Техническое регулирование. Роль и место метрологии в научных исследованиях и разработке новой продукции. (Тема 7)

1. Техническое регулирование: стандартизация, сертификация, метрология

Широгоров Анатолий Анатольевич
Институт биологического приборостроения
с опытным производством РАН
Главный специалист по стандартизации
20 часов
Зачет

2. Тема 7 Роль и место метрологии в научных исследованиях и разработке новой продукции Метрологический надзор и контроль

Теоретическая, прикладная и законодательная
метрология. Виды измерений. Формы и методы
измерений. Средства измерений.
Государственные испытания средств измерений.
Поверка и калибровка средств измерений,
метрологическая аттестация.

3.

• Метрология - наука об измерениях, методах и
средствах обеспечения их единства и способах
достижения требуемой точности.
• Законодательная метрология - раздел
метрологии, предметом которого является
установление обязательных технических и юридических
требований по применению единиц величин, эталонов,
методов и средств измерений, направленных на
обеспечение единства и требуемой точности
измерений.
• Теоретическая (фундаментальная) метрология раздел метрологии, предметом которого является
разработка фундаментальных основ метрологии.
• Практическая (прикладная) метрология - раздел
метрологии, предметом которого являются вопросы
практического применения разработок теоретической
метрологии и положений законодательной
метрологии.
(РМГ 29-2013 Государственная система обеспечения единства
измерений. Метрология. Основные термины и определения)

4.

• Измерение (величины) – процесс экспериментального
получения одного или более значений величины,
которые могут быть обосновано приписаны величине.
• Единица измерения - величина фиксированного
размера, которой присвоено числовое значение, равное
1, определяемая по соглашению для количественного
выражения однородных с ней величин.
• Условная единица измерений - единица, размер
которой установлен по соглашению. (Условными единицами
измерений, в частности, являются основные единицы Международной системы
единиц (SI))
• Абсолютная единица измерений - единица
измерения величины, описываемой абсолютной
шкалой, размер которой однозначно определяется
безразмерным характером измеряемой величины. (В
абсолютных единицах измеряются такие величины, как коэффициенты
отражения, пропускания, усиления, ослабления, затухания и т.п.)

5.

• Средство измерений – техническое средство,
предназначенное для измерений, имеющее
нормированные (установленные)
метрологические характеристики
(измерительный прибор, эталон, стандартный
образец, набор гирь и т.д.)
• Измерительный прибор - средство
измерений, предназначенное для выработки
сигнала измерительной информации в форме,
доступной для непосредственного восприятия
(вольтметр, микрометр, термометр, электронные
весы).

6. Погрешность измерений

• Результат (измерения величины) – множество значений
величины, приписываемых измеряемой величине вместе с другой
доступной и существенной информацией
• Точность измерений; точность результата измерений – близость
измеренного значения к истинному значению измеряемой величины.
• Погрешность (результата измерения) – разность между
измеренным значением величины и опорным значением величины.
• Неопределенность (измерений) – неотрицательный параметр,
характеризующий рассеяние значений величины, приписываемых
измеряемой величине на основании измерительной информации.
• Абсолютная погрешность (измерения) - погрешность
измерений, выраженная в единицах измеряемой величины.
• Относительная погрешность (измерения) - погрешность
измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности
измерения к опорному значению измеряемой величины.
• Приведенная погрешность - погрешность, выраженная
отношением абсолютной погрешности средства измерений к
условно принятому значению величины, постоянному во всем
диапазоне измерений или в части диапазона.

7. Свойства средств измерений

Точность средства измерений - качество средства измерений,
отражающее близость к нулю его погрешности.
Класс точности – обобщенная характеристика данного типа средств
измерений, как правило, отражающая их уровень точности и
выраженная точностными характеристиками средств измерений.
Погрешность средства измерений – разность между показанием
средства измерений и известным опорным (действительным)
значением величины.
Абсолютная погрешность средства измерений - погрешность
средства измерений, выраженная в единицах измеряемой величины.
Относительная погрешность средства измерений - погрешность
средства измерений, выраженная отношением абсолютной
погрешности измерений к опорному значению измеряемой величины.
Приведенная погрешность средства измерений - погрешность
средства измерений, выраженная отношением абсолютной
погрешности средства измерений к нормирующему значению
величины.

