений метрологи (и другие специалисты) оперируют понятиями:
1) измеряемая физическая величина – величина, подлежащая измерению, измеряемая или измеренная в соответствии с основной целью измерительной задачи;
2) влияющая физическая величина – не измеряемая данным средством измерений, но оказывающая влияние на него и объект измерений таким образом, что это приводит к искажению результата измерений.
26 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СЕРТИФИКАЦИИ ТОВАРОВ И СИСТЕМ КАЧЕСТВА
Определение понятия "метрологическое обеспечение" было приведено в ГОСТе 1.25–76 как обеспечение, необходимое для достижения единства и требуемой точности измерений.
При сертификации товаров и систем качества осуществляется метрологическое обеспечение необходимых измерений и испытаний.
Метрологическое обеспечение испытаний товаров исистем качества, представленных для сертификации, предполагает:
1) наличие необходимых средств измерений, зарегистрированных в Госреестре;
2) наличие испытательного оборудования, соответствующего требованиям нормативных документов на методики проведения испытаний;
3) использование только аттестованных методик выполнения измерений;
4) удовлетворительное состояние средств измерений и испытательного оборудования, наличие и соблюдение графиков их аттестации и проверки;
5) наличие и достаточность средств измерений, представленных для проведения периодической аттестации испытательного оборудования;
6) обязательное наличие протоколов первичной и периодической аттестации испытательного оборудования, графиков их проведения.
Метрологическую основу процесса испытаний товаров и систем качества, представленных на сертификацию, составляют:
1) комплекс стандартов государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ);
2) нормативно-технические и просто технические документы, регламентирующие требования к товарам и системам качества и методам соответствующих испытаний;
3) нормативно-технические документы, регламентирующие требования к средствам измерений и испытаний и порядок их использования;
4) комплекс стандартов, регламентирующих организационно-методические и нормативно-технические основы измерений и испытаний;
5) комплекс стандартов системы разработки и постановки товаров на производство (т. е. изготовление).
Основной документ, определяющий качество технологического процесса измерений и испытаний при указанной сертификации, – методика измерений и испытаний. Метрологическое обеспечение сертификации товаров и систем качества базируется на следующей нормативно-методической основе единства испытаний и измерений:
1) ГОСТ Р 51672–2000 "Метрологическое обеспечение испытаний продукции (в том числе товаров) для целей подтверждения соответствия". Основные положения;
2) ГОСТ Р ИСО 5725 "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений (в шести частях)";
3) ГОСТ Р 8.563–96 "Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений";
4) ГОСТ Р ИСО 5725–2–2002 "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. ‹Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений›.
27 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И НАДЗОР
Очень важное значение для развития и функционирования всего хозяйственного комплекса России имеет Государственный метрологический контроль и надзор – деятельность, осуществляемая органом государственной метрологической службы или метрологической службой юридического лица в целях проверки соблюдения установленных метрологических правил и норм. Метрологический контроль и надзор осуществляют метрологические службы РФ путем:
1) утверждений типа средств измерений;
2) поверок средств измерений;
3) лицензирования деятельности юридических и физических лиц по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений;
4) надзора за:
а) выпуском, состоянием и применением средств измерений, аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами единиц величин, соблюдением метрологических правил и норм;
б) количеством фасованных товаров в упаковках любого вида при их расфасовке и продаже;
в) количеством товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций.
Первой и главной составляющей государственного метрологического контроля является утверждение типа продукции, средств измерения, систем качества и т. д. Оно проводится в целях обеспечения единства измерений в нашей стране и постановки на производство (изготовление) средств измерения или соответствия установленным требованиям действующих национальных стандартов.
Государственная метрологическая служба по контролю и надзору включает головное предприятие ВНИИМС, государственные научные метрологические центры и центры стандартизации и метрологии в субъектах Российской Федерации.
На правительственном уровне РФ принято типовое положение о метрологических службах, которые были организованы в министерствах, ведомствах, организациях и на предприятиях. Руководство деятельностью Государственной метрологической службы, Государственной службы стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов, Государственной службы стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии на основании постановления Правительства Российской Федерации от 17 июня 2004 г. за № 294. На вышеперечисленные организации возложены обязанности по метрологическому контролю и надзору, а также по обеспечению единства измерений, независимо от времени и места их проведения.
Кроме того, они же осуществляют деятельность по выполнению функции создания государственных и вторичных эталонов, разработки систем передачи размеров единиц физических величин рабочим средствам, надзора за производством (изготовлением), состоянием, применением и ремонтом средств измерений.
