Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 318
Скачиваний: 25
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
БЕЛОГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
НИУ «БелГУ»
ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНЫХ И ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Реферат на тему:
«Роль метрологии в современном обществе»
по дисциплине «Метрология»
студентки очного отделения
2 курса 12002111группы
Чеботарёвой Виктории Владиславовны
Проверила:
проф. Назарова Марина Юрьевна
Белгород
2023
СОДЕРЖАНИЕ
1.ВВЕДЕНИЕ 3
2.ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕТРОЛОГИИ 6
3.СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ 20
4.ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ МЕТРОЛОГИИ В ПЕРСПЕКТИВЕ 26
5.МЕТРОЛОГИЯ В ПОВСЕДНЕВНОЙ ЖИЗНИ 28
6.ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28
-
ВВЕДЕНИЕ
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения единства и требуемой точности измерений.
Д.И. Менделеев писал: "Наука начинается с тех пор, как начинают измерять: точная наука немыслима без меры".
В современном мире сферы применения знаний метрологии достаточно обширны, можно даже утверждать, что ее принципы применяются фактически во всех областях человеческой деятельности. Только родившийся человек, еще не получив имя, сразу становится объектом измерений. В первые минуты жизни к нему применяют средства измерений длины, массы и температуры. В повседневной жизни мы также постоянно сталкиваемся с измерениями: оцениваем температуру воздуха на улице, следим за временем.
Стремительными темпами растут требования к точности измерений, быстроте получения измерительной информации, качеству измерений комплекса величин. Автоматизация производства определяет необходимость полной автоматизации измерений, использование систем автоматического контроля, измерительных роботов.
На основе измерений получают информацию о состоянии производственных, экономических и социальных процессов. Измерительная информация служит основой для принятия решений о качестве продукции при внедрении систем качества, в научных экспериментах и т.д. И только достоверность и соответствующая точность результатов измерений обеспечивает правильность принимаемых решений на всех уровнях управления. Получение недостоверной информации приводит к неверным решениям, снижению качества продукции, возможным авариям.
Эффективное сотрудничество с другими странами, совместные разработки научно-технических программ, дальнейшее развитие торговых отношений требует растущего взаимного доверия к измерительной информации, являющейся по существу основным объектом обмена при совместном решении научно-технических проблем, основой взаимных расчетов при торговых операциях, заключении контрактов на поставку материалов, изделий, оборудования. Создание единого подхода к измерениям гарантирует взаимопонимание, возможность унификации и стандартизации методов и средств измерений, взаимного признания результатов измерений и испытаний продукции в международной системе товарообмена.
Для количественного определения того или иного параметра, характеристики продукции, процесса, явления, т.е. любого объекта измерения, необходимо: выбрать параметры, характеристики, которые определяют интересующие нас свойства объекта; установить степень достоверности с которой следует определять выбранные параметры, установить допуски, нормы точности и т.д.; выбрать методы и средства измерений для достижения требуемой точности; обеспечить готовность средств измерений выполнять свои функции привязкой средств измерений к соответствующим эталонам; обеспечить учет или создание требуемых условий проведения измерений; обеспечить обработку результатов измерений и оценку характеристик погрешностей.
Перечисленные положения представляют собой своеобразную цепь, изъятие из которой какого-нибудь звена неизбежно приводят к получению недостоверной информации, и как следствие, к значительным экономическим потерям и принятию ошибочных решений.
Именно учитывая обширность применения метрологии в современном обществе, я и выбрала данную тему для исследования. Для любого специалиста в технологической сфере важно знать истоки, основы всех научных прогрессов – метрологию. Данная работа позволит решить мне ряд задач:
-
Увидеть общую картину развития метрологии -
Найти взаимосвязи между величинами прошлого и настоящего -
Определить современные методы измерений -
Установить важность метрологии в современном обществе
-
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МЕТРОЛОГИИ
Метрология как наука и область практической деятельности имеет древние корни. На протяжении развития человеческого общества измерения были основой взаимоотношений людей между собой, с окружающими предметами, природой. При этом вырабатывались определенные представления о размерах, формах, свойствах предметов и явлений, а также правила и способы их сопоставления. Раздробленность территорий и населяющих их народов обуславливала индивидуальность этих правил и способов. Поэтому появлялось множество единиц для измерения одних и тех же величин.
Наименования единиц иих размеров в давние времена давались чаще всего в соответствии с возможностью определения их без специальных устройств, т.е. ориентировались на те, что были "под руками и под ногами".
Первые единицы длины были весьма приблизительными. Они были связаны с размерами частей тела человека. В Англии и США до сих пор используются единицы длины "ступня" - фут (31 см), "большой палец" - дюйм (25,4 мм) и ярд (91 см.). Он был равен расстоянию от кончика носа короля Генриха I до конца пальцев его вытянутой руки. 1фут=12 дюймам.
Рис.1 – Фут и ярд, определённый по частям тела Генриха I
В России в качестве единиц длины были пядь, локоть. Первоначально под пядью понимали максимальное расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев взрослого человека. После мерную пядь прировняли к четверти аршина, а в дальнейшем пядь как мера длины постепенно вышла из употребления.
Таковы и старинные русские единицы длины: сажень была равна расстоянию от конца пальцев одной руки до конца пальцев другой, локоть - расстоянию от локтевого сустава до конца вытянутого среднего пальца руки, пядь - расстоянию между концами вытянутых пальцев руки - большого и указательного.
Локоть как мера длины применялась в древние времена во многих государствах (на Руси, в Вавилоне, Египте и других странах) и определялась как расстояние по прямой от локтевого сгиба до конца среднего пальца вытянутой руки (или большого пальца, или сжатого кулака). Естественно, размер локтя был различным.
Одной из основных мер длины в России долгое время была сажень (упоминается в летописях начала Х века). Размер ее также был не постоянен. Применялись: простая сажень, косая сажень, казенная сажень и др. При Петре 1 по его Указу русские меры длины были согласованы с английскими мерами. Так одна сажень должна была равняться семи английским футам. В 1835 г. Николай 1 своим "Указом правительствующему Сенату" утвердил сажень в качестве основной меры длины в России. В соответствии с этим Указом за основную единицу массы был принят образцовый фунт, как кубический дюйм воды при температуре 13,3 градуса Реомюра в безвоздушном пространстве (фунт равнялся 409,51241 грамм).
Кроме перечисленных мер длины в России использовались и другие меры длины: аршин (0,7112 м), верста (в разные времена размер версты был различным).
Для поддержания единства установленных мер еще в древние времена применялись эталонные (образцовые) меры, которые хранились в Церквях, т.к. Церкви являлись наиболее надежными местами для хранения ценных предметов. В принятом в 1134-1135г. уставе говорилось, что переданные на хранение епископу меры надлежало "блюсти без пакости, ни умаливати, ни умноживати и на всякий год взвешивати". Таким образом, уже в те времена производилась операция, которая позже стала называться поверкой.
За умышленно неправильное измерения, обман