конспект метрология. Конспект_Тема_1-7 метра. Во всем мире ежедневно производятся сотни, тысячи миллиардов измерений
 Скачать 4.69 Mb.
|
|
ВВЕДЕНИЕ В практической жизни человек всюду имеет дело с измерениями. На каждом шагу встречаются измерения таких величин, как длина, объем, вес, время и др. Измерения количественно характеризуют окружающий материальный мир, рас- крывая действующие в природе закономерности. Об этом очень образно сказал основоположник отечественной метрологии Дмитрий Иванович Менделеев: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять». 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 тор- говли, для обеспечения качества и безопасности продукции, работ и услуг, совер- шенствования технологии, для обеспечения безопасности труда, и других видов человеческой деятельности. Основой материального обеспечения измерений является средства измери- тельной техники, специально предназначенные для измерений. Во всем мире ежедневно производятся сотни, тысячи миллиардов измерений. Для нормального функционирования экономики любой страны, а также при про- ведении внешнеторговых операций необходимо, чтобы результаты измерений, где бы они не выполнялись, могли бы быть согласованы. Другими словами, необ- ходимо, чтобы результаты измерений одинаковых величин, полученные в разных местах и с помощью различных измерительных средств, были бы воспроизво- димы на уровне требуемой точности. Вопросами теории и практики обеспечения единства измерений занимается научная дисциплина – метрология. Метрология в настоящее время занимает осо- бое место среди технических наук, т.к. метрология впитывает в себя самые по- следние научные достижения и это выражается в совершенстве ее эталонной базы и способов обработки результатов измерений, применения новейших информаци- онных технологий в развитии измерительной техники. Без знания основ метроло- гии не может обойтись ни один специалист любой отрасли. В широком смысле метрология является важнейшей отраслью экономики. Успешное функционирование экономики при множестве предприятий, изготов- ляющих средства измерений, и при еще большем множестве предприятий, орга- низаций и учреждений, производящих измерения невозможно без государствен- ного регулирования в области обеспечения единства измерений. В России на базе метрологии создана государственная система обеспечения единства измерений, которая регламентируют деятельность всех предприятий, организаций, учрежде- ний при производстве средств измерений и при проведении измерений. 1. СОВРЕМЕННАЯ МЕТРОЛОГИЯ Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, а также способах достижения требуемой точности. В более широком плане метрология может быть определена как наука об определении количественных характеристик физических объектов. Предметом метрологии являются методы и средства измерений, а также методы и средства достижения и обеспечения установленной точности. Измерения всегда представляют собой физический эксперимент. Выполня- ются измерения техническими средствами, к свойствам которых предъявляются соответствующие требования, гарантирующие установленную точность в огово- ренных условиях. В целом метрология – комплексная научная дисциплина, охватывающая ма- тематические, физические и технические аспекты, как самих измерений, так и проблемы обеспечения установленной точности. В соответствии с кругом охва- тываемых проблем метрология состоит из теоретической метрологии, законода- тельной метрологии и практической (прикладной) метрологии. Теоретическая метрология – раздел метрологии, предметом которого явля- ется разработка фундаментальных основ метрологии. Она представляет исходные положения, результаты анализа физических процессов и явлений, используемых при измерениях, аппарат формализованного описания объектов, условий, проце- дур и средств измерений, алгоритмическое обеспечение метрологического ана- лиза и метрологического синтеза, принципы выбора и определения единиц изме- рений, их воспроизведения и передачи от эталонов рабочим средствам измерений. Теоретическая метрология динамично развивающаяся область науки, кото- рая во многом определяет уровень развития общественного производства и в тоже время неразрывно связана с самыми последними достижениями в области есте- ственных наук. Это положение подтверждается историей развития науки и тех- ники, например, развитием мировой эталонной базы. Законодательная метрология – раздел метрологии, предметом которого яв- ляется установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измере- ний, направленных на обеспечение единства и необходимости точности измере- ний в интересах общества. Законодательная метрология обеспечивает формиро- вание нормативной базы создания и использования средств измерений, гаранти- рующей достижение требуемых характеристик получаемых результатов измере- ний. В России положения законодательной метрологии закреплены конституцией (ст. 71) и федеральным законом «Об обеспечении единства измерений». Прикладная метрология – раздел метрологии, предметом которого являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и по- ложений законодательной метрологии. 