|
ПРЕДИСЛОВИЕ
Научно-технический прогресс во всех отраслях науки и техники тесно связан с ростом требований к объему и качеству измерительной информации. Информация, генерируемая в процессе измерений, теперь уже является не только источником получения новых знаний или средством проверки научных гипотез, но используется непосредственно для управления технологическими процессами. Поэтому от качества измерительной информации в конечном итоге зависит качество продукции, эффективность ее производства и использования.
Эти обстоятельства резко повышают роль метрологии как науки об измерениях, о методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности измерений. Возрастающая роль метрологии подчеркивается и в Постановлении Совета Министров СССР от 4 апреля 1983 г. «Об обеспечении единства измерений в стране».
Повышение роли метрологии в научном и техническом прогрессе, расширение ее задач обусловило введение в учебные планы ряда специальных высших учебных заведений курса «Основы метрологии». Данное пособие написано в соответствии с программой курса «Основы метрологии» для специальности «Приборы точной механики» машиностроительных высших учебных заведений и отражает опыт преподавания этого курса на факультете АСУПП Московского ордена Трудового Красного Знамени станкоинструментального института (Мосстанкин). Читаемый в Мосстанкине курс «Основы метрологии» имеет свои особенности, нашедшие отражение в настоящем пособии.
Основная особенность заключается в том, что студенты приборостроительной специальности в соответствии с учебным планом изучают такие специальные дисциплины, как «Теория и расчет измерительных приборов», «Приборы и методы измерения физических величин», «Измерительные приборы в машиностроении», «Приборы автоматического контроля» и др. В связи с этим отпадает необходимость изложения в курсе «Основы метрологии» и, следовательно, в этом учебном пособии ряда вопросов, относящихся непосредственно к средствам измерений, их точностному расчету, применению, к вопросам их поверки.
В третьем издании нашли свое отражение те изменения, которые произошли в системе метрологического обеспечения страны за прошедшие годы. Введены уточнения и дополнения в соответствии с государственными стандартами, вышедшими в 1975 — 1984 гг. и последними решениями Генеральных конференций по мерам и весам.
Ценные замечания и предложения по 3-му изданию внес д-р техн. наук проф. В. А. Боднер, которому выражаем глубокое признание.
Глава I
ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ МЕТРОЛОГИИ
§ I. МЕТРОЛОГИЯ — НАУКА ОБ 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.
Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком. Они дают количественную характеристику окружающего мира, раскрывая человеку действующие в природе закономерности. Математика, механика, физика стали именоваться точными науками только потому, что благодаря измерениям оня получили возможность устанавливать точные количественные соотношения, выражающие объективные законы природы. Д. И. Менделеев выразил значение измерений для науки следующим образом: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры».
Все отрасли техники — от строительной механики и машиностроения до ядерной энергетики — не могли бы существовать беэ развернутой системы измерений, определяющих как все техноло гические процессы, контроль и управление ими, так и свойства и качество выпускаемой продукции.
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.
Особенно возросла роль измерений в наш век широкого внедрения новой техники, развития электроники, автоматизации, атомной энергетики, космических полетов. Высокая точность управления полетами космических аппаратов достигнута благодаря современным совершенным средствам измерений, устанавливаемым как на самих космических аппаратах, так и в измерительно-управляю-щих центрах.
Большое разнообразие явлений, с которыми приходится сталкиваться, определяет широкий круг величин, подлежащих измерению. Если в конце XVIII в. при установлении метрической системы мер существовала необходимость лишь в измерении длины,, площади, объема, вместимости и веса, то в настоящее время круг величин, подлежащих измерению, значительно расширился* включив механические, тепловые, электрические, световые и другие величины.
Во всех случаях проведения измерений, независимо от измеряемой величины, метода и средства измерений, есть общее, что составляет основу измерений, — это сравнение опытным путем данной величины с другой подобной ей, принятой за единицу. При всяком измерении мы с помощью эксперимента оцениваем физическую величину в виде некоторого числа принятых для нее единиц, т. е. находим ее значение.
