Метрология в Российской Федерации

После развала в 1991 г. Советского Союза, в течение нескольких лет произошел значительный спад работ в области метрологии в странах СНГ, в том числе и в Российской Федерации. На многих предприятиях были значительно сокращены, а иногда и ликвидированы службы метрологии. Однако вскоре произошло осознание того факта, что без метрологического обеспечения невозможен выпуск качественной продукции. Поэтому службам метрологии в настоящее время уделяется все большее внимание на абсолютном большинстве предприятий.

В настоящее время развитие метрологии в Российской Федерации осуществляется в соответствии с законом "Об обеспечении единства измерений", принятым в 1993 г.

Государственная метрологическая служба рф

По закону РФ «Об обеспечении единства измерений» Государственная метрологическая служба находится в ведении Госстандарта России и включает:

• Государственные научные метрологические центры;

• Органы Государственной метрологической службы на территории республик в составе РФ, автономной области, автономных округов, краев, областей, городов Москвы и Санкт-Петербурга.

Госстандарт России осуществляет управление деятельностью по обеспечению единства измерений в РФ.

Основное уравнение метрологии

Основное уравнение метрологии показывает, что числовое значение величины зависит от размера принятой единицы измерения.

Если имеется некоторая физическая величина Х, принятая для нее единица измерения равна [X], то значение физической величины:

Х = q [X],

где q – числовое значение величины Х.

Например:

Если за единицу измерения напряжения электрического тока приняли 1В, тогда значение напряжения электрической сети:

U = q[U] = 220[1В] = 220В, т.е. числовое значение q = 220.

Если за единицу напряжения принять [1кВ], то: U = q[U] = 0,22[1кВ] = 0,22кВ, т.е. числовое значение q = 0,22.

Физические величины и их единицы

Поскольку метрология связана с измерениями, то обычным объектом измерения являются физические величины.

Физическая величина – это одно из свойств физического объекта, которое является общим в качественном отношении для многих физических объектов, отличаясь при этом количественным значением.

Качественная характеристика физической величины определяется тем, какое свойство материального объекта или какую особенность материального мира эта величина характеризует (твердость, прочность и т.д.). Для выражения количественного содержания свойства конкретного объекта употребляется понятие «размер физической величины», который устанавливается в процессе измерения.

Различают физические величины: измеряемые и оцениваемые.

Измеряемые величины могут быть выражены количественно в установленных единицах измерения. Величины, для которых не может быть введена единица измерения, относятся к оцениваемым. Оцениваемые величины производятся при помощи установленной шкалы.

Физические величины классифицируют по видам явлений:

• вещественные, описывающие физические и физико-химические свойства веществ, материалов и изделий из них;

• энергетические, описывающие энергетические характеристики процессов преобразования, передачи и использования энергии;

• физические величины, характеризующие протекание процессов во времени.

Физические величины делят на основные и производные.

Основные, т.е. произвольно установленные единицы для некоторых величин, выбираются из условия независимости между собой и с учетом возможности установить с их помощью связи с другими физическими величинами.

Физические величины, полученные по формулам, выражающим зависимость между ними, называются производными.

В метрологии существуют два вида уравнений, связывающих между собой различные физические величины:

• уравнение связи между величинами, представляющие собой соотношения между величинами в общем виде;

• уравнение связи между числовыми значениями, которые имеют различный вид, в зависимости от выбранных единиц, входящих в уравнение величин, а также часто имеют коэффициенты пропорциональности.

Для установления единиц физических величин используются уравнения связи между числовыми значениями.

Уравнение первого вида:

X = f(X₁, X₂,…X_m), (1)

где X₁, X₂,…X_m – величины связанные с измеряемой величиной Х некоторым уравнением связи.

Если X₁, X₂,…X_m – основные величины, то уравнение (1) служит для образования производных величин.

Например, сила F определяется уравнением:

F = m*a = mlT^-2,

где m – масса тела, к которому приложена сила;

a – ускорение, приобретаемое телом при приложении к нему данной силы;

l – длина;

Т – время.

Так как длина, масса, время – это основные величины, то сила является производной.

Уравнения второго вида – это уравнения связи между числовыми значениями, и используются для установления единиц измерения, т.е. приводятся к уравнению размерности (размер – dimension – dim):

Величина Х является производной относительно величин X₁, X₂,…X_m и если эти величины являются основными, то показатели степени w₁; w₂;…; w_m , называются размерностью производной величины относительно основных.

Принято считать, что размерность основной величины по отношению к себе равна единице, а по отношению к любой другой основной величине – нулю.

Например, для уравнения силы:

dimF = LMT^-2 : w_L=1; w_M =1; w_T = - 2.

При образовании размерностей принимаются следующие правила:

1. если уравнение связи Х=Х₁*Х₂, то dimX=dimX₁*dimX₂;

2. если уравнение связи Х=Х₁/Х₂, то dimX=dimX₁/dimX₂.