28 ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА НАРУШЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ПРАВИЛ
Ответственность за нарушение метрологических правил и норм установлена в одном из основных документов – Законе РФ от 27 апреля 1993 г. ‹Об обеспечении единства измерения›. В этом Законе заложены правовые основы обеспечения единства измерений на территории Российской Федерации, регулирования отношений государственных органов управления с физическими и юридическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений. Действие указанного Закона направлено на гарантированную защиту прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики Российской Федерации от негативных последствий недостоверных результатов измерений. В статьях Закона РФ ‹Об обеспечении единства измерения› прописаны следующие моменты:
1) определены юридическая ответственность нарушителей метрологических правил и норм, меры предупреждения нарушений (запреты, предписания и т. д., и т. п.);
2) утверждаются типы и способы поверки, сертификации средств измерения;
3) рассматриваются виды и сферы государственного метрологического контроля и надзора;
4) устанавливаются понятие, состав и порядок работы государственной метрологической службы РФ;
5) проводятся измерения в соответствии с методиками Госстандарта России;
6) устанавливается, что государственные эталоны единиц физических величин используются в качестве исходных для воспроизведения и хранения единиц физических величин с целью передачи их размеров всем средствам измерений данных величин на территории Российской Федерации;
7) устанавливаются положения по компетенции Госстандарта России;
8) отдельной статьей Закона оговаривается, что в России применяются единицы величин, входящих в Международную систему единиц;
9) устанавливается, что государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в Российской Федерации осуществляет Комитет Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (т. е. Госстандарт России);
10) в одной из статей Закона оговаривается, что если международными договорами Российской Федерации установлены иные правила, чем те, которые содержатся в законодательстве Российской Федерации об обеспечении единства измерений, то применяются правила международных договоров;
11) в статье Закона приводится основная терминология, используемая в метрологии РФ;
12) устанавливается порядок регулирования отношений, связанных с обеспечением единства измерений в Российской Федерации. В 1994–2005 гг. Правительством РФ в дополнение к упомянутому Закону были приняты подзаконные нормативные акты, уточняющие положения статей по вопросам ответственности за нарушение метрологических норм и правил, в частности, постановление ‹О федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии›.
29 ИЗМЕРЕНИЕ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ
По данным статистики в России ежедневно производится более 100 млрд измерений, причем доля затрат на измерения составляет от 10 до 15 % от всех трудовых затрат, а в отраслях промышленности, производящих сложную технику (электронику, авиационную и космическую), она достигает 50–60 %. Вклад в средства измерений в настоящее время составляет несколько миллиардов рублей. С развитием науки и техники измерения охватывают все новые физические величины, при этом одновременно существенно расширяются диапазоны измерений, которые охватывают сверхмалые и сверхбольшие длины, сверхнизкие и сверхвысокие температуры, сверхмалые и сверхбольшие давления и т. д. Метрологи определяют измерения как регулирующий фактор управления качеством продукции.
Измерение любого вида характеризуется следующими параметрами:
1) погрешностью измерения в виде отклонения (определенной величины) результата измерения от истинного значения измеряемой величины, что является количественной характеристикой качества процесса измерения;
2) сходимость измерений определяется метрологами как качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполненных в одинаковых условиях;
3) достоверность измерения – отражает степень доверия к результатам измерений. Измерения, для которых известны вероятные характеристики отклонения результатов от
истинного значения, относятся к достоверным;
4) воспроизводимость измерений – характеризует качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполненных в различных условиях – в различное время, в различных местах;
5) принцип измерений метрологи определяют как физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений.
В тех случаях, когда значения каких-либо величин находят только по показаниям измерительных приборов, измерения называются прямыми, а если значение искомой величины находят посредством расчетов, то такие измерения определяют как косвенные.
При одновременном измерении нескольких величин для установления зависимости между ними выполняют совместные операции. В ряде случаев значение искомой величины находят путем решения системы уравнений, такие измерения называют совокупными.
При измерениях простых выполняют однократные операции, а при сложных и ответственных – многократные.
Выполнение прямых измерений одной или нескольких величин с использованием физических констант (постоянных величин) дает абсолютное измерение, а измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную, – относительным измерением.
