Какво е метрология

науката започва

Ако те започнат да се измери.

осигуряване на проследимост проблем е възрастта, сравнима с възрастта на човечеството. Веднага след като човек започва да търгува или продажба на резултатите от тяхната работа, имаше въпрос - колко голяма ще е еквивалент на труда и колко велик продукт, представен за размяна или продажба. За да се характеризира тези стойности, използващи различни свойства на продукта - с размерите - Линейно и обемна - масови или тегло, а по-късно цвят, вкус, състав и т.н., и т.н. Разбира се, в старите дни не съществува все още развита .... математически апарат, не е имало ясно определени физични закони за характеризиране на качеството и стойността на стоката. Независимо от това, проблемът на справедлив баланс на търговията винаги е бил от значение. Тя зависи от благосъстоянието на обществото, от стана на същата война.

Първите средства за гарантиране на неговото единство на измерванията са обекти, които са винаги на разположение в лице. По този начин тя се появи на първите мерки за дължина, въз основа на размера на човешки ръце и крака. В Русия той използва лакътя му период, проумее, косо седем фута. В Западен - инчов крак, ще запази името си до сега. Тъй като размерите на ръцете и краката на различните хора са различни, ние трябва да се проследимост не винаги дават. Следващата стъпка беше действа на различни владетели, предписващи, например, на единица дължина на полите поемат средна дължина от няколко души. Понякога владетели просто направиха две степени на стената на пазарния площад, предписване на всички търговци да правят копия на такива "нестандартни мерки". В момента такава мярка може да се види на площад Вандом в Париж на мястото, където някога се е намирал главният европейския пазар.

С развитието на човечеството и науката, особено физика и математика, за да се осигури еднаквост на измервания за решаване на проблема са станали по-широко. Имаше обществени услуги и мерки за съхранение, с които търговците в закона инструктирани да сравните техните действия. За да се определи размерът на единици Изберете размера на обекти, които не се променят с времето. Например, за да се определи размера на единица дължина от меридиана на Земята се измерва за определяне на измерената маса на единица маса литра вода. Единици за време отдавна се свързва към днешна дата с въртенето на Земята около Слънцето, и около собствената си ос.

Гигантски скок в точността на измерване на механичните стойности се извършва при въвеждане на лазери в техниката за измерване. Образно казано, точността на измервателните устройства се превърна определя от параметрите на един атом. Ако определен вид атом, избран както е определено изотоп елемент поставя атома в лазерния резонатор и да използва всички предимствата на лазерно лъчение, действителната постижима грешка на единица дължина може да повлияе на възпроизвеждане в тринадесетата, четиринадесето знаци.

Историята на развитието на науката за гарантиране на неговото единство на измерванията може да бъде проследена не само за подобряване на точността и еднородността на дефиниция на всяка една единица. Важното е броят на единици физически величини и тяхното прехвърляне към първичен или негово производно, както и исторически аспект образуване submultiple или няколко единици.

От историческа гледна точка е интересно да се обърне внимание на сегашната практика на Долни образование (по-малък) и няколко (по-големи) физически единици. В момента ние използваме предимно десетичната бройна система и действа в международната система единици от физически количества установената форма под-кратните и кратни на единици, се умножи основният размер на единица с коефициент от десет пъти. Въпреки това, историята е известно, използването на различни фактори кратност. Например, седем фута като мярка за дължина, равна на три ярда един крак е 12 инча, дворове 1 - 16 инча, 1 лапа - 40 паунда, макарата 1 - 96 фракции, versta 1 - 500 разтега др

Този исторически установената практика разчленен образование и кратни е изключително неудобно. Следователно, когато се международна система SI единици на този проблем бе отделено специално внимание. Като цяло, десетичната система е неудобно само при изчисляване на времето, т. За. Едноименната магнитуд единици с различни размери са кратни на 12 (съотношение на годината и месеца) и 365.25 (съотношението на деня и годината). Това се дължи на множеството на скоростта на въртене на Земята и фазите Moon и е най-естественото. Освен това заместване с кратност в съотношение минути и час минути секунда с 60-10 пъти има специално значение има. Сред други често използвани физични величини и единици напускащи десетичната система остава в градуси ъгъл когато окръжността е разделена на 360 градуса и градуса в минута и секунда.

