Практика 1. Практическая работа 1 Основные этапы развития метрологии и стандартизации
 Скачать 201.36 Kb.
|
|
Практическая работа №1 Основные этапы развития метрологии и стандартизации Цель работы: Приобрести навыки работы с законодательными документами. Метрология (metrology) − наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. В процессе познавательной деятельности человека возникает множество задач, для решения которых необходимо располагать количественной информацией о том или ином свойстве объектов материального мира. Основным способом получения такой информации являются измерения, выполнение которых позволяет получать результаты, с большей или меньшей точностью отражающие определенные свойства объекта познания. С развитием науки, техники, новых технологий измерения охватывают все новые и новые физические величины, существенно расширяются диапазоны измерений как в сторону сверхмалых значений, так и в сторону очень больших значений физических величин. Непрерывно повышается точность измерений. Для получения достоверных результатов нужен единый научный и законодательный фундамент, обеспечивающий на практике высокое качество измерений независимо от того, где и с какой целью они проводятся. Таким фундаментом и является метрология. В настоящее время метрология развивается по нескольким направлениям. Еще в начале ХХ в. под словом метрология понималась наука, главной задачей которой было описание всякого рода мер, то теперь это понятие приобрело более широкий научный и практический смысл, расширилось содержание метрологической деятельности. Сейчас метрология подразделяется на теоретическую, законодательную и практическую (рис. 1). Теоретическая (фундаментальная) метрология – раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии. Теоретическая метрология занимается изучением проблем измерения в целом и элементов, образующих измерение, а именно: средств измерений физических величин и их единиц, методов и методик измерений, результатов и погрешностей измерений и других составляющих. Также в сферу интересов теоретической метрологии входит определение наиболее точных значений важнейших физических констант, необходимых для многих отраслей науки и техники. Законодательная метрология (legal metrology) – раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических требований по применению физических величин, их единиц, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и точности измерений. Законодательная метрология включает совокупность взаимообусловленных правил и норм для обеспечения единства измерений. Рис. 1. Структурная схема метрологии Практическая (прикладная) метрология – раздел метрологии, предметом которой являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии. Методы метрологии широко используются в смежных отраслях знаний, таких как, оценивание и контроль качества продукции, сертификация МЕТРОЛОГИЯ Теоретическая метрология - общая теория измерений; - единицы физических величин и их системы; - методы определения точности измерений; - физические константы Законодательная метрология - обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений; - государственные эталоны; - методики выполнения измерений; - государственный метрологический надзор и контроль; - калибровка и сертификация средств измерений Практическая метрология Практическое применение разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии промышленной продукции, аттестация программ и алгоритмов обработки данных и др. Основным задачами метрологии являются: - установление единиц физических величин, государственных эталонов и образцовых средств измерений; - разработка теории, методов средств измерений и контроля; - обеспечение единства измерений; - разработка методов оценки погрешностей, состояния средств измерения и контроля; - разработка методов передачи размеров единиц от эталонов и образцовых средств измерений рабочим средствам измерений. В нашей стране ежедневно проводят около 200 млрд измерений. Доля затрат на измерения составляет 10-15 % затрат общественного труда, а в отраслях промышленности, производящих сложную технику, она достигает 50-70 %. В развитых странах затраты на получение достоверных результатов измерений заданной точности достигают 9-12 % ВВП, в России эти затраты составляют 4-5 % ВВП. Эффект, получаемый в народном хозяйстве благодаря применению средств измерений, составляет примерно 8-10 руб. на 1 руб. затрат. Объекты измерений Обычным объектом измерений являются физические величины, то есть какие-либо свойства физического объекта (предмета, процесса), например длина, масса, время, температура и др. Однако в последнее десятилетие кроме физических величин в прикладной метрологии начали