В настоящее время установлено следующее определение измерения: измерение есть нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Простейшим примером измерения является определение с помощью микрометра диаметра обрабатываемого на станке металлического стержня. Вместе с тем в современной технике существуют и более сложные измерения, выполняемые с помощью комплекса специальных средств измерений.
Отраслью науки, изучающей измерения, является метрология. Слово «метрология» образовано из двух греческих слов: метрон — мера и логос — учение. Дословный перевод слова «метрология» — учение о мерах.
Долгое время метрология оставалась в основном описательной наукой о различных мерах и соотношениях между ними. С конца прошлого века благодаря прогрессу физических наук метрология получила существенное развитие. Большую роль в становлении современной метрологии как одной из наук физического цикла сыграл Д. И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период 1892 — 1907 гг.
Метрология в ее современном понимании — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Единство измерений — такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах, в разное время, с использованием разных методов и средств измерений.
Точность измерений характеризуется близостью их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Таким образом, важнейшей задачей метрологии является обеспечение единства и необходимой точности измерений.
В большинстве стран мира мероприятия по обеспечению единства и требуемой точности измерений (узаконение определенных единиц измерений, проведение регулярной поверки мер и измерительных приборов, находящихся в эксплуатации, испытания вновь выпускаемых средств измерений) установлены законодательно. Поэтому один из разделов метрологии называется законодательной метрологией и включает 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 измерений и единообразия средств измерений.
§ 2. ЗНАЧЕНИЕ МЕТРОЛОГИИ ДЛЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА И ЕЕ РОЛЬ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ СТРАНЫ
Метрология имеет большое значение для прогресса естественных и технических наук, ибо повышение точности измерений — одно из средств совершенствования путей познания природы человеком, открытий и практического применения точных знаний.
Точные измерения неоднократно позволяли делать фундаментальные открытия. Так, американским ученым А. А. Майкельсоном был поставлен опыт для обнаружения небольшого ожидаемого смещения интерференционной картины, вызываемого, по существовавшему в то время мнению, взаимным движением источника и приемника света. Однако тщательные измерения показали, что смещения не происходит. Результаты этого эксперимента были использованы А. Эйнштейном при создании одной из важнейших теорий современной физики — теории относительности. Повышение точности измерения плотности воды привело в 1932 г. к открытию тяжелого изотопа водорода — дейтерия, ничтожное содержание которого в обычной воде увеличивает ее плотность.
Современная научно-техническая революция обусловила развитие метрологии, связанное с усовершенствованием эталонов, разработкой новых методов точных измерений, осуществлением мероприятий по обеспечению единства и требуемой точности измерений.
Велико практическое значение метрологии для народного хозяйства страны. Она служит научной основой измерительной техники.
Под измерительной техникой, в широком смысле этого слова, понимают как все технические средства, с помощью которых выполняют измерения, так и технику проведения измерений.
Измерительная техника в торговле, промышленности, транспорте, связи, медицине и других отраслях народного хозяйства занимает значительное место среди материальных и трудовых ресурсов современного общества. Только в СССР ежедневно выполняются несколько миллиардов различных измерений, они составляют сущность профессии не менее 3 миллионов трудящихся. Доля затрат на измерительную технику в настоящее время достигает 20 — 25% всех затрат на оборудование в машиностроении, в радиоэлектронной, химической, самолетостроительной и ряде других отраслей промышленности.
Для удовлетворения нужд народного хозяйства страны в проведении измерений на необходимом научно-техническом уровне создана Государственная метрологическая служба СССР, задача которой — обеспечение единства и достоверности измерений и единообразия средств измерений.
Особую роль играет метрология в решении важнейшей задачи,
стоящей перед нашей промышленностью — повышении технического уровня и качества продукции, и не только потому, что все показатели качества представляют собой величины, контролируемые при помощи соответствующих средств измерений. Современное развитие технологии производства свидетельствует об органической связи ее с метрологией и требует обеспечения необходимых параметров качества в процессе производства продукции. В машиностроении это достигается путем применения активного контроля при изготовлении изделий на металлообрабатывающих станках, в металлургической, химической и других отраслях промышленности путем автоматического регулирования производственных процессов.