2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Метрология как научная и техническая область решает важнейшую задачу – обеспечивает единство измерений. Единство измерений – состояние измерений, при котором их результаты вы- ражены в допущенных к применению в РФ единицах величин, а показатели точ- ности измерений не выходят за установленные границы. Данное определение дано в Федеральном законе «Об обеспечении единства измерений» (принят 11.06.2008). Действует также ГОСТ «Государственная си- стема обеспечения единства измерений». Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разных местах и в разное время, с исполь- зованием разных методов и средств измерений. Определение понятия «единство измерений» довольно емкое. Оно охваты- вает важнейшие задачи метрологии: унификацию единиц, разработку систем вос- произведения единиц и передачи их размеров рабочим средствам измерений с установленной точностью, проведение измерений с погрешностью, не превыша- ющей установленные пределы и др. Единство измерений должно выдерживаться при любой точности измерений, необходимой владельцу процесса. Единство измерений обеспечивается путем метрологического обеспечения – установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точ- ности проводимых измерений. В следующих разделах дисциплины вопросам обеспечения единства измере- ний будет уделено особое внимание. 3. МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ КАК ИНСТРУМЕНТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПРОДУКЦИИ Назначение любой продукции, включая продаваемые услуги – удовлетво- рить определенную потребность людей и общества. Ключевым свойством про- дукции является ее качество, которое в условиях рыночной экономики определяет конкурентоспособность производителя на рынке товаров, услуг, работ. Особое значение придается обеспечению безопасности, которая является необходимым условием допуска продукции услуг, работ на рынок. В соответствии с международным стандартом терминов в области качества (ГОСТ ISO 9000: 2011) качество определено как – «степень соответствия сово- купности присущих характеристик требованиям». В этом определении термина качество содержится три ключевых компо- ненты: характеристики, требования и соответствие, которые и увязывают в единое целое такие фундаментальные области общественного производства, как метрология, стандартизация и подтверждение соответствия. Как будет пока- зано ниже, эти три области образуют триаду, на основе которой обеспечивается качество и безопасность продукции, работ, услуг. Международный стандарт терминов в области качества (ГОСТ ISO 9000:2011) определяет характеристику качества следующим образом: «характе- ристика – это отличительное свойство, которое присуще продукции, процессу или системе и вытекает из требований, предъявляемых к продукции, процессу или систем». Из этого определения следует, что ассоциация термина «качество» только с продукцией является ошибочной. Степень соответствия – результат деятельности по подтверждению соот- ветствия, представляющей собой документальное удостоверение соответствия продукции или иных объектов, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг тре- бованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям дого- воров. Взаимодействие метрологии, стандартизации и сертификации на основе правовых норм технического регулирования с целью обеспечения безопасности и качества продукции, работ и услуг можно представить следующим образом, рис. 1. Дадим определения основным мероприятиям, обеспечивающим качество и безопасность продукции. 1. Техническое регулирование сводится к трем видам деятельности: первый вид деятельности реализуется через принятие и применение тех- нических регламентов, имеющих силу закона, подзаконных актах и обязатель- ных для применения; второй реализуется деятельностью по стандартизации через разработку и утверждение стандартов, которые должны применяться на добровольной основе; третий вид деятельности основывается на оценке соответствия (сертифи- кация, декларирование соответствия). Рисунок 1 – Взаимодействие метрологии, стандартизации и сертификации с целью обеспече- ния безопасности и качества продукции 2. Стандартизация – деятельность по установлению норм, правил и требо- ваний к товарам и услугам с целью защиты интересов потребителей и государства по вопросам качества продукции и услуг, обеспечения их безопасности для жизни и здоровья людей, сохранности окружающей среды Нормы, правила, требования к товарам и услугам, а также к испытаниям при сертификации устанавливаются в нормативных документах. 