Применение метрологии в народном хозяйстве

Введение

Метрология изучает измерения, методы и средства обеспечения единства измерений и способы достижения требуемой точности измерений.На современном этапе развития технологии, характеризующимся применением взаимосвязанных систем машин и приборов, компьютеризацией, использованием широкой номенклатуры веществ и материалов, необходимо обеспечение высокого качества измерений и безопасности производства продукции во всех отраслях народного хозяйства.Любая отрасль народного хозяйства, любой производственный процесс требует измерений, будь то измерения, связанные с разработкой технологии, с контролем поступающего сырья, с режимом процесса производства, с охраной труда рабочих или с контролем качества продукции, невозможно обойтись без измерения количественных показателей. На проведение измерений затрачивается 15÷20 процентов общих затрат труда, а при производстве сложной техники – 50÷70 %. .Научно-технический прогресс тесно связан с увеличением требований к измерениям. Измерения не только являются базой для научно-технических знаний, но и необходимы для развития науки, так как повышение точности измерений – причина и следствие совершенствования путей познания Обеспечение научно-технического прогресса требует опережающего развития метрологии по сравнению с другими областями науки и техники, поскольку для каждой точные измерения являются одним из основных средств их совершенствования.Повышение научного уровня развития метрологии способствует успешному внедрению новых средств и методов измерений и улучшению качества измерений. Целью данной работы является сбор и обобщение информации о применении метрологии в народном хозяйстве.1 История метрологииНеобходимость измерения предметов, в первую очередь, товаров, возникла у людей в глубокой древности. Возникли первые меры, такие как карат (название семечка рожкового дерева) и гран (с латинского –«зерно»). Часть мер длины была связана с телом человека – русский вершок, пядь, сажень, английский дюйм, ярд и фут.В древнем Вавилоне был установлена продолжительность года, месяца, часа. В последствии 1/86400 часть среднего периода обращения Земли вокруг своей оси получила название секунды.Первым русским метрологическим документом стала Двинская грамота Ивана Грозного (1550 г.), в которой устанавливались условия хранения и передачи размера новой меры сыпучих веществ - осьмины. Современные основы метрологии в России были заложены на рубеже ХVII-XVIII вв. В 1736 г. российским Сенатом образована комиссия мер и весов. К 1841 г. при Петербургском монетном дворе было организовано «Депо образцовых мер и весов» – первое государственное поверочное учреждение. Поверка мер и весов на местах была вменена в обязанность городским думам, управам и казенным палатам. Контроль над коммерческими организациями осуществлялся «ревизионными группами».Идея создания системы измерений на десятичной основе была предложена французским астрономом Г. Мутоном. Позже в качестве единицы длины была примята одну сорокамиллионная часть длины земного меридиана. На основе единственной единицы - метра – была построена вся система, получившая название метрической. В 1875 г. семнадцатью странами (в том числе и Россией) была подписана Метрическая конвенция. Для этого было организовано Международное бюро мер и весов (МБМВ), находящееся в г. Севре близ Парижа.В 1893 г. по указу императора Александра III была основана Главная палата мер и весов, директором которой был назначен Д. И. Менделеев.В 1924 г. проведена организация Государственного метрологического стандарта СССР. В 1954 г. – образован Комитет стандартов, мер и измерительных приборов при Совете министров СССР,На XI Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 г. принята Международная система единиц СИ. Основные физические величины обозначаются следующими символами: L – длина, м; М – масса, кг; T – время, с; I – сила электрического тока, А; Θ – температура, К; N – количество вещества, моль; J – сила света, кд.В 1973 г. введена Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ), регламентирующая все стороны метрологической деятельности.Большое значение имеет принятие в 1993 г. Закона РФ «Об обеспечении единства измерений», который регламентирует законодательные нормы в области метрологии.Новую систему требований к продукции, процессам производства, работам и услугам определил действующий с 1 июля 2003 г. Федеральный закон РФ «О техническом регулировании». В результате принятия закона появились новые правовые акты, прежде всего технические регламенты.Для повышения эффективности работы государственных структур 30 июня 2004 г. Госстандарт России преобразован в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.Появление новых средств измерений, связанное с развитием естественных наук, привело к повышению качества измерений, что, в свою очередь, стимулировало развитие наук, ускорение научно-технического прогресса.2 Метрология как наукаМетрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Измерением называется совокупность действий, выполняемых с помощью средств измерений для нахождения числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерения.Объекты метрологии - единицы физических величин, средства измерений, эталоны, методы измерений. Основная цель метрологии - получение количественной информации о свойствах объектов и процессов с заданной точностью и достоверностью.Средствами метрологии являются средства измерений и метрологические стандарты, обеспечивающие их рациональное использование.Основные задачи метрологии:* обеспечение единства измерений;* установление единиц физических величин;* обеспечение единообразия средств измерений;* установление государственных и рабочих эталонов, контроля и испытаний, а также передача размеров единиц рабочим средствам измерений;* установление номенклатуры и метрологических характеристик средств измерений;* разработка оптимальных приемов и способов обработки результатов измерений и методов оценки погрешностей.Существует на три раздела метрологии: теоретический, законодательный и прикладной.Предметом теоретической метрологии является разработка и изучение фундаментальных вопросов теории измерений (физических величин и их единиц, средств и методов измерений, результатов и погрешностей измерений )Законодательная метрология устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений.Прикладная метрология регулирует вопросы практического использования разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии.3 Метрологическое обеспечениеВследствие развития науки и техники возрастает значение измерений, растет многообразие видов и средств измерений. Данное развитие должно идти в рамках обеспечения единства измерений. В связи с этим возникло понятие «метрологическое обеспечение», которое подразумевает необходимость установления, актуализации и применения научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства измерений, а также их требуемой точности.