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.
§ 3. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
Измерение является важнейшим понятием в метрологии. Это организованное действие человека, выполняемое для количественного познания свойств физического объекта с помощью определения опытным путем значения какой-либо физической величины.
Существует несколько видов измерений. При классификации их обычно исходят из характера зависимости измеряемой величины от времени, вида уравнения измерений, условий, определяющих точность результата измерений, и способов выражения этих результатов.
По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяются на:
статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени,
динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.
Статическими измерениями являются, например, измерения размеров тела, постоянного давления, динамическими — измерения пульсирующих давлений, вибраций.
По способу получения результатов измерений (виду уравнения измерений) их разделяют на прямые, косвенные, совокупные к совместные.
Прямые — это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно - из опытных данных. Прямые измерения можно выразить формулой Q=X, где Q — искомое значение измеряемой величины, а X — значение, непосредственно получаемое из опытных данных.
При прямых измерениях экспериментальным операциям подвергают измеряемую величину, которую сравнивают с мерой непосредственно или же с помощью измерительных приборов, градуированных в требуемых единицах. Примерами прямых измере-
ний служат измерения длины тела масштабной линейкой, массы при помощи весов и др. Прямые измерения широко применяются в машиностроении (измерения размерных параметров), а также при контроле технологических процессов (измерение давления, температуры и др.).
Косвенные — это измерения, при которых искомую величину определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.
При косвенных измерениях измеряют не собственно определяемую величину, а другие величины, функционально с ней связанные. Значение измеряемой величины находят путем вычисления по формуле Q=f(X 1, Хг, Хз, ), где Q — искохмое значение косвенно измеряемой величины; f — знак функциональной зависимости, форма которой и природа связанных ею величин заранее известны; Xi, Хг, Х3, ... — значения величин, измеренных прямым способом.
Примерами косвенных измерений могут служить определение объема тела по прямым измерениям его геометрических размеров, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения.
Косвенные измерения широко распространены в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат. Роль косвенных измерений особенно велика при измерении величин, недоступных непосредственному экспериментальному сравнению, например размеров астрономического или внутриатомного порядка.
Совокупные — это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомую величину определяют решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.
Примером совокупных измерений является определение массы отдельных гирь набора (калибровка по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь).
«Пусть, например, необходимо произвести калибровку разновеса., состоящего из гирь массой 1, 2, 2*, 5, 10 и 20 кг (звездочкой «отмечена гиря, имеющая то же самое номинальное значение). Калибровка состоит в определении массы каждой гири по одной образцовой гире, например по гире массой 1 кг. Для этого проведем измерения, меняя каждый раз комбинацию гирь (цифры показывают массу отдельных гирь, 1 об — обозначает массу образцовой гири в 1 кг): ...
Буквы а, Ь, с и d означают грузики, которые приходится прибавлять или отнимать от массы гири, указанной в правой
части уравнения, для уравновешивания весов. Решив эту систему уравнений, можно определить значение массы каждой гири.
Совместные — это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимостей между ними.
В качестве примера совместных измерений можно назвать из* мерение электрического сопротивления при 20°С и температурных коэффициентов измерительного резистора по данным прямых измерений его сопротивления при различных температурах.
По условиям, определяющим точность результата, измерения делятся на три класса.
1. Измерения максимально возможной точности, достижимой, при существующем уровне техники.
К ним относятся в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин, и, кроме того, измерения физических констант, прежде всего универсальных (например, абсолютного значения ускорения свободного падения, гиромагнитного отношения протона и др.).
К этому же классу относятся и некоторые специальные измерения, требующие высокой точности.
2. Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых: с определенной вероятностью не должна превышать некоторое заданное значение.