Осъществяване на историческа екскурзия в областта на метрологията, ние не трябва да забравяме, че всичко това напълно се отнася само за страните-членки на Конвенцията за метъра. В много страни, все още има своя собствена специална, понякога екзотична система на физични величини и единици. Сред тези страни, странно, това е най-Съединените американски щати - модерна суперсила. Вътре в страната все още е в количества и дялове на стара Англия употреба. Дори там, където температурата обикновено се измерва в градуси по Фаренхайт.

Във връзка с горното въвеждането на система единици, различни от SI, познаване на различните отделения на сметка в системите за измерване, които понастоящем не са образователни само в природата. Когато разширяване на международните контакти може да бъде, че познаването на системи и устройства алтернативни стойност ще служи на потребителя в добро вместо него.

При представянето на основните аспекти, свързани със системата SI и в справянето с отделни видове измервания ние понякога се върнем към историческите корени на избора на определени физически количества. Сега е важно да се помни, че този проблем на оптимален избор на физични величини и единици, винаги ще съществува, тъй като научен и технологичен напредък постоянно предоставя нови възможности за практика измерване. Днес тя е лазер и радиационни, а утре може би ще има нови хоризонти, въз основа на "топло свръхпроводимост" или който и да е забележително постижение на човешката мисъл.

"Метрология - науката за измерванията" (Международен речник на основни и общи условия в метрология). Измерване и метрология са важни в почти всеки аспект на човешката дейност, тъй като те се използват навсякъде, от контрола на производство, измерване за оценка на качеството на околната среда, здравето и безопасността, както и тест за качеството на материалите, храни и други стоки за гарантиране на лоялна търговия и защита на потребителите , Ето няколко примера.

Терминът "метрологичната инфраструктура" се използва във връзка с метрологичните възможности на страната или региона, и предполага наличието на калибриране и проверка услуги, институти по метрология и лаборатории, както и организирането и управлението на системата на метрологията.

Терминът "Метрология" често се използва в по-широк смисъл, като обхваща теоретични и практически аспекти на измерване. Ако искате по-конкретна дефиниция, могат да се използват при следните условия:

Обща метрология. "Част от метрологията, която се занимава с проблемите, общи за всички метрологични въпроси независимо от измерената стойност" (Международен речник на термините в законовата метрология). Обща метрологията засяга общи теоретични и практически проблеми, свързани с мерните единици (т.е. единици на структурата на системата, или превръщане на мерни единици във формулите); проблеми измерване грешка; проблеми метрологичните характеристики на измервателните уреди, приложими независимо от количеството. Понякога, вместо понятието "обща метрология" използвани "Научни метрология".

Има различни специална област на метрологията. Някои примери:

• метрология маса, която е свързана с Измерването на масата;

• метрология измерение, което е свързано с измерванията на дължини и ъгли;

• Температура метрологията, която се отнася до измерване на температури;

• Химическа метрология, която се свързва с всички видове измервания в областта на химията.

Индустриални измервания в областта на метрологията, свързани с процедурите за производство и контрол на качеството. Типични въпроси - тази процедура и интервали от калибриране, контрол на процесите и управлението на средствата за измерване на измерване. Терминът често се използва за описание на индустрията в областта на метрологията.

Законова метрология. Този термин се отнася до необходимите спецификации. правно обслужване метрология проверява спазването на тези изисквания, за да се гарантира, коректни измервания в области от обществен интерес, като например търговия, здравеопазване, околна среда и безопасност. Степента на покритие на законовата метрология, зависи от националното законодателство и може да бъде различна в различните страни.

Какво означава "точност" и "несигурност" в измерванията?

