Единство измерений и пути его обеспечения

Авторы: Ерихова А.В., Мирошничено Е.В

Источник: Сборник публикаций научных работ студентов и преподавателей ДонНТУ, 2009г.

Наука об измерениях называется метрологией.
В современном обществе метрология стала неотъемлемой частью деятельности человека в науке, технике, экономике и международных отношениях. Без метрологии невозможно на должном уровне обеспечить здоровье и безопасность человека, производство продуктов питания, развитие торговли и медицины, решение проблем транспорта, навигации, связи, охраны окружающей среды и др.
Главное требование, которое предъявляется к измерениям – необходимо обеспечить их единство. Под единством измерений понимается такое состояние измерений, при котором их результаты выражаются в узаконенных единицах измерений, а характеристики погрешностей или неопределенности измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные пределы.
Таким образом, единство измерений гарантирует, что результаты измерений будут выражены в утвержденных и общепринятых единицах и будут сопровождаться оценкой погрешности (неопределенности), которая дает уверенность в том, что полученные результаты адекватны той цели, которая ставиться перед измерениями.
На достижение и поддержания единства измерений на должном уровне направлена деятельность метрологических служб всех уровней, проводимая в соответствии с установленными правилами, требованиями и нормами. На государственном уровне деятельность по обеспечению единства измерений регламентируется стандартами Государственной метрологической системы или нормативными документами органов метрологической службы.
Государственная метрологическая система – это совокупность законодательных и иных нормативно-правовых актов, организационной структуры, научной, технической и нормативной базы метрологии, направленных на обеспечение и поддержание единства измерений в стране при требуемой точности.
Согласно статье 4 Закона «О метрологии и метрологической деятельности» Государственная метрологическая система направлена на реализацию единой технической политики в области метрологии; защиты граждан и национальной экономики от последствий недостоверных результатов измерений; на экономию всех видов материальных ресурсов; повышение уровня научных разработок; на обеспечение качества и конкурентоспособности отечественной продукции, а также на создание научно-технических, нормативных и организационных основ обеспечения единства измерений в государстве.
Понятие «единство измерений» довольно емкое и не может быть ограничено только определением результатов измерений в узаконенных единицах с оценкой погрешностей.
Полное решение проблемы обеспечения единства измерений включает получение ответов на широкий спектр вопросов, а именно:
1. Для чего необходимы данные измерения? Этот вопрос определяет цель измерения, от его решения зависит полнота ответов на другие вопросы и, в конечном счете, экономика проведения измерений.
2. Что измеряется?  Не зная, что измеряется, невозможно планировать измерительный эксперимент с требуемой точностью ожидаемых результатов.
3. Как измерять? Ответом на этот вопрос является выбор метода измерения, математическое обоснование которого обеспечивает минимально возможную методическую погрешность. В соответствии со статьей 10 Закона Украины «О метрологии и метрологической деятельности» измерения должны выполняться в соответствии с методиками выполнения измерений. Причем в сфере распространения государственного метрологического надзора эти методики должны быть аттестованы, а измерения могут выполняться измерительными лабораториями, уполномоченными или аттестованными на проведение этих измерений.
Согласно статье 20 этого Закона сфера государственного метрологического надзора распространяется на измерения, результаты которых используются во время: работ по обеспечению охраны здоровья и защиты жизни граждан; контроля качества и безопасности продуктов питания, состояния окружающей природной среды, безопасности условий труда; геодезических и гидрометеорологических работ; торгово-коммерческих операций и расчетов между покупателями (потребителями) и продавцом, в том числе в сферах бытовых и коммунальных услуг, услуг электро- и почтовой связи; налоговых, банковских и таможенных операций; учета энергетических и материальных ресурсов, газа, воды, нефтепродуктов и т.п., за исключением внутреннего учета, проводимого предприятиями, организациями и гражданами-субъектами предпринимательской деятельности; работ, выполняемых по поручению органов прокуратуры и правосудия, обязательной сертификации продукции; регистрации национальных и международных спортивных рекордов; регистрации земельных участков и недвижимого имущества.
4. Чем измерять?  Как правило, именно на этом этапе реализуется основное уравнение измерения физической величины, т.е. сравнение измеряемой величины с однородной величиной, принятой за единицу.
Для обеспечения единства измерений все существующие средства измерительной техники одной и той же величины должны быть проградуированы в тождественных единицах. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения в специализированных учреждениях установленных единиц физической величины и передачи их размеров применяемым СИТ.