К ним относятся измерения, выполняемые лабораториями государственного надзора за .внедрением и соблюдением стандартов и состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями и осуществляемые такими средствами измерений и по такой методике, которые гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающую некоторого, заранее заданного значения.
3. Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений.
Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на машиностроительных предприятиях, на щитах распределительных устройств электрических станций и др.
По способу выражения результатов измерений различают абсолютные и относительные измерения.
Абсолютными называются измерения, которые основаны на прямых измерениях одной или нескольких основных величин или на использовании значений физических констант.
Примером абсолютных измерений может служить определение Длины в метрах, силы электрического тока в амперах, ускорения свободного падения в метрах на секунду в квадрате.
Относительными называются измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.
В качестве примера относительных измерений можно привести измерение относительной влажности.воздуха, определяемой как отношение количества водяных паров в 1 м3 воздуха к количеству водяных паров, которое насыщает 1 м3 воздуха при данной температуре.
Основными характеристиками измерений являются: принцип
измерений, метод измерений, погрешность, точность, правильность и достоверность измерений.
Принцип измерений — физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерений. Например, измерение массы тела при помощи взвешивания с использованием силы тяжести, пропорциональной массе, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта.
Метод измерений — совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Средствами измерений являются используемые технические средства, имеющие нормированные метрологические свойства.
Погрешность измерений — разность между полученным при измерении X и истинным Q значениями измеряемой величины. Погрешность измерения А определяется формулой Х=Х — Q.
Погрешность измерений вызывается несовершенством методов •и средств измерений, непостоянством условий наблюдения, а также недостаточным опытом наблюдателя или особенностями его органов чувств.
Как указывалось выше, точность измерений — это характеристика измерений, отражающая близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
Количественно точность можно выразить величиной, обратной модулю относительной погрешности:
Например, если погрешность измерений равна 10-2% = 10-4, то точность равна 104.
Правильность измерения определяется как качество измерения, отражающее близость к нулю систематических погрешностей результатов (т. е. таких погрешностей, которые остаются постоянными или закономерно изменяются при повторных измерениях одной и той же величины). Правильность измерений зависит, в частности, от того, насколько действительный размер единицы, в которой выполнено измерение, отличается от ее истинного размера (по определению), т. е. от того, в какой степени были правильны (верны) средства измерений, использованные для данного вида измерений.
Важнейшей характеристикой качества измерений является их достоверность; она характеризует доверие к результатам измерений и делит их на две категории: достоверные и недостоверные, в зависимости от того, известны или неизвестны вероятностные характеристики их отклонений от истинных значений соответствующих величин. Результаты измерений, достоверность которых неизвестна, не представляют ценности и в ряде случаев могут служить источником дезинформации.
Наличие погрешности ограничивает достоверность измерений, т. е. вносит ограничение в число достоверных значащих цифр числового значения измеряемой величины и определяет точность, измерений.
§ 4. ГОСУДАРСТВЕННЫЕ НАУЧНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ УЧРЕЖДЕНИЯ СССР
Первым научным метрологическим учреждением в России была созданна в 1893 г. Д. И. Менделеевым Главная палата мер и весов. Ее задача состоял: в «сохранении в государстве единообразия, верности и взаимосоответствия ме[ и весов». Главная палата провела большую работу по организации метрологи ческой службы в России, а в период 1918 — 1927 гг. — по внедрению метрическо! системы мер в СССР.
Д. И. Менделеев, руководя Главной палатой мер и весов в течение послед них пятнадцати лет своей жизни, не только лично участвовал в важнейших на учных метрологических исследованиях (возобновлении прототипов русских мер точных измерениях массы, определении плотности спиртовых растворов, изме рении ускорения свободного падения и др.), но и создал центральное метроло гическое учреждение, стоящее на уровне науки своего времени, организован поверочное дело в стране.
В настоящее время на базе Главной палаты существует высшее научна метрологическое учреждение нашей страны — НПО ВНИИМ им. Д. И. Менделеева.
