63952 (Метрология и ее разделы)

Пензенская Государственная Технологическая Академия

структурное подразделение среднего профессионального образования

Химико-Технологический Техникум

Чибирев С.В., Черкашина Т.П.

МЕТРОЛОГИЯ

учебное пособие для студентов средних специальных учебных заведений

Пенза, 2009.

Чибирев С.В., Черкашина Т.П.

Метрология: учебное пособие для студентов средних специальных учебных заведений, - Пенза, 2010 — 90 страниц, иллюстрир.

Пособие предназначено для студентов 2(3) курса специальностей:

200502.51 Метрология;

200504.51 Стандартизация и сертификация продукции (по отраслям).

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ. ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 3404 Стандартизация и сертификация (по отраслям) (базовый уровень среднего специального образования) утверждают следующие дидактические единицы по дисциплине «Метрология»:

цели, задачи, принципы, объекты и технические средства метрологии; основные термины и определения; законодательные акты в области метрологии и метрологического обеспечения; Закон Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений»; Государственная система обеспечения единства измерений; Государственная метрологическая служба, метрологические службы органов управления Российской Федерации и юридических лиц; структура, цели и задачи метрологической службы; метрологическая экспертиза нормативной и технической документации; Государственный метрологический контроль и надзор; Российская система калибровки; системы единиц физических величин; основные единицы измерений и измеряемых величин по областям измерений; погрешности измерений; средства измерений; рабочие средства измерений; рабочие эталоны; государственные эталоны единиц величин; нормируемые метрологические характеристики средств измерений; поверочные схемы; поверка и калибровка средств измерений; поверочное и калибровочное оборудование. По данному стандарту дисциплина «Метрология» относится к блоку общепрофессиональных дисциплин (ее код ОПД.06). На ее изучение выделено 90 часов, из них 30 часов — на лабораторные и практические занятия. Рекомендовано изучение дисциплины на 2 или 3 курсе.

Дополнительно: На специальности 200502 «Метрология» по дисциплине Метрология (код СД.01) стандартом предусмотрены те же требования, что и к специальности 200504 «Стандартизация и сертификация продукции (по отраслям)».

Оглавление

§1. Цели и задачи метрологии. История развития метрологии. Основные определения в области метрологии

§2. Основные правовые акты в области метрологии

§3. Основы метрологического обеспечения

§4. Федеральный Закон «Об обеспечении единства измерений»

§5. Государственная система обеспечения единства измерений.

§6. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

§7. Государственная метрологическая служба

§8. Международные метрологические организации

§9. Государственный метрологический контроль и надзор за средствами измерений

§10. Поверка средств измерений

§11. Калибровка средств измерений. Российская система калибровки

§12. Метрологическая аттестация средств измерений

§13. Система сертификации средств измерений

§14. Методики выполнения измерений.

§15. Метрологическая экспертиза

§16. Анализ состояния измерений

§17. Физические величины

§18. Международная система единиц физических величин

§19. Воспроизведение единиц физических величин и передача их размера. Эталоны единиц физических величин

§20. Виды измерений

§21. Методы измерений

§22. Виды средств измерений

§23. Метрологические характеристики средств измерений

§24. Погрешность измерения

§25. Основные принципы выбора средств измерений

Тестовое задание для проведения пробной промежуточной аттестации по метрологии за III семестр. (§1-16)

Варианты вопросов для проведения аттестации в III семестре. (§1-16)

Варианты вопросов для проведения аттестации в IV семестре. (§17-25)

Список дополнительной литературы

§1. Цели и задачи метрологии. История развития метрологии. Основные определения в области метрологии

1. Метрология (от греч. μέτρον — мера, измерительный инструмент и от др.-греч. λόγος — мысль, причина, наука) — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности (РМГ 29-99). Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью. Средством метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих требуемую точность.

Метрология состоит из 3 разделов:

• Теоретическая

Рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений, физических величин, их единиц, методов измерений).

• Прикладная

Изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.

• Законодательная

Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.

К целям и задачам метрологии относятся:

• создание общей теории измерений;

• образование единиц физических величин и систем единиц;

• разработка и стандартизация методов и средств измерений, методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений;

• создание эталонов и образцовых средств измерений, поверка мер и средств измерений, методики выполнения измерений. Приоритетной подзадачей данного направления является выработка системы эталонов на основе физических констант;

• установление единиц физических величин (ФВ).