Таким образом, в процессе эксплуатации средства измерительной техники для обеспечения единства измерений должны периодически подвергаться поверке, если используются в сфере распространения государственного метрологического надзора, или калибровке в других случаях. При этом осуществляется передача их размера единицы, воспроизводимой и хранимой соответствующим эталоном. 
5. Кто измеряет?  Качество измерений существенно зависит от квалификации специалиста, требования к которой указываются в методиках выполнения измерений.
6. Как обработаны результаты измерений?  Многое определяется программой обработки и возможностью появления соответствующих погрешностей.
Итак, обеспечение единства измерений необходимо для получения высокого качества измерительной информации, используемой в научных исследованиях, технических измерениях, при контроле продукции и т.п. Результаты измерений (контроля) позволяют убедиться, соответствуют ли, например, те или иные изделия требованиям, совокупность которых определяет их качество, стабилен ли технологический процесс.
За обеспечением единства измерений осуществляется государственный метрологический надзор и метрологический надзор.
Государственный метрологический надзор распространяется на центральные и местные органы исполнительной власти, органы местного самоуправления и органы управления объединений предприятий, где проводится проверка соблюдения требований Закона «О метрологии и метрологической деятельности», иных нормативно-правовых актов и нормативных документов по метрологии, а также на предприятия, организации и физических лиц – субъектов предпринимательской деятельности. Кроме того, проводится проверка состояния и применения СИТ; применения аттестованных методик выполнения измерений; соблюдения условий и правил проведения государственных испытаний, поверки, калибровки, ввоза, выпуска из производства, ремонта СИТ, проведения измерений и аттестации методик выполнения измерений.
Метрологический надзор осуществляется метрологическими службами центральных органов исполнительной власти, предприятий и организаций.
Основные функции метрологической службы предприятий или организаций, ответственных за обеспечение единства измерений, заключаются в следующем:
- проведении анализа состояния измерений на всех стадиях создания и использования продукции;
- определении оптимальной номенклатуры СИТ и их внедрении для обеспечения повышения эффективности производства и качества продукции;
- внедрении межгосударственных, государственных и отраслевых стандартов и других нормативных документов, регламентирующих метрологические нормы и правила;
- организации и проведении метрологического контроля и надзора;
- создании и внедрении современных методов измерений и СИТ;
- разработке и аттестации методик выполнения измерений;
- организации и проведения метрологической экспертизы технической документации;
- разработке и внедрении стандартов предприятия по вопросам метрологического обеспечения жизненного цикла продукции;
- оценивании метрологических характеристик СИТ и погрешности (неопределенности) методик выполнения измерений;
- составлений перечней СИТ, которые находятся в эксплуатации и подлежат поверке, и их согласовании с территориальным органом;
- участии в анализе причин брака продукции и других убытков в производстве, связанных с нарушением производственных норм и правил;
- организации проведения в установленном порядке метрологической аттестации, поверки, калибровки и ремонта средств измерительной техники.
Метрологические службы предприятий и организаций в своей деятельности должны взаимодействовать с территориальными органами государственной метрологической службы, письменно уведомлять их о деятельности, связанной с применением, выпуском из производства, продажей и выдачей напрокат СИТ.
Метрологические службы предприятий и организаций наделены правом привлекать к выполнению работ по метрологическому обеспечению другие подразделения предприятий и организаций, получать от руководителей подразделений сведения и материалы, необходимые для выполнения своих обязанностей; выдавать предписания о прекращении и устранении нарушений метрологических норм и правил, представлять свою организацию по вопросам метрологического обеспечения в других организациях по поручению руководства,  вносить предложения о поощрении работников за внедрение современных методов измерений и СИТ, а также о наложении взысканий и привлечении к ответственности лиц, нарушающих метрологические нормы и правила; вносить предложения об отмене приказов и распоряжений, противоречащих действующему законодательству по вопросам метрологического обеспечения.  

Перечень источников

1. Закон Украины «О метрологии и метрологической деятельности»
2. Шишкин И.Ф. «Прикладная метрология» - М.: Издательство СЗПИ, 1990. – 240 с.
3. Шишкин И.Ф. «Качество и единство измерений» - Л.: Издательство СЗПИ, 1982. – 196 с.
4. Артемьев Б.Г., Голубев С.М. «Справочное пособие для работников метрологических служб» - М.: Издательство стандартов, 1990. – 580 с.