Основная тенденция в развитии метрологического обеспечения - расширение задачи обеспечения единства и требуемой точности измерений до принципиально новой задачи обеспечения качества измерений. Качество измерений – понятие более объемное, чем точность измерений. Наряду с требуемой точностью (величиной допускаемых погрешностей), необходимо обеспечение достоверности, сходимости и воспроизводимости.Объект метрологического обеспечения - все стадии жизненного цикла изделия (продукции) или услуги от процесса создания и изменения состояния до прекращения эксплуатации или потребления. Для решения задачи достижения высокого качества изделия в процессе разработки продукции выбираются контролируемые параметры, нормы точности, допуски, средства измерения, средства контроля и испытания, изучается конструкторская и технологическая документация.Научная основа метрологического обеспечения - теоретическая метрология. Нормативная основа метрологического обеспечения – Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ), которая представляет собой комплекс нормативных документов, устанавливающих правила, нормы, требования, направленные на достижение и поддержание единства измерений в стране, утверждаемых Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (ГОСТ Р 8.000-2000 ГСИ).Технической основой метрологического обеспечения является комплекс государственных систем:* эталонов единиц физических величин, состоящих из 114 государственных и более 260 вторичных эталонов;* передачи размеров единиц физических величин от эталонов к рабочим средствам измерений;* разработки, и производства средств измерений;* государственных испытаний средств измерений;* государственной поверки и калибровки средств измерений;* образцов состава и свойств веществ и материалов;* справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов.Организационная основа метрологического обеспечения - метрологическая служба РФ, состоящая из Государственной метрологической службы, управляемой Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии, а также метрологических служб государственных органов управления РФ и юридических лиц, образующих сеть учреждений и организаций.4 Роль измерений в народном хозяйствеРешение задачи поддержания качества продукции на высоком уровне невозможно без метрологического контроля на всех этапах производства: от измерения параметров сырья и комплектующих и контроля заданных технологических режимов до окончательной проверки готовой продукции. Невозможно назвать ни одной отрасли экономики, в которой важную роль не играли бы измерения.Выделяют следующие функции измерений в народном хозяйстве:— учет продукции народного хозяйства, исчисляющейся по массе, длине, объему, расходу, мощности, энергии;— измерения, проводимые для контроля и регулирования технологических процессов (особенно в автоматизированных производствах) и для обеспечения нормального функционирования транспорта и связи;— измерения физических величин, технических параметров, состава и свойств веществ, проводимые при научных исследованиях, испытаниях и контроле продукции в различных отраслях народного хозяйства.В качестве примера, иллюстрирующего первую из функций, отметим, что принимая во внимание среднюю погрешность счетчиков энергии, используемых в настоящее время (2%), можно утверждать, что не учитывается расход 2% электроэнергии; среднее техническое состояние весов таково, что при взвешивании остается не учтенными около 1% по массе продукции производства. Повышение точности измерений способствует выявлению недостатков тех или иных технологических процессов и устранению этих недостатков. Что, в конечном счете, приводит к повышению качества продукции, экономии ресурсов энергии, а также сырья и материалов.Постоянное возрастание в современном производстве объема промышленной продукции, в производстве которой измерения являются частью технического процесса, и, следовательно, не могут быть произведены без организованных измерений, требует радикального увеличения доли затрат на измерительные приборы в общей сумме капитальных вложений. По оценкам ученых, в промышленном производстве число средств измерения увеличивается пропорционально квадрату прироста продукции. Таким образом, при удвоении объема продукции количество средств измерения увеличивается в 4 раза. Метрология имеет органическую связь со стандартизацией: эта связь проявляется в стандартизации единиц измерения, в системе стандартов, измерительных приборах, методах проверки и создании стандартных образцов свойств и составов материалов. Измерения являются основой стандартизации, методы измерения заимствуются для определения и контроля качества и обеспечения точности и сопоставимости результатов испытаний материалов и изделий.Недостаточная точность измерений, плохо продуманная организация измерений, нарушение единства измерений, приносят большие потери при выполнении измерений контроля.Например, погрешность в 1%, допущенная в определении влажности пряжи, приводит к неточности в определении годового выпуска ткани в 6%, увеличение влажности угля на 1 % снижает теплоту его сгорания на 1,5-2%. Вследствие неправильного выбора методики проведения измерений погрешности определения примесей в сырье иногда в несколько раз превышают разницу между количествами определяемых веществ, что приводит к резкому ухудшению качества продукции. Особенно опасны такие нарушения в машиностроении, строительстве.Потенциал народного хозяйства, который может быть реализован благодаря повышению точности измерений и улучшения эксплуатации средств измерений, огромен.

Заключение

Таким образом, измерения являются важнейшим инструментом познания объектов и явлений окружающего мира и играют огромную роль в развитии народного хозяйства.Дальнейший прогресс народного хозяйства в нашей стране должен сопровождаться быстрым развитием всех направлений измерительной техники. Предельные технические и метрологические характеристики средств измерений должны быть существенно выше максимальных требований, предъявляемых сегодня промышленностью.
Список использованной литературы

Власов А.Д., Мурин Б.П. «Единицы физических величин в науке и технике», 1990г.Лифиц И.М., Стандартизация, метрология и сертификация: Учебник.- 3-е изд, перераб. и доп. - М.: Юрайт, 2004-ЗЗО.с.Петров, С.И. Метрология, стандартизация и сертификация [Текст] : учеб.пособие / С.И. Петров. – Омск: ОИВТ (филиал) ФБОУ ВПО «НГАВТ», 2012.– 154 с. Метрология (наука об измерениях). Метрологическое обеспечение производства. – URL: https://metrob.ru/.