2. Метрология как область практической деятельности зародилась в древности. Наименования единиц измерения и их размеры появлялись в давние времена чаще всего в соответствии с возможностью применения единиц и их размеров без специальных устройств, т.е. создавались с ориентацией на те единицы, что были «под руками и ногами». В России в качестве единиц длины были «пядь», «локоть». В начале 1840 г., во Франции была введена метрическая система мер. Значимость метрической системы глубоко оценил Д.И. Менделеев. В 1867 г. с трибуны съезда русских естествоиспытателей он выступил с призывом содействовать подготовке метрической реформы в России. По его инициативе Петербургская академия наук предложила учредить международную организацию, которая обеспечивала бы единообразие средств измерений в международном масштабе. Это предложение получило одобрение, и в 1875 году на Дипломатической метрологической конференции, проведенной в Париже, в которой участвовали 17 государств (в том числе Россия), была принята Метрическая конвенция. Большую роль в становлении метрологии в России сыграл Д.И. Менделеев, руководивший отечественной метрологией в период с 1892 по 1907 г. «Наука начинается... с тех пор, как начинают измерять», — в этом научном кредо великого ученого выражен, по существу, важнейший принцип развития науки, который не утратил актуальности и в современных условиях. В 1893 году в России под руководством Менделеева была создана Главная палата мер и весов. В 1931, в Ленинграде на базе этой палаты был создан Всесоюзный НИИ метрологии им. Д.И.Менделеева. В 1960 была принята международная система единиц СИ.

3. Терминология, используемая в метрологии, приведена в Законе "Об обеспечении единства измерений":

• средство измерений - техническое устройство, предназначенное для измерений;

• единство измерений - состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах величин и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью;

• поверка средства измерений - совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям;

• калибровка средства измерений - совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору;

• сертификат об утверждении типа средств измерений - документ, выдаваемый уполномоченным на то государственным органом, удостоверяющий, что данный тип средств измерений утвержден в порядке, предусмотренном действующим законодательством, и соответствует установленным требованиям;

• аккредитация на право поверки средств измерений - официальное признание уполномоченным на то государственным органом полномочий на выполнение поверочных работ;

• эталон единицы величины - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины;

• государственный эталон единицы величины - эталон единицы величины, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории Российской Федерации;

• нормативные документы по обеспечению единства измерений - государственные стандарты, применяемые в установленном порядке международные (региональные) стандарты, правила, положения, инструкции и рекомендации;

• метрологический контроль и надзор - деятельность, осуществляемая органом государственной метрологической службы (государственный метрологический контроль и надзор) или метрологической службой юридического лица в целях проверки соблюдения установленных метрологических правил и норм;

• метрологическая служба - совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

Вопросы и задания.

1. Что такое метрология?

2. Из каких разделов состоит метрология?

3. Назовите основные цели и задачи метрологии.

4. Под руководством какого русского ученого была создана Главная палата мер и весов в России?

5. Что такое средство измерения?

6. Что такое эталон единицы величины?

7. Что такое метрологическая служба?

§2. Основные правовые акты в области метрологии.

План.

1. Основные виды документации

2. Основные документы области метрологии

1. Виды нормативных документов:

Правила (ПР) по стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации представляют собой нормативный документ, устанавливающий обязательные для применения организационно-технические и (или) общетехнические положения, порядки, методы выполнения работ в перечисленных выше областях.

Рекомендации (Р) (в том числе и межгосударственные РМГ) по стандартизации, метрологии, сертификации, аккредитации являются нормативными документами, содержащими добровольные для применения организационно-технические и (или) общетехнические положения, порядки, методы выполнения работ, а также рекомендуемые правила выполнения этих работ.

Методические инструкции (МИ) и руководящие документы (РД) являются нормативными документами методического содержания, разрабатываются организациями, подведомственными Госстандарту России.

Государственные стандарты (ГОСТ, ГОСТ Р).

Отраслевые стандарты (ОСТ).

Стандарты предприятия (СТП).

2. К основным документам в области метрологии относятся:

Общие требования по законодательной метрологии

МД 1 МД 2 МД 3 МД 5 МД 6 МД 8 МД 9 МД 10 МД 12 МД 13 МД 14 МД 15 МД 16 МД 18 МД 19 МД 20 МД 23 МР 34 МР 42

Закон о метрологии Узаконенные единицы измерения Соответствие средств измерений законодательным требованиям Принципы создания поверочных схем для измерительных приборов Документация для эталонов и средств калибровки Принципы выбора официального признания, применения и хранения эталонов Принципы метрологического надзора Руководство по определению межповерочных интервалов средств измерений, используемых в испытательных лабораториях Области использования средств измерений, подлежащих поверке Руководство по составлению дву- или многосторонних соглашений по признанию результатов испытаний, утверждения типа, поверок Подготовка персонала по законодательной метрологии. Квалификация. Учебная программа Принципы выбора характеристик при экспертизе средств измерений Принципы обеспечения метрологического контроля Общие принципы использования стандартных образцов материалов при измерениях Испытания и утверждение типов средств измерений Первичная и последующая поверки средств измерений и процессов Принципы метрологического контроля оборудования, используемого при поверке Классы точности средств измерений Металлические клейма для поверителей

Измерения массы и силы

МР 15 МР 33 МР 47 МР 50 МР 51 МР 52 МР 60 МР 61 МР 74 МР 76-1 МР 76-2 МР 106 МР 107 МР 111

Приборы для измерения массы зерна на гектолитры Условное значение результата взвешивания в воздухе Образцовые гири для испытаний большегрузных весов Автоматические весы непрерывного действия Весораспределяющие и весосортирующие устройства Шестигранные гири обычного класса точности от 100 г до 50кг Метрологические предписания для преобразователей силы Дозаторы автоматические Электронные взвешивающие устройства Неавтоматические взвешивающие устройства. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания Неавтоматические взвешивающие устройства. Часть 2. Модель отчета по испытаниям Автоматические железнодорожные весы Автоматические взвешивающие устройства дискретного действия. Приложение к МР 107: Методы испытаний и форма отчета об испытаниях Гири классов точности El, E2, Fl, F2, Ml, M2, М3