В лабораториях института разрабатываются и хранятся государственны! эталоны единиц измерений, разрабатываются и совершенствуются методы точ ных измерений физических величин, определяются физические константы, ха рактеристики веществ и материалов. Тематика научных работ института охва тывает: линейные, угловые, оптические и фотометрические измерения, измере ния массы, плотности, вязкости, силы, твердости, скорости, ускорений, вибра ций, давлений, вакуума, измерения температурных, теплофизических, термохимических характеристик, pH-измерения, измерения влажности, составш газов, акустические, электрические и магнитные, радиотехнические и ионизирую щих излучений.
В настоящее время в НПО «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» осуществляете: цикл работ по созданию новой системы взаимоувязанных естественных этало нов, основанных на применении фундаментальных физических констант и мак роскопических квантовых эффектов (эталон вольта, основанный на эффект! Джозефсона, эталон Ома с использованием эффекта квантования сопротивле ния Холла).
В 1955 г. под Москвой был создан второй крупнейший метрологически центр нашей страны — Всесоюзный научно-исследовательский институт физике технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ). Институт разраба тывает эталоны и средства точных измерений в ряде важнейших облаете науки и техники, имеющих особое значение для научно-технического прогрессе в радиоэлектронике, службе времени и частоты, акустике, в области ионизирую Щих излучений, высоких давлений, низких температур, автоматизации, анализ и обработки информации. Институт имеет филиал в Казани.
В Москве на базе существующего с 1934 г. Московского государственног института мер и измерительных приборов в 1955 г. создан Всесоюзный научно исследовательский институт Государственного комитета стандартов Совета Ми нистров СССР (ВНИИГК), являющийся головной научной организацией в об ласти прикладной и законодательной метрологии. С 1972 г. институт реоргани зован во Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологическо; службы (ВНИИМС).
Кроме трех всесоюзных научно-исследовательских метрологических институтов в настоящее время работают научно-исследовательские метрологические институты в Харькове, Новосибирске, Свердловске (свердловский филиал ВНИИМ), Тбилиси, Иркутске, Хабаровске и Львове.
В союзных республиках организованы республиканские центры стандартизации и метрологии (РЦСМ) или распубликаиские лаборатории государственного надзора за стандартизацией и измерительной техникой (РЛГН), зональные и межобластные центры стандартизации и метрологии (ЦСМ), а в областных центрах и крупных городах — лаборатории государственного надзора за внедрением и соблюдением стандартов и состоянием измерительной техники (ЛГН) и их отделения.
Руководство метрологическими учреждениями страны осуществляет Государственный комитет СССР по стандартам (Госстандарт).
§ 5. МЕЖДУНАРОДНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ОРГАНИЗАЦИИ
Рост культурных и экономических связей между странами поставил в ка-честве неотложной задачи обеспечение международного единообразия мер.
Первым шагом в этом направлении было установление в конце XVIII века -во Франции, в период Великой Французской революции, метрической системы мер, которая, по мысли ее создателей, должна была служить «на все времена, для всех народов». Однако только во второй половине XIX века метрическая система получила признание в качестве международной. В этом направлении большую роль сыграла Петербургская Академия наук.
В 1870 г. в Париже по предложению Петербургской Академии наук было созвано совещание, которое должно было «принять меры для привлечения внимания правительств разных стран к необходимости установления прототипов мер». Петербургская Академия наук предложила организовать международную комиссию, которой было бы поручено изготовить прототипы мер длины и массы. Такая комиссия была организована и в 1872 г. приняла решение о создании платино-иридиевых эталонов метра и килограмма, которые должны были представлять основные единицы метрической системы.
20 мая 1875 г. 17 государств, в том числе и Россия, на Международной Дипломатической конференции по метру (в которой участвовали дипломатические представители этих стран) «для обеспечения международного единства и усовершенствования метрической системы» подписали Метрическую конвенцию.