3. Сертификация – форма осуществляемого органом по сертификации обя- зательного подтверждения соответствия продукции, услуг требованиям техни- ческих регламентов, положениям стандартов, сводов правил или условиям дого- Решение о выдаче Обязательные требования Требования к продукции и испытаниям Единство измерений Техническое регулирование Законодательные нормы Сертификация Метрология Испытания Определение характеристик Оценка степени соответствия Сертификат соответствия Стандартизация Нормативные документы Продукция Образцы воров. В процессе сертификации проводятся испытанияпродукции. По итогам ис- пытаний принимается решение о выдаче или об отказе в выдаче сертификата со- ответствия. 4. Испытания – экспериментальное определение количественных и (или) ка- чественных характеристик объекта путем измерений. Научной, правовой, мето- дической, организационной основой измерений является метрология. 5. Метрология обеспечивает единствои требуемую точность измерений при испытаниях и тем самым гарантирует достоверность результатов испыта- ний продукции при сертификации. Более подробно эти мероприятия будут рассмотрены ниже. 4. ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ В Российской Федерации на основе мирового и отечественног опыта принят закон, имеющий основополагающее социально-экономическое значение, регули- рующий правовые отношения в областях стандартизации и оценки соответствия (Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27.12.2002). При даль- нейшем изложении будут использоваться терминология, нормы и положения дан- ного Закона. Техническое регулирование – правовое регулирование отношений в области установления, применения и исполнения обязательных требований к продукции и связанным с требованиями к продукции процессам проектирования, производ- ства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реа- лизации и утилизации, а также в области установления и применения на добро- вольной основе требований к продукции, процессам проектирования, производ- ства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реа- лизации, утилизации, выполнению работ, оказанию услуг и правовое регулирова- ние в области оценки соответствия. Объектами технического регулирования являются продукция, здания, стро- ения и сооружения, процессы производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации. Закон РФ «О техническом регулировании» предусматривает два основных вида нормативных документов: технические регламенты, имеющие статус законодательных докумен- тов, которые содержат обязательные к исполнению требования; стандарты – документы, в которых в целях добровольного многократ- ного использования устанавливаются характеристики продукции, правила вы- полнения работ, оказания услуг. В этом же Законе даются следующие определения. Технический регламент – нормативный правовой акт, устанавливающий обя- зательные для применения и исполнения требования к объектам технического ре- гулирования направленные на обеспечение безопасности. Безопасность продукции и связанных с ней процессов производства, эксплу- атации, хранения, перевозки, реализации и утилизации — состояние, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здо- ровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью жи- вотных и растений. Стандарт – документ, в котором в целях добровольного многократного ис- пользования устанавливаются характеристики продукции, правила осуществле- ния и характеристики процессов проектирования, производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг. Стандарт также может содержать правила и методы исследований (испыта- ний) и измерений, правила отбора образцов, требования к терминологии, симво- лике, упаковке, маркировке или этикеткам и правилам их нанесения. При установлении обязательных требований технические регламенты уста- навливают минимально необходимые требования, обеспечивающие: безопас- ность излучений; биологическую безопасность; взрывобезопасность; механиче- скую безопасность; пожарную безопасность; промышленную безопасность; тер- мическую безопасность; химическую безопасность; электрическую безопасность; ядерную и радиационную безопасность; электромагнитную совместимость в ча- сти обеспечения безопасности работы приборов и оборудования; единство изме- рений. Не включенные в технические регламенты требования к продукции и связан- ным с продукцией процессам проектирования, производства и др., не могут но- сить обязательный характер. Технический регламент в