Измерване - е сравнение на стойностите на неизвестното на стандартна единица на същата стойност и резултатите на експресия в част или кратно на това устройство. Това сравнение е направено с помощта на измервателен уред, никога не е съвършен. Инструментът е с точност до известна степен и точността на неговата е сигурно само до степента, до която може да се изрази количествено като несигурност. Това може да бъде илюстрирано със следния пример: единица маса, на килограм се определя от неговото международно стандарт, метален цилиндър съхранява при Международното бюро на тежести и мерки (BIPM). Копия от стандарта се използват като национален стандарт килограм.

Копията не са перфектни и масите им са малко по-различни от международен стандарт. Да приемем, че копие от X тегло 1 кг + 0.01 мг, обаче копия точност - 0.01 мг. Но тази информация не е пълна, тъй като разликата между стойностите на стандартната маса и нейното копие е определен измервателен инструмент (тежести), а процесът на измерване е несъвършен. Винаги има някои случайни различия (например, малки вариации в условията на околната среда) и някои несъвършени инструменти.

Многократни измервания ще покажат (малко) по различни резултати очевидно идентични условия. Вместо 1 кг + 0.01 мг, люспи могат да се показват 1 + 0.009 мг кг или 1 кг + 0011 мг или други стойности. неопределеността на измерването може да се определи с помощта на статистически методи, които са изброени в "Наръчник за изразяване на несигурността на измерванията" (ГУМ). Пълен копия на маса резултат показва, X: m = 1.000 кг 01 000 ± 0,002 мг. Значение несигурност ± 0,002 мг показва, че измерванията, направени при идентични условия очевидно ще даде резултат в обхвата от 000 01 1000 кг - 0,002 мг до 1000 кг 01 000 + 0,002 мг с определена вероятност (обикновено 95%). Предполага се, че 95 от 100 измервания ще бъдат в този диапазон.

Оценка на неопределеността на измерване е все по-важно, тъй като тя дава възможност на тези, които използват резултатите от измерване за оценка на надеждността на тези резултати. Без такава една оценка за измерване не могат да се сравняват нито един с друг, нито със стандарта е изложено в действащите спецификации или стандарти. Да приемем, че масата на X копия се определя с използването на други тегла другаде и резултатите, получени от т (X) = 1.000 000кг. това означава ли, точно 1 кг? Може би чувствителността на тези скали не е по-висока от чувствителността на другия? Какво има разлика между тези два резултата? Тези въпроси не може да се отговори, защото няма информация за несигурността.

За да се получат сравними резултати от измерването, експерти от седем международни организации, участващи в метрологията и стандартизацията, са разработили "Ръководство за изразяване на неопределеността при измерванията», (ГУМ). Управление определя основните правила за оценяване и изразяване на несигурността на измерванията, които може да се наблюдава при различни нива на прецизност и в най-различни приложения, от магазина за фундаментални изследвания. Някои основни идеи на понятията, изброени по-долу. Въпреки това, както е посочено в инструкцията: "Оценка на несигурност - това не е нито рутинна нито чисто математически проблем, това зависи от задълбоченото познаване на стойността на природата (да се измерва) и реалното измерване."

Важно е да се знае, точността на измервателните уреди, за да направят правилния избор. Точността на инструмента за измерване - т.е., неговата способност да се получи мярка близо до "истинска" стойност, представена от стандарта - често се изразява като процент от границите на измерването. Тази стойност се използва за характеризиране на инструмента за клас на точност. Волтметър клас 1 означава, че инструментът четене грешка трябва да бъде не повече от 1% от измерената интервал. Ако измерените interval- от 0 до 100 V, може да се очаква грешка на един за всеки инструмент в интервала на измерване. Измерванията на долната граница на откриване ще доведат до по-високи относителни грешки, например, точността на измерване е 20 5%. Това повдига въпроса дали точността на измерване от 1 до 5, достатъчна за използване в по правилния начин.

Ако не, тогава ще трябва да използвате различен измервателен уред или друг измервателен интервал за същия инструмент. Да приемем, че интервала на измерване може да се зададе от 0 до 10 V. Точността в този диапазон ще бъде 0.1 V. След отчитане в 5 ще бъдат точни до 0,1 или 2% от 5 V.