8. Эталоны

Эталон – средство измерений, обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение
единицы, а также передачу её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам
измерений и утверждённое в качестве эталона в установленном порядке
Эталон единицы измерений - эталон, воспроизводящий одно значение измеряемой
величины (одну точку шкалы).
Воспроизводимое эталоном единицы измерений значение величины может отличаться
от единицы измерений.
В настоящее время воспроизводят значение единицы измерений эталоны массы,
длины, интервалов времени, электрического напряжения
Первичный эталон - это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с
наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне
научно-технических достижений.
Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.
Международный эталон - эталон, принятый по международному соглашению в качестве
первичного международного эталона и служащий для согласования с ним размеров единиц
измерений, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.
Государственный (национальный) эталон - эталон, признанный решением
уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного (первичного) на
территории государства
Вторичный эталон - эталон, которому путем сличения передается размер единицы от
соответствующего первичного эталона для последующей передачи рабочим эталонам и
другим средствам измерений..
Рабочий эталон - эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим
эталонам низших разрядов (образцовым средствам измерений) и рабочим средствам
измерений.
Рабочие эталоны могут по иерархической подчиненности подразделяться на рабочие
эталоны 1, 2-го и т.д. разрядов.
Рабочие эталоны применяют для поверки и калибровки средств измерений.

9.

• Метр
За первый эталон метра была принята одна десятимиллионная часть
четверти длины Парижского меридиана.
В 1799 г. был изготовлен эталон метра в виде платиновой концевой
меры, представляющий собой линейку шириной около 25 мм,
толщиной около 4 мм с расстоянием между концами 1 м.
В 1889 г. был принят эталон в виде штриховой меры из сплава
платины и иридия. Он представлял собой брусок длиной 102 см,
имеющий в поперечном сечении форму буквы Х, как бы вписанной
в воображаемый квадрат, сторона которого равна 20 мм. Этот
эталон просуществовал до 1960 г.
В 1983 г. за эталон метра было принято расстояние, проходимое
светом в вакууме за 1/299 792 458 долю секунды (скорость света
в вакууме принята равной в точности 299 792 458 м/с).

10.

• Килограмм
В качестве единицы массы была принята масса одного кубического
дециметра чистой воды при температуре ее наибольшей
плотности (4 0С). Такое определение килограмма было дано при
становлении метрической системы мер и действует до сих пор.
Изготовленный при этом первый прототип килограмма представлял
собой платиноиридиевую цилиндрическую гирю высотой 39 мм,
равной его диаметру.
Эталонная база России имеет в своем составе 114 национальных
эталонов, хранящихся в метрологических институтах Москвы,
Санкт-Петербурга, Свердловска, Новосибирска.

11.

• Секунда
Впервые в качестве единицы времени была принята 1/86400 часть
солнечных средних суток.
Средние солнечные сутки определялись с погрешностью до 10-7 с.
В 1967 году XIII Генеральная конференция по мерам и весам
принято определение секунды как интервал времени, в течение
которого совершается 9 192 631 770 колебаний,
соответствующих резонансной частоте энергетического
перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного
состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения
внешними полями.
Данное определение реализуется с помощью цезиевых реперов
(квантовых стандартов) частоты.

12.

Поверка средств измерений – установление официально
уполномоченным органом пригодности средства измерений к применению
на основании экспериментально определяемых метрологических
характеристиках и подтверждения их соответствия установленным
обязательным требованиям.
1. Поверке подвергают средства измерений, применяемые в сфере
распространения государственного метрологического контроля и надзора.
2. Как правило, основной операцией поверки является сравнение поверяемого
средства измерений с более точным эталоном (образцовым средством
измерения), применяемым при поверке. Этим самим осуществляется передача
шкалы измерений рабочему средству измерений с регламентированной
точностью.
Калибровка средства измерений - совокупность операций,
устанавливающих соотношение между значением величины, полученной с
помощью данного средства измерений и соответствующим значением
величины, определенным с помощью эталона, с целью определения
метрологических характеристик этого средства измерений.
Калибровка является метрологической услугой, основной задачей которой
является передача калибруемому средству шкалы измерений в интересующем
заказчика (потребителя) диапазоне измерений при приемлемой точности.
Градуировка средств измерений (градуировка) - экспериментальное
определение градуировочной характеристики средства измерений, т.е.
установление соответствия между сигналами измерительной информации
(отсчетами) и шкалой измерений.
Операции градуировки используются как при поверке, так и при калибровке, при
этом могут устанавливаться поправки к показаниям градуируемых средств
измерений.

13. Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений

Сфера государственного регулирования обеспечения
измерений
единства
1) осуществлении деятельности в области здравоохранения;
2) осуществлении ветеринарной деятельности;
3) осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды;
4) осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных
ситуациях;
5) выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда;
6) осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных
законодательством РФ требований промышленной безопасности к эксплуатации
опасного производственного объекта;
7) осуществлении торговли и товарообменных операций, выполнении работ по расфасовке
товаров;
8) выполнении государственных учетных операций;
9) оказании услуг почтовой связи и учете объема оказанных услуг электросвязи
операторами связи;
10) осуществлении деятельности в области обороны и безопасности государства;
11) осуществлении геодезической и картографической деятельности;
12) осуществлении деятельности в области гидрометеорологии;
13) проведении банковских, налоговых и таможенных операций;
14) выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других
видов, а также иных объектов установленным законодательством РФ обязательным
требованиям;
15) проведении официальных спортивных соревнований, обеспечении подготовки
спортсменов высокого класса;
16) выполнении поручений суда, органов прокуратуры, государственных органов
исполнительной власти;
17) осуществлении мероприятий государственного контроля (надзора);
18) осуществление деятельности в области использования атомной энергии.

14. Метрологическое обеспечение

Под метрологическим обеспечением
понимается установление и применение
научных и организационных основ,
технических средств, правил и норм,
необходимых для достижения требуемой
точности измерений.
Метрологическое обеспечение средств
измерений, испытаний, контроля,
опытно-конструкторской работы,
технологического процесса и т.д.

15. Последовательность разработки метрологического обеспечения:

1 Установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и
оптимальных норм точности измерений при контроле качества
продукции и управлении процессами.
2 Выбор средств измерений, испытаний и контроля; установление их
рациональной номенклатуры.
3 Разработка, внедрение и аттестация современных методик выполнения
измерения, испытаний и контроля.
4 Внедрение международных, региональных, национальных стандартов, а
также иных нормативных документов Росстандарта. Разработка и
внедрение соответствующих Стандартов организации.
5 Поверка, метрологическая аттестация и калибровка применяемого
контрольно-измерительного и испытательного оборудования.
6 Контроль за состоянием, применением и ремонтом контрольноизмерительного оборудования, а также за соблюдением
метрологических правил и норм.
7 Проведение метрологической экспертизы проектов нормативной,
конструкторской и технологической документации.
8 Подготовка работников соответствующих служб и подразделений
организации к выполнению контрольно-измерительных операций.

16. Метрологические службы

• Федеральное агентство по
техническому регулированию и
метрологии (Росстандарт) входит в
систему федеральных органов
исполнительной власти Российской
Федерации и находится в ведении
Министерства промышленности и
торговли Российской Федерации

17. Управление метрологии Росстандарта

Управление метрологии реализует функции Росстандарта по обеспечению единства измерений в
системе Росстандарта, в отраслях народного хозяйства страны и в международной деятельности
Управление осуществляет контроль деятельности подведомственных Росстандарту федеральных
государственных унитарных метрологических предприятий, а также государственных
региональных центров стандартизации, метрологии и испытаний.
К компетенции Управления относятся следующие вопросы:
1 Руководство деятельностью:
Государственной метрологической службы.
Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли,
Государственной службы стандартных справочных данных о физических константах и свойствах
веществ и материалов,
Государственной службы стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов.
2 Определение общих метрологических требований к средствам, методам и результатам
измерений
3 Межрегиональная и межотраслевая координация деятельности в области обеспечения
единства измерений
4 Организация проведения в установленном порядке испытаний средств измерений в целях
утверждения их типа и на соответствие утвержденному типу средств измерений, а также поверки
средств измерений в Российской Федерации
5 Ведение Государственного реестра утвержденных типов средств измерений,
6 Отнесение в установленном порядке технического устройства к средствам измерений и
установление интервалов между поверками средств измерений
7 Утверждение государственных первичных эталонов единиц величин

18. Центральное межрегиональное территориальное управление

• Территориальный отдел (инспекция) по
г. Москве
• Территориальный отдел (инспекция) по
Московской области

19.

Серпуховский филиал ФБУ «ЦСМ Московской области» является
обособленным подразделением Федерального бюджетного учреждения
«Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и
испытаний в Московской области»
Серпуховский филиал оказывает услуги в целях обеспечения реализации функций
Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии, предусмотренных
законодательством Российской Федерации, в сферах технического регулирования и
обеспечения единства измерений в Московской области.
Виды деятельности
• проведение поверки средств измерений, в соответствии с установленной областью
аккредитации;
• проведение аттестации методик (методов) измерений, относящихся к сфере
государственного регулирования обеспечения единства измерений, в соответствии с
областью аккредитации;
• проведение метрологической экспертизы проектной, конструкторской, технологической
документации и других объектов по заявкам юридических лиц;
• проведение калибровки средств измерений в соответствии с установленной областью
аккредитации;
• проведение аттестации испытательного оборудования;
• проведение обследований состояния метрологического обеспечения субъектов
хозяйственной деятельности по их заявкам, включая оценку состояния измерений в
испытательных лабораториях;
• регистрация каталожных листов на выпускаемую предприятиями-изготовителями
продукцию