Метрология. Характеристика. Направление. Объекты измерений

Метрология -- это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения точности, соизмеримой с точностью воспроизведения и хранения физических величин мерами или стандартными образцами состава и свойств веществ и материалов.

Наука метрология - особый вид человеческой познавательной деятельности, направленный на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний о физических объектах, процессах, явлениях, эффектах и свойствах окружающего нас (мега-, макро-, микро- и нано-) мира.

Предметом исследований метрологии является познание собственных законов строения, функционирования и развития, создание и изучение стратегий, методов и средств измерений физических величин при разных законах преобразования этих величин, а также развитие и становление эталонной базы (эталонов, мер, стандартных образцов и т.д.).

Предметом метрологии является извлечение количественной информации о характеристиках и свойствах объектов и процессов с заданным качеством измерений (точностью, достоверностью, оперативностью, сопоставимостью и стабильностью).]

Метрология состоит из 3 составных частей: фундаментальная (общетеоретическая и прикладная) метрология, законодательная (государственная и общегосударственная) метрология и практическая (отраслевая и производственная) метрология.

Фундаментальная метрология - та составная часть науки об измерениях, предметом которой является разработка фундаментальных (общетеоретических) основ этой науки и развитие на ее базе прикладных теорий и научных направлений.

Общетеоретическая метрология - это прежде всего система законов, категорий, принципов, методов, математических и структурных моделей, определений, положений и условий, характеризующая стратегию прямых и избыточных измерений величин разной физической природы.

Общетеоретическая метрология - это та часть фундаментальной метрологии, предметом которой является разработка систем общих и частных законов, аксиом, постулатов, категорий, принципов, методов, математических и структурных моделей, определений, положений, условий и т.д., характеризующих стратегии прямых (т.е. необходимых) и избыточных (необходимых и достаточных) измерений величин разной физической природы, пути и методы достижения качества, метрологической эффективности и надежности измерений.

Прикладная метрология - это та часть фундаментальной метрологии, предметом которой является разработка прикладных теорий и дисциплин, описывающих и характеризующих особенности измерений величин той или иной физической природы методами прямых или избыточных измерений, конкретные пути и методы достижения качества измерений, метрологической эффективности и надежности.

Прикладная метрология опирается на фундамент общетеоретической метрологии и развивает частно-научные теории и дисциплины. Она направлена на получение конкретного научного результата, который актуально или потенциально может быть использован для удовлетворения частных или общественных потребностей.

Законодательная метрология - это та составная часть науки об измерениях, предметом которой является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, мер, эталонов, стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, методов и средств измерений, направленная на обеспечение единства измерений, необходимого качества и единообразия средств измерений в интересах общества.

Законодательная метрология рассматривает всю совокупность взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства.

Практическая метрология - это та составная часть науки об измерениях, которая изучает и освещает как вопросы практического применения разработок фундаментальной (преимущественно прикладной) метрологии, так и положений, требований и норм законодательной метрологии.

Практическая метрология - это та составная часть науки об измерениях, предметом которой является изучение и освещение вопросов практического применения разработок фундаментальной метрологии, результатов ее теоретических исследований, положений, требований и норм законодательной метрологии, вопросов эффективности и метрологического обеспечения производства, ведения метрологической документации, осуществления всех видов поверочных работ, аккредитации метрологических служб, государственного метрологического контроля и надзора в масштабах страны, отрасли, предприятий и организаций и т.д.

Цели и задачи метрологии

· 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 (так называемая «законодательная метрология»);

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

· Также метрология изучает развитие системы мер, денежных единиц и счёта в исторической перспективе.

Аксиомы метрологии

· Любое измерение есть сравнение.

· Любое измерение без априорной информации невозможно.

· Результат любого измерения без округления значения является случайной величиной.

Классификация измерений

По способу получения измерения:

Прямые- когда физическая величина непосредственно связывается с её мерой;

Косвенные - когда искомое значение измеряемой величины установлено по результатам прямых измерений величин, которые связаны с искомой величиной известной зависимостью;

Совокупные - когда используются системы уравнений, составляемых по результатам измерения нескольких однородных величин.

Совместные - производятся с целью установления зависимости между величинами. При этих измерениях определяется сразу несколько показателей.

По характеру изменения измеряемой величины:

Статические - связаны с такими величинами, которые не изменяются на протяжении времени измерения.

Динамические - связаны с такими величинами, которые в процессе измерений меняются (температура окружающей среды).

По количеству информации:

Однократные;

Многократные (> 3);

По отношению к основным единицам измерения:

Абсолютные (используют прямое измерение одной основной величины и физической константы).

Относительные -- базируются на установлении отношения измеряемой величины, применяемой в качестве единицы. Такая измеряемая величина зависит от используемой единицы измерения

По соотношению между числом измеряемых величин и числом уравнений измерения:

безызбыточные измерения;

избыточные или множественные"*

По степени достаточности:

необходимые (безызбыточные) измерения;

избыточные (то есть необходимые и достаточные) измерения.**