ФОРМАЛЬНО-ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ ИЗМЕРЕНИЯ КАК ПРОЦЕССА ПОЗНАНИЯ

Интенсивное развитие метрология получила в результате развития сложных военных технологий (как авиастроение, ракетная техника, атомная промышленность, строительство подводных лодок и кораблей, химическая промышленность, электронная промышленность и т.д.) и в результате роста требований к безопасности и улучшению жизнедеятельности человека. Развитие науки находится в прямой связи с интенсивным развитием метрологии и техники точных измерений, необходимых как для развития естественных и точных наук, так и для создания новых технологий, усовершенствования средств технического контроля и управления производством. Все это ставит перед метрологией ряд важнейших задач:

1. В области единиц измерений одной из основных задач является унификация их на базе широкого внедрения единой Международной системы единиц (СИ). Эта система обеспечивает единообразие применяемых единиц для всех областей науки и техники.

2. Значительно повышаются требования к высшему звену в средствах измерений - к эталонам.

3. Для поддержания единства измерений, проводимых в разных местах и в разное время, необходимо обеспечить передачу размера единиц от эталонов образцовым, а от них рабочим средствам измерений с наименьшей потерей точности.

4. Развитие измерительных и измерительно-управляющих систем привело к качественным изменениям самого процесса измерения, особенно с использованием информационных технологий. Кроме величин, сравнивают процессы, имеющие многочисленные параметры и характеристики. Метрологическое обеспечение должно быть распространено и на измерительно-управляющие системы.

5. Важнейшие задачи стоят и в области теории измерений. Развитие математической статистики, теории функций, решение многомерных дискретных экстремальных задач, построение математических моделей систем оказывает влияние на задачи метрологической обработки результатов измерений.

6. Служа научной основой измерительной техники, метрология должна обеспечивать необходимую надежность и правильность получаемой информации и объективную оценку результатов измерений, а также законодательно определять единство измерений в стране, единство методов и средств контроля технологических процессов и испытания продукции. Метрология обобщает практический опыт в этой области и соответственно направляет развитие измерительной техники.

Метрология органически связана со стандартизацией, и эта связь выражается прежде всего в стандартизации единиц измерений, системы государственных эталонов, средств измерений и методов поверки, в создании стандартных образцов механических размеров объектов, свойств и состава вещества. В свою очередь, стандартизация опирается на метрологию, обеспечивающую правильность и сопоставимость результатов испытаний материалов и изделий, а также заимствует из метрологии методы определения и контроля показателей качества.

Метрология - это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, способах достижения требуемой точности (такое определение дает ГОСТ 16263-70).

Измерения являются важным элементов в познании природы. Естественные науки именуются точными благодаря измерениям, позволяющим определять количественные соотношения и находить законы природы. Например, повышение прецизионности измерения плотности воды привело в 1932 году к открытию тяжелого изотопа водорода - дейтерия, ничтожное содержание которого в обычной воде увеличивает ее плотность. Другой характерной чертой в измерениях является расширение диапазонов измерения величин. Если 50 лет назад имелась практическая необходимость измерить температуру до 10.000^оС и давление от 10^-3 до 10⁹ Па, то в настоящее время в связи с освоением космоса, плазмы, созданием новых материалов и т.д. требуется измерять температуру до сотен миллионов градусов и давление от 10^-14 до 10¹⁰ Па и выше. Большое разнообразие явлений определяет широкий круг величин, подлежащих измерению. Если в конце ХVШ века при установлении метрической системы мер существовала необходимость лишь в измерениях длины, площади, объема, вместимости и веса, то в настоящее время круг величин, подлежащих измерению, значительно расширился. Он включает в себя механические, тепловые, электрические, световые и другие величины [2].

В 1790 г. Учредительное собрание Франции приняло декрет о реформе системы мер и поручило Парижской академии наук разработать соответствующие предложения. Комиссия, руководимая Лагранжем, рекомендовала десятичное подразделение кратных и дольных единиц. Другая комиссия, в состав которой входил Лаплас, предложила принять в качестве единицы длины одну сорокамиллионную часть земного меридиана. На основе этой единственной единицы - метра- строилась вся система, получившая название метрической. Метрическая система с самого начала была задумана как международная.

В развитии отечественной метрологии за последние 200 лет можно выделить несколько этапов. Первый этап охватывает почти весь 19 в.. Этот период характерен централизацией метрологической деятельности и началом широкого участия русских ученых в работе международных метрологических организаций. По предложению петербургских академиков Б.С. Якоби, Г.И. Вильда и О.В. Струве и в результате последующей работы ученых разных стран была подготовлена и в 1875 г подписана Метрическая конвенция. Она стала основой международного научного сотрудничества, способствовала унификации мер и расширению метрологической деятельности в национальном и международном масштабах. Следующий этап в развитии отечественной метрологии связан с именем Д.И. Менделеева (1892-1917 гг..). он создал Главную палату мер и весов - одно из первых в мире научно-исследовательских учреждений метрологического профиля. Под руководством Д.И. Менделеева была проведена работа по созданию российской системы эталонов и их сличению с английскими и метрическими мерами, начала создаваться государственная метрологическая служба, реализована широкая программа научных исследований в области метрологии. Но даже ему не удалось внедрить в России метрическую систему. Она применялась в стране факультативно, наряду со старой российской и британской (дюймовой) системами [2].

Введение метрической системы знаменует собой начало следующего, третьего, этапа в развитии отечественной метрологии. Главным его содержанием является переход к государственной метрологической деятельности. Отличительной особенностью четвертого этапа является усиление метрологической деятельности в стране, повсеместное внедрение стандартизации как главной организационно-правовой формы обеспечения единства измерений.

Появление квалиметрии - раздела метрологии, посвященного проблемам измерения качества продукции, стимулировало распространение идей и методов этой науки на область измерения нефизических величин. Оно ознаменовало начало пятого. современного, этапа развития метрологии. В настоящее время измерения применяются в экономике, психологии, социологии и многих других гуманитарных науках. Практически не осталось областей человеческой деятельности, где применение измерений для получения достоверной количественной информации не оказало бы существенного влияния на их развитие [2].

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МЕТРОЛОГИИ:

- единицы физических величин и их системы,

- общая теория измерений,

- методы и средстваизмерений,

- методы определения точности измерений,

- основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений,

- эталоны и образцовые средства измерений,

- методы передачи размеров единиц от эталонов или образцовых средств измерений рабочим средствам измерений.

ФУНКЦИИ МЕТРОЛОГИИ

1.

1. Учет процессов по всем возможным параметрам.

2. Активный контроль процесса производства.

3. Пассивный контроль по результатам производства.

2.

1. Правильный выбор показателей (параметров).

2. Определение диапазона изменений параметра.

3. Определение диапазона погрешностей и оптимального значения параметра.