общем случае может быть представлен следую- щими структурными элементами (разделами): область применения регламента и объекты технического регулирования; основные понятия; общие положения, ка- сающиеся размещения продукции на рынке РФ; требования к продукции; приме- нение стандартов (презумпция соответствия); подтверждение соответствия; госу- дарственный контроль (надзор). В РФ действуют общие технические регламенты и специальные технические регламенты. Требования общего технического регламента обязательны для при- менения и соблюдения в отношении любых видов продукции. Требованиями специального технического регламента учитываются техно- логические и иные особенности отдельных видов продукции, процессов произ- водства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации. 5. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ В ОБЛАСТИ СТАНДАРТИЗАЦИИ 5.1. Виды нормативных документов Требования к продукции, услугам, работам устанавливаются в нормативных документах в области стандартизации. Нормативный документ – документ, устанавливающий правила, общие принципы или характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов. Закон РФ «О техническом регулировании» устанавливает виды нормативных документов в области стандартизации, действующие на территории РФ (табл.1). Таблица 1. 1. Национальные стандарты – принимаются национальным органом по стандартизации одной страны. Национальные стандарты Российской Федерации (ГОСТ Р) принимаются Росстандартом. Разработке и принятию национального стандарта может предшествовать принятие предварительного национального Нормативные документы Сокращенное наименование Национальные стандарты Российской Федерации. ГОСТ Р Международные стандарты, принятые Международной организацией по стандартизации. ISO (ИСО) Межгосударственные стандарты СНГ (действующие Государственные стан- дарты бывшего СССР). ГОСТ Общероссийский классификатор технико-экономической и социальной ин- формации; Общероссийский классификатор стандартов; Общероссийский классификатор продукции. ОКТЭСИ ОКС ОКП Стандарты организаций. СТО Своды правил: Санитарные правила и нормы, Строительные нормы и пра- вила. СанПиН, СНиП. стандарта – документа, утвержденного национальным органом по стандартиза- ции на ограниченный срок с целью накопления в процессе его применения необ- ходимого опыта, на котором должен базироваться национальный стандарт. 2. Международные стандарты – принимаются международными организа- циями по стандартизации. Наиболее признанными и распространенными явля- ются международные стандарты ISO (ИСО) (International Organization for Standardization – Международной организацией по стандартизации). 3. Межгосударственные стандарты – принимаются государствами, присо- единившимися к соглашению о проведении согласованной политики в области стандартизации и применяемые ими непосредственно. К межгосударственным стандартам относятся действующие Государственные стандарты (ГОСТ) быв- шего СССР– Межгосударственные СНГ. 4. Общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации – нормативные документы, распределяющие технико-экономиче- скую и социальную информацию в соответствии с ее классификацией (классами, группами, видами и другим) и являющиеся обязательными для применения при создании государственных информационных систем и информационных ресур- сов и межведомственном обмене информацией. Примерами классификаторов в отдельных областях являются «Общероссий- ский классификатор стандартов» (ОКС); «Общероссийский классификатор про- дукции» (ОКП). 5. Стандарты организаций (СТО) (коммерческих, общественных, научных организаций, объединений юридических лиц и др.) могут разрабатываться и утверждаться ими самостоятельно исходя из необходимости применения этих стандартов для совершенствования производства, обеспечения качества продук- ции, выполнения работ, оказания услуг. Порядок разработки, утверждения, учета, изменения и отмены стандартов организаций устанавливается ими самостоя- тельно. 6. Свод правил– документ в области стандартизации, содержащий техниче- ские правила и (или) описание процессов проектирования, производства, строи- тельства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции. Свод правил применяется на добровольной основе в це- лях соблюдения требований технических регламентов. Своды правил разрабатываются в случае отсутствия национальных стандар- тов применительно к отдельным требованиям технических регламентов или к объектам технического регулирования в целях обеспечения соблюдения требова- ний технических регламентов. Разработка и утверждение сводов правил осуществляются федеральными ор- ганами исполнительной власти, например, строительные нормы и правила (СHиП), санитарные правила и нормы (СанПиН). |