использоваться так называемые нефизические дисциплины. Это связано с применением термина «измерение» в экономике, информатике, управлении качеством. Бесконечное множество физических величин, окружающих нас, обладает бесконечным множеством различных качеств и свойств. Из этого огромного количества человек выделяет некоторое ограниченное число свойств, общих в качественном отношении для ряда однородных объектов и достаточных для их описания. В каждом таком качестве, в свою очередь, может быть выделено множество градаций. Если мы в состоянии установить размер градации, то есть величину данного свойства, и физически реализовать ее в виде меры или шкалы, то, сопоставив размер интересующего нас свойства объекта с такой мерой или со шкалой, мы получим его количественную оценку. Свойства, для которых могут быть установлены и воспроизведены градации определенного размера, называются физическими величинами. Иначе говоря, физическая величина (physical quantity) – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса) общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Качественная сторона понятия «физическая величина» определяет род величины (длина как характеристика протяженности вообще, электрическое сопротивление как общее свойство проводников электричества и т.п.), а количественная – ее размер (длина конкретного предмета, сопротивление конкретного проводника). Размер физической величины существует объективно, независимо от того, знаем мы его или не знаем. Анализ существующих величин показывает, что они могут быть разделены на два вида: реальные и идеальные (рис. 2). Рис. 2. Классификация величин К нефизическим величинам относят те, которыми оперируют нефизические науки (философия, социология, экономика управления качеством и т.д.). Нефизическая величина – величина нематериального размера, оцениваемая не инструментальными методами, а также величина размера нематериального объекта. Нефизическими величинами оценивают ум, знания, безопасность, привлекательность и т.п. Для того, чтобы для каждого объекта можно было установить различия в количественном содержании свойства, отображаемого физической величиной, в метрологии введены понятия ее размераи значения. Размер физической величины – количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу. Значение физической величины (value of a quantity) – выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц. Единица измерения физической величины (unit of measurement) – физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное единице, и применяемое для количественного выражения однородных с ней физических величин. ВЕЛИЧИНЫ Реальные Идеальные Физические Нефизические Математические Измеряемые Оцениваемые Условные Абстрактные В общем случае согласно классификации (рис. 2) все физические величины разделяют на измеряемые и оцениваемые. Измеряемые физические величины могут быть выражены количественно в виде определенного числа установленных единиц измерения физической величины, а оцениваемые – являются результатом выполнения операции оценивания. Оценивание проводят, когда невозможно сделать измерение: не выделена величина как физическая и не определена единица измерений этой величины, например интенсивность цвета. Выявляя общие метрологические особенности отдельных групп физических величин, можно предложить их классификацию по следующим признакам (рис. 3): 1) по видам явлений (I группа): на вещественные, энергетические и характеризующие протекание процессов во времени; 2) по принадлежности к различным группам физических процессов(II группа): на пространственно-временные, механические, тепловые, электрические, акустические, световые, физико-химические, ионизирующих излучений, атомной и ядерной физики; 3) по степени условной независимости от других величин(III группа): на основные (условно независимые), производные (условно зависимые) и дополнительные; 4) по наличию (размерности) физических величин(IV группа): на имеющие размерность (размерные) и безразмерные. Целью измерения и его конечным результатом является нахождение значения физической величины. Для достижения этой цели в метрологии используют понятия истинного и действительного значения физической величины. Нахождение истинного значения измеряемой величиныявляется центральной проблемой метрологии. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ По видам По принадлеж- По степени По наличию явлений ности к различным группам физических процессов условий независмости от других величин размерности физических величин 1. Вещественн ые (пассивные) 1. Пространствен- но-временные 1. Основные 1. Размерные 2. Энергетичес кие (активные) 2. Механические 2. Производные 2. Безразмерные 3. Характе- ризующие процессы 3. Тепловые 3. Дополни- тельные 4. Электрические и магнитные 5. Акустические 6. Световые 7. Ионизирующих излучений 8. Физико-хими- ческие 9. Атомной и ядерной физики Рис. 3. Классификация физических величин Истинное значение физической величины (true value of a quantity) – это значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Такое значение физической величины считается неизвестным и применяется в теоретических исследованиях. Значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него, называется действительным значением (conventional true value). Как известно, существуют основные и производные физические величины. В качестве основных выбирают величины, которые характеризуют фундаментальные свойства материального мира. Механика базируется на трех основных величинах, теплотехника – на четырех, вся физика – на семи: длина, масса, время, термодинамическая температура, количество вещества, сила света, сила электрического тока, с помощью которых создается все многообразие производных физических величин и обеспечивается описание любых свойств физических объектов и явлений. Основная физическая величина (base quantity) – физическая величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы. Производная физическая величина (derived quantity) – физическая величина, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы. Формализованным отражением качественного различия измеряемых величин является их размерность. Согласно международному стандарту ИСО размерность основных величин – длины, массы и времени – обозначается соответствующими буквами: dim l = L; dim m = M; dim t = T. Размерность физической величины (dimension of a quantity) – выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе единиц за основные: , dim Т M L X a = где L, M, T – размерности величин: длины, массы и времени, соответственно; , , – показатели размерности физических величин (показатели степени, в которую возведены размерности основных величин). Каждый показатель размерности может быть положительным или отрицательным, целым, дробным или равным нулю. Если все показатели размерности равны нулю, то величина называется безразмерной. Результатом измерения является получение информации о размере измеряемой физической величины. Над размерностями можно проводить действия умножения, деления, возведения в степень и извлечение корня, при этом следует подчеркнуть, что одна и та же размерность может быть присуща величинам, имеющим разную качественную природу и различающимся между собой по форме определяющих их уравнений. Например, путь пройденный автомобилем и длина окружности в качественном отношении являются длинами, но определяются совершенно различными уравнениями. Материалы для выполнения работы: 1. Федеральный закон «О техническом регулировании». 2. О внесении изменений в Федеральный закон «О техническом регулировании». Описание практической работы: Общие теоретические сведения. Техническое законодательство как основа деятельности По стандартизации, метрологии и сертификации Техническое законодательство — совокупность правовых норм, регламентирующих требования к техническим объектам: продукции, процессам ее жизненного цикла, работам (услугам) и контроль (надзор) за соблюдением установленных требований. Техническое законодательство — один из результатов деятельности по техническому регулированию как сферы государственного регулирования экономики. ФЗ о техническом регулировании является основным источником технического права в России. Создание эффективно работающего рынка возможно, если государство будет осуществ-лять функцию регулирования в отношении объектов и субъектов. Если объектом регулирования являются продукция и технические процессы (производство, строительство, ремонт и пр.), то оно заключается в поддержании постоянного значения какого-либо параметра (например, скорости, давления, температуры) с помощью технических средств. Регулирование в отношении субъектов — это упорядочение отношений между ними как участниками работ по управлению параметрами объектов. Техническое регулирование как частный случай управления проявляется прежде всего в принятии государством мер, направленных на устранение тарифных и технических (нетарифных) барьеров. Под техническим барьером понимаются различия в требованиях национальных и международных (зарубежных) стандартов, приводящие к дополнительным по сравнению с обычной коммерческой практикой затратам средств и времени для продвижения товаров на соответствующий рынок. В связи с этим Россия должна разрабатывать программы по преодолению барьеров в торговле, тем более что реализация данных про- грамм дает огромный экономический эффект. «Задача государственного регулирования не