В соответствии с эгой конвенцией устанавливалось международное сотрудничество стран, подписавших ее, путем:
а) создания научного учреждения — Международного бюро мер и весов (МБМВ), содержащегося на средства всех стран, подписавших Метрическую конвенцию;
б) учреждения Международного комитета мер и весов (МКМВ) в составе ученых разных стран, осуществляющего руководство деятельностью Международного бюро мер и весов;
в) созыва не реже одного раза в шесть лет генеральных конференций по мерам и весам (ГК.МВ) для «обсуждения и принятия необходимых мер по распространению и усовершенствованию метрической системы».
Международное бюро мер и весов, находящееся в Севре (близ Парижа), хранит международные прототипы мер (метра и килограмма), имеет международные эталоны электрических и световых единиц и радиоактивности, организует регулярные международные сличения национальных эталонов длины, массы, электродвижущей силы, электрического сопротивления, силы света, светового потока, источников ионизирующих излучений, а также отдельные международные сличения исходных образцовых мер (платиновых термометров сопротивления, температурных ламп, измерительных приборов на сверхвысоких частотах и др.).
При Международном комитете мер и весов функционируют семь консультативных комитетов: по единицам, по определению метра, по определению секунды, по термометрии, по электричеству, по фотометрии н по эталонам для измерений ионизирующих излучений.
В 1933 г. ученые ВНИИМ поставили на Генеральной конференции по мерам Я весам вопрос о международном сотрудничестве н в области законодательной метрологии. Этот вопрос изучался на Международной конференции по прикладной метрологии (1937 г.) и во Временном международном комитете законодательной метрологии (1946 — 1956 гг.). В результате этого в 1956 г. была подписана межправительственная конвенция об учреждении Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ).
МОЗМ призвана решать следующие основные задачи:
а) создание центра документации и информации о .национальных службах контроля за измерительными приборами, подлежащими надзору в соответствии с правилами, установленными законами, и об их поверке;
б) перевод и издание текстов законодательных правил об измерительных приборах и их использовании;
в) изучение с целью унификации методов и правил решения тех задач законодательного и распорядительного характера в области законодательной метрологии, которые представляют международный интерес;
г) составление типового проекта закона и регламента, относящихся к измерительным приборам и их применению;
д) разработка проекта материальной организации типовой службы по поверке измерительных приборов и контролю за ними;
е) установление характеристик и качеств, которые должны быть присущи измерительным приборам, рекомендованным для применения в международном масштабе.
При организации существует Международное бюро законодательной метрологии, находящееся в Париже. Его деятельностью руководит Международный комитет законодательной метрологии. В соответствии с конвенцией не реже одного раза в шесть лет созываются международные конференции по законодательной метрологии, в которых участвуют полномочные представители всех стран — членов организации. В Международной организации законодательной метрологии в настоящее время функционируют 140 секретариатов-докладчиков, закрепленных за .метрологическими службами отдельных стран и разрабатывающих как общие вопросы законодательной метрологии (понятие о типах, образцах и системах смертельных приборов, классы точности измерительных приборов, клеймение и маркировка мер и измерительных приборов, составление словаря законодательной! метрологии), так и вопросы, относящиеся к отдельным видам измерительных приборов (весам, тахометрам, манометрам, водомерам, счетчикам горючего, электрическим счетчикам, влагомерам зерна, спиртомерам, медицинским термометрам и др.).
Особое значение в международном сотрудничестве имеет сотрудничество метрологов стран — членов СЭВ. При Постоянной Комиссии СЭВ по сотрудничеству в области стандартизации в 1971 г. была создана секция по метрологии, одной из главных задач которой является совершенствование эталонной базы каждой из стран — членов СЭВ. Для доведения результатов совместных научно-исследовательских работ до практического использования создано НПО «Интер-эталонприбор».
В 1958 г. по инициативе научно-технических обществ ряда стран была создана Международная Конференция по измерительной технике и приборостроению (ИМЕКО), объединяющая в настоящее время научно-технические общества по измерительной технике и приборостроению разных стран мира. ИМЕКО регулярно, раз в три года, созывает международные конгрессы по измерительной технике и приборостроению. В промежутках между конгрессами проводятся симпозиумы по отдельным проблемам метрологии, измерительной техники и технологии приборостроения. Генеральный Комитет ИМЕКО находится в Будапеште (Венгрия).