Измерения длины и скорости

МР 21 МР 24 МР 30 МР 35 МД 26

Таксиметры Образцовый метр жесткий для поверителей Плоскопараллельные концевые меры длины Овеществленные меры длины общего назначения Стеклянные меры — автоматические пипетки

Измерения расхода газа

МР 6 МР 31 МР 32

Основные требования к объемным счетчикам газа Счетчики газа объемные с подвижными стенками Объемные газовые счетчики с вращающимся поршнем и турбинные газовые счетчики

Измерения давления

МР 23 МР 53 МР 97 МР 101 МР 109 МР 110

Манометры шинные для автомобильного транспорта Метрологические характеристики упругих чувствительных элементов, применяемых в манометрии (методы их определения) Барометры Манометры, вакуумметры, мановакуумметры показывающие и записывающие с упругими чувствительными элементами (рабочие приборы) Манометры и вакуумметры с упругими чувствительными элементами. Образцовые приборы Поршневые манометры

Измерения температуры

МР 18 МР 48 МР 75 МР 84 МД 24

Пирометры оптические с исчезающей нитью Температурные лампы с вольфрамовой лентой для градуировки оптических пирометров Счетчики тепловой энергии Электрические термометры сопротивления, выполненные из платины, меди или никеля (для коммерческого и промышленного применения) Радиационный пирометр полного излучения

Измерения электрических величин

МР 46 МД 11

Счетчики активной электрической энергии прямого соединения класса 2 Общие требования к электронным средствам измерений

Измерения акустических величин и параметров вибрации

МР 58 МР 88 МР 102 МР 103 МР 104

Измерители уровня звука Счетчики, интегрирующие уровень звука Акустические калибраторы звука Приложение к МР 102: Методы испытаний и форма отчета об испытаниях Измерительное оборудование для человеческого отклика на вибрацию Аудиометры чистого тона

Физико-химические измерения

МР 14 МР 44 МР 54 МР 56 МР 59 МР 55 МГ 66 МР 91 МР 98

Сахариметры поляриметрические Спиртометры и ареометры для спирта и термометры, применяемые в спиртометрии Шкала рН водных растворов Образцовые растворы, воспроизводящие проводимость электролитов Влагомеры для зерновых и масляничных культур Счетчики скорости, механические счетчики расстояний и хроматографы для автомобилей. Метрологические правила Приборы для измерений длины Измерения скорости транспортных средств радарными устройствами Штриховые меры длины высокой точности

Измерения объема, уровня и расхода жидкости

МР 4 МР 5 МР 27 МР 29 МР 40 МР 41 МР 43 МР 45 МР 49 МР 57 МР 63 МР 67 МР 71 МР 72 МР 77 МР 80 МР 81 МР 85 МР 86 МР 95 МР 96 МР 117 МР 118 МР 119 МР 120 МД 4 МД 7 МД 25

Колбы мерные (одноштриховые) стеклянные Счетчики жидкости (кроме воды) с измерительными камерами Объемные счетчики жидкости (кроме воды). Дополнительное оборудование Рабочие меры вместимости Пипетки образцовые градуированные для доверителей Бюретки образцовые для поверителей Колбы образцовые градуированные стеклянные для поверителей Бочки и бочонки Счетчики для измерений холодной воды Измерительные системы для жидкостей (кроме воды) с объемными счетчиками. Общие требования Измерительные таблицы для нефти Измерительные установки для жидкостей (кроме воды) с объемными счетчиками. Метрологический контроль Стационарные резервуары-хранилища. Общие требования Счетчики горячей воды Измерительные системы для жидкостей (кроме воды), снабженные объемными счетчиками. Меры предосторожности к особенностям систем Авто- и железнодорожные цистерны Средства измерений и измерительные системы для криогенных жидкостей (включая таблицы плотности для жидкого аргона, гелия, водорода, азота и кислорода) Автоматические уровнемеры для измерений уровня жидкости в стационарных резервуарах-хранилищах Барабанные счетчики для спирта и их дополнительные устройства Судовые цистерны. Общие требования Бутыли как измерительная емкость Измерительные комплексы для жидкостей, кроме воды Методы испытаний типов топливно-раздаточных колонок для автомобильного транспорта Образцовые трубы для оценки измерительных комплексов для жидкостей, кроме воды Характеристики образцовых мер емкости и методы испытаний измерительных комплексов для жидкостей, кроме воды Условия монтажа и хранения счетчиков холодной воды Оценка эталонов расхода и оборудования используемых для испытаний счетчиков воды Вихревые измерители, используемые в измерительных комплексах жидкости

Вопросы и задания.

1. Что представляют собой правила по метрологии?

2. Какие данные содержат рекомендации по метрологии?

§3. Основы метрологического обеспечения