30 ПОНЯТИЕ ОБ ИСПЫТАНИИ И КОНТРОЛЕ
Испытания подразделяются на два основных вида:
1) это технический процесс по определению характеристик какой-либо продукции (или товаров) в соответствии с установленными требованиями ГОСТов или других нормативно-технических документов;
2) определенная совокупность операций, направленных на получение количественных или качественных характеристик продукции (или товаров) и оценку возможности выполнять необходимые функции в заданных условиях. Проводят также испытания средств измерений, намеченных к выпуску приборостроительными предприятиями. Испытания являются важной формой метрологической деятельности. Система государственных испытаний средств измерений сложилась в Российской Федерации еще в период широкомасштабной индустриализации в 1930–е гг. на территории СССР. В те годы Комитет по делам мер и измерительных приборов при СНК (Совете народных комиссаров) СССР начал проводить испытания новых типов средств измерений, предназначенных к серийному производству или ввозу из-за границы партиями. Законодательную основу эта работа (по испытаниям) получила после принятия постановления СНК об обязательном представлении в Комитет для испытания образцов всех вновь изготовляемых измерительных приборов. В дальнейшем она непрерывно расширялась как по объему, так и по содержанию.
В настоящее время она осуществляется как система мероприятий с целью управления качеством средств измерений, выпускаемых в обращение по РФ, включающая:
1) метрологическую экспертизу технических заданий на разработку средств измерений, проводимую по национальному стандарту;
2) государственные приемочные испытания средств измерений, намеченных к серийному выпуску или ввозу из-за рубежа партиями;
3) государственные контрольные испытания образцов, выпускаемых и периодически ввозимых из-за границы партиями средств измерений, проводимые по ГОСТу 8.001–80. Целями государственных испытаний являются:
1) обеспечение единства измерений в РФ, установление рациональной номенклатуры средств измерений;
2) создание условий для эффективного использования парка средств измерений;
3) обеспечение выпуска средств измерений, которые по своему техническому уровню и качеству соответствуют лучшим отечественным и зарубежным образцам или превосходят их.
Система испытаний включает в себя:
1) объект испытания (товар, продукция, изделие, в том числе средство измерения);
2) категорию испытания;
3) испытательное оборудование (или приборы), в том числе регистрирующие или поверочные средства;
4) программу или методики в виде нормативно-технической документации на испытания. Контроль специалисты-метрологи определяют как совокупность целого ряда действий по установлению соответствия характеристик продукции заданным в нормативных документах требованиям.
31 ПОНЯТИЕ О СРЕДСТВЕ ИЗМЕРЕНИЙ. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ И КОМПЛЕКСНЫЕ СРЕДСТВА
Средство измерени й определено действующим национальным стандартом как техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства. В международных нормативно-технических документах понятие средства измерений также дается как устройство, предназначенное для выполнения необходимых измерений в простейшем виде (т. е. элементарном) или в комплексном (т. е. с применением комплекса метрологических приборов). Метрологическая роль средств измерений выражается в свойстве этого средства как хранителя единицы определенной физической величины.
Задача средства измерений хранить единицу физической величины была заложена еще в глубокой древности, когда создавались первые средства измерений в виде примитивных мер длины, массы, объема и других величин.
Хранение единицы – важнейшее свойство метрологической меры, оно характерно как для простых (элементарных), так и для сложных (комплексных) приборов.
При этом имеется в виду, что только путем сопоставления измеряемой физической величины с ее единицей можно получить количественную оценку. Основное требование к средству измерений состоит в том, что оно должно хранить единицу величины для обеспечения возможности выполнения акта (или процесса) измерения.
К элементарным средствам измерений относятся: однозначные меры, многозначные меры, наборы мер, магазины мер, калибры, шаблоны.
Меры – это средства измерения, вещественно воспроизводящие физическую величину заданного размера.
Например, однозначная плоскопараллельная мера длиной 10 мм воспроизводит размер между ее плоскостями, равный 10 мм; угловая однозначная мера – угловая плитка 15° воспроизводит один угловой размер между плоскостями равный 15°.
Многозначная мера воспроизводит ряд одноименных величин различного размера. Например, линейка образцовая воспроизводит своими делениями много линейных размеров на своей шкале. Калибр представляет собой специальную меру, с которой сравниваются размеры различных деталей при изготовлении, он нуждается в поверке (именно в поверке, но не в проверке), т. е. в калибровке; он относится к элементарному средству измерений. Шаблон аналогичен по своему назначению как средству измерений калибру, является элементарной мерой.
Комплексные (или сложные) средства измерений представляют собой комплекс измерительных приборов (или измерительной техники) и автоматических устройств различного вида. К ним относятся: измерительно-вычислительные комплексы (ИВК), измерительные информационные системы (ИИС); измерительные контролирующие, измерительные управляющие и т. д.