§ 6. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ МЕТРОЛОГИИ
Программа КПСС устанавливает, что «максимальное ускорение научно-технического прогресса — важнейшая всенародная задача». Научно-технический прогресс определяет и уровень материального благосостояния народа, и темпы строительства материально-технической базы коммунизма. Ускорение научно-технического прогресса находится в прямой связи с интенсивным развитием метрологии и техники точных измерений, необходимых как для развития естественных и точных наук, так и для создания новой технологии и усовершенствования средств технического контроля и управления. Все это ставит перед метрологией ряд важнейших задач.
В области единиц измерений одной из основных задач является унификация их на базе широкого внедрения единой Международной системы единиц (СИ). Эта система обеспечивает единообразие применяемых единиц для всех областей науки и техники.
Значительно повышаются требования к высшему звену в средствах измерений — к эталонам. Точность измерений в промышленности во многих случаях приближается к предельно возможной при данном состоянии техники и, следовательно, к точности самих эталонов. На очереди дня стоит все более широкое использование фундаментальных физических констант и атомных постоянных, характеризирующихся высокой стабильностью, в качестве основы новых, более совершенных эталонов.
Для поддержания единства измерений, проводимых в разных местах и в разное время, необходимо обеспечить передачу размера единиц от эталонов образцовым, а от них рабочим средствам измерений с наименьшей потерей точности. Устройство современных эталонов и способы передачи размера единиц должны обеспечивать выполнение этого требования.
Неотложной задачей является распространение точных измерений на области очень малых и больших значений измеряемых величин (малых и больших масс, глубокого вакуума и сверхвысоких давлений, сверхнизких и сверхвысоких температур, сверхвысоких частот и др.). Необходимость передачи размера единиц измерений приборам, измеряющим исчезающе малые или сверхбольшие значения величин, часто не позволяет ограничиваться одним эталоном и требует создания нескольких независимых специальных эталонов для одной и той же величины.
Большое значение также приобретают вопросы проведения предельно точных измерений в особых нестационарных условиях, при динамических режимах, при больших ускорениях, высоких или очень низких температурах, давлениях, частотах.
Развитие измерительных и измерительно-управляющих систем привело к качественным изменениям самого процесса измерения Кроме величин, сравнивают процессы, имеющие многочисленные параметры и характеристики. Метрологическое обеспечение должно быть распространено и на измерительно-управляющие системы.
Важные задачи стоят и в области теории измерений. Развитие математической статистики и теории случайных функций оказывает влияние на вопросы метрологической обработки результатов измерений.
Ширикое применение автоматических методов контроля и регулирования требует дополнений к сложившимся метрологическим понятиям и представлениям. Методы и средства измерений, используемые в медицине, строительстве, химической промышленности и других отраслях науки и техники, должны быть усовершенствованы.
Служа научной основой измерительной техники, метрология должна обеспечивать необходимую надежность и правильность получаемой измерительной информации, а также законодательно определять единство измерений в стране, единство методов и средств контроля технологических процессов и испытания продукции. Метрология и обобщает практический опыт в этой области, и соответственно направляет развитие измерительной техники.
Метрология органически связана со стандартизацией, и эта связь выражается прежде всего в стандартизации единиц измерений, системы государственных эталонов, средств измерений и методов поверки, в создании стандартных образцов свойств и состава вещества. В свою очередь, стандартизация опирается на метрологию, обеспечивающую правильность и сопоставимость результатов испытаний материалов и изделий, а также заимствует из метрологии методы определения и контроля показателей качества.
В тесном взаимодействии метрология и стандартизация являются важными рычагами технического прогресса во всех областях науки и народного хозяйства страны.
KOHEЦ ГЛАВЫ И ФPAГMEHTA КНИГИ
|
