Тема 4. Основы метрологии

Между качеством измерений и качеством продукции существует непосредственная связь. Где качество измерений не отвечает требованиям технологического процесса, нельзя ожидать высокого качества продукции.

Проблема обеспечения высокого качества продукции – это в значительной степени проблема измерений параметров качества материалов и комплектующих изделий, поддержания заданных технологических режимов, результаты измерений которых используются для регулирования процессов.

Качество измерений – это совокупность свойств состояния измерений, обусловливающее получение результатов измерений с требуемыми точностными характеристиками, в необходимом виде и в установленный срок.

В решении задачи обеспечения качества измерений основная роль принадлежит метрологии – науке об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности измерений. Решение задачи достигается путем создания государственных эталонов, «привязке» к ним производимых измерений и установления различных метрологических правил и норм измерениям и средствам измерений. Если не соблюдается единство измерений, даже самые тонкие измерения, проводимые с помощью правильно подобных средств измерений, не дадут необходимых результатов.

Единство измерений – это состояние измерений, характеризующееся тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений известны и с заданной точностью не выходят за установленные пределы.

Т.о., единство измерений основано на 4 основных принципах:

1. Результаты выражены в узаконенных единицах.

Для обеспечения единства измерений в нашей стране введена и действует Международная система единиц (СИ). На ее основе разработан ГОСТ 8.417-81 «ГСИ. Единицы физических величин» и допускается применение лишь ограниченного числа внесистемных единиц.

2. Размер единиц, хранимых средствами измерений, равен размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами.

Различают первичные (государственные) эталоны, вторичные эталоны и рабочие эталоны. Государственные (первичные) эталоны единиц величин являются исключительно федеральной собственностью, подлежат утверждению Госстандартом РФ и находятся в его ведении. Первичные эталоны воспроизводят единицы измерения с наивысшей в стране точностью.

Вторичные эталоны создают и утверждают в случаях, необходимых для организации поверочных работ и предохранения первичных эталонов от излишнего износа.

Рабочие эталоны предназначены для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. Рабочие эталоны в зависимости от их предназначения могут изготавливаться различных уровней точности (от 0-ого до 4-го). При этом передача единицы осуществляется через цепочку соподчиненных по разрядам рабочих эталонов. От последнего рабочего эталона в этой цепочке размер единицы передается рабочему средству измерения.

3. Погрешности результатов измерений известны и определяются качеством рабочего эталона, по которому настраивается рабочее средство измерения.

4. Погрешности измерений не выходят за установленные пределы.

В 1994 г. введен в действие Закон РФ «Об обеспечении единства измерений». До введения этого закона правовые нормы в области метрологии устанавливались постановлениями Правительства. По сравнению с положениями этих постановлений Закон установил немало нововведений – от терминологии до лицензирования метрологической деятельности в стране. Установлено четкое разделение функций государственного метрологического контроля и государственного метрологического надзора; пересмотрены правила калибровки, введена добровольная сертификация средств измерений и др.

Цели закона состоят в следующем;

· защита прав и законных интересов граждан, установленного правопорядка и экономики РФ от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений;

· содействие научно-техническому и экономическому прогрессу на основе применения государственных эталонов единиц величин и использования результатов измерений гарантированной точности, выраженных в допускаемых к применению в стране единицах;

· создание благоприятных условий для развития международных связей;

· регулирование отношений государственных органов управления РФ с юридическими и физическими лицами по вопросам изготовления, выпуска, эксплуатации, ремонта, продажи и импорта средств измерений;

· адаптация российской системы измерений к мировой практике.

Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» укрепляет правовую базу для международного сотрудничества в области метрологии, принципами которого являются:

o поддержка приоритетов международных договорных обязательств;

o содействие процессам присоединения России к ВТО;

o сохранение приоритета российской метрологической школы в международных организациях;

o создание условий для взаимного признания результатов испытаний, проверок и калибровок в целях устранения технических барьеров в двусторонних и многосторонних внешнеэкономических отношениях.

Государственная метрологическая служба России (ГСМ) представляет собой совокупность государственных метрологических органов и создается для управления деятельность по обеспечению единства измерения. Общее руководство ГСМ осуществляет Госстандарт РФ.

В состав ГСМ входят семь государственных научных метрологических центров, Всероссийский НИИ метрологической службы и около 100 центров стандартизации и метрологии. Научные центры являются держателями государственных эталонов, а также проводят исследования по теории измерений, принципам и методам высокоточных измерений, разработке научно-методических основ совершенствования российской системы измерений.

Наряду с ГМС вопросами обеспечения единства измерений занимаются ряд специализированных служб, представленных на рис. 4.1.

В состав метрологических служб предприятий и организаций могут входить самостоятельные калибровочные лаборатории, а также структурные подразделения по ремонту средств измерений.

Закон «Об обеспечении единства измерений» устанавливает следующие виды государственного метрологического контроля:

· утверждение типа средств измерений;

· поверка средств измерений, в том числе эталонов;

· лицензирование деятельности юридических и физических лиц на право изготовления, ремонта, продажи и проката средств измерения.

Рис.5.1. Схема взаимодействия и подчиненности метрологических служб

Поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых органами Государственной метрологической службы или другими уполномоченными на то органами и организациями с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений установленным техническим требованиям. Продажа и выдача на прокат допускается только проверенных средств измерений.

Под лицензированием понимается выполняемая в обязательном порядке процедура выдачи лицензии юридическому или физическому лицу на осуществление им деятельности, не запрещенной действующим законодательством и подлежащей обязательному лицензированию. В нашем случае лицензия – это разрешение, выдаваемое органом Государственной метрологической службы на закрепленной за ним территории юридическому или физическому лицу на право осуществления им деятельности по изготовлению, ремонту, продаже и прокату средств измерений.

Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» разделил понятия «Государственный метрологический контроль», к которому относятся описанные выше процедуры, и «Государственный метрологический надзор», к которому относятся процедуры проверок соблюдения метрологических правил и норм, требований Закона, нормативных документов системы. Функции ГМН также возложены на органы Государственной метрологической службы.

Калибровка средств измерения – это совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и/или пригодности к применению средств измерений, не подлежащих государственному контролю и надзору. Под пригодностью средств измерения подразумевается соответствие его метрологических характеристик ранее установленным техническим требованиям, которые могут содержаться в нормативном документе или определяться заказчиком. Вывод о пригодности делает калибровочная лаборатория.

Калибровка – добровольная операция и ее может выполнить также и метрологическая служба самого предприятия. Это еще одно отличие от поверки, которая, как уже было сказано ранее, обязательна и подвергается контролю со стороны органов ГМС.