ограничивается обеспечением свободного перемещения товаров, как этого требует бизнес. Оно должно быть направлено на предотвращение появления опасных товаров на рынке в соответствии с требованиями граждан и общества. Безопасность — главный приоритет системы технического регулирования и обязательное требование. Разработка норм базируется на оценке риска причинения вреда от эксплуатации продукции. Установление минимально необходимых требований, выбор форм и схем подтверждения соответствия осуществляются с учетом степени риска причинения вреда продукцией. Принятие решений на базе сравнения фактического уровня риска с допустимым является главным в процессе технического регулирования. «Техническое регулирование — правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции или связанным с ними процессам проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области установления и применения на добровольной основе требований к продукции, процессам проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия». Технический регламент (ТР) - документ, принятый органами власти и содержащий технические требования, обязательные для исполнения и применения либо непосредственно, либо путем ссылок на стандарты. Законодательство РФ о техническом регулировании состоит из ФЗ о техническом регулировании, Федерального закона «О внесении изменений в "Федеральный закон о техническом регулировании"» и принимаемых в соответствии с ними федеральных законов и иных нормативных правовых актов РФ. ЗАДАНИЕ: Ознакомиться с законом РФ о «О техническом регулировании», как основным источником технического права в России, по указанным в задании главам и статьям. Ответить на поставленные в таблице 3 вопросы, выписав их из закона или записать свои суждения. Изучить по Федеральному закону «О техническом регулировании» следующие вопросы: 1. Ознакомиться с общими положениями закона РФ «О техническом регулировании». Гл.1 ст.1, 2, 3, 4. 2. Изучить цели, содержание, применение и виды технических регламентов. Гл.2 ст. 6, 7, 8, 9. 3. Проработать цели стандартизации, документы в области стандартизации, используемые на территории РФ, функции национального органа РФ по стандартизации. Гл. 3 ст. 11, 13, 14, 15, 16, 17. 4. Ознакомиться с целью, формами подтверждения соответствия и правилами их проведения. Гл.4 ст. 18 – 28. Порядок выполнения работы: 1. Ознакомиться с заданием, изучить указанные в задании главы и статьи. 2. Оформить работу, перечертить таблицу 3 «Изучение технического законодательства». 3. Ответить на поставленные в таблице 3 вопросы, выписав их из закона или записать свои суждения. Контрольные вопросы: Знать понятия определений: 1. Объект стандартизации 11. Стандарт организаций 2. Субъект стандартизации 12. Сертификат соответствия 3. Нормативный документ 13.Сертификация 4.Техническое законодательство 14. Добровольная сертификация 5. Техническое регулирование 15.Обязательная сертификация 6. Технический регламент 16. Декларирование соответствия 7. Безопасность 17. Декларация о соответствии 8. Международный стандарт 18. Маркировка знаком соответствия 9. Стандарт 19. Знак обращения на рынке 10.Национальный стандарт 20.Общероссийские классификаторы технико -экономической и социальной информации Изучение технического законодательства Таблица 3 № п/п Вопрос Ответ 1. Какие отношения регулирует Федеральный закон «О техническом регулировании»? 2. Основные источники технического права в России. 3. Цели принятия технических регламен-тов. 4. В каких целях утверждается Прави-тельством РФ программа разработки технических регламентов? 5. Назвать виды технических регламентов. 6. Что могут содержать технические регламенты? 7. Совместим ли технический регламент с международными стандартами? Почему да или нет? 8. В каком случае и кто может отменить технический регламент? 9. Выпишите то место в ФЗ о техничес-ком регулировании, где ФЗ нацеливает разработчиков ТР на единый подход к отечественной и импортной продукции 10. Укажите цели стандартизации 11. Как Вы понимаете добровольное и многократное применение стандартов? 12. Перечислите документы в области стандартизации 13. Назовите объекты и субъекты национальных стандартов 14. Назовите объекты и субъекты стандартов организаций 15. Что входит в обязанности националь-ного органа по стандартизации? 16. Назначение общероссийских классифи-каторов технико- экономической и социальной информации 17. Для чего необходимо подтверждать соответствие? 18. Какие существуют формы подтвержде-ния соответствия на территории РФ? 19. Назовите объекты добровольной сертификации 20. Что такое «знак обращения на рынке»? 21. Объекты обязательной сертификации 22. В каком случае проводится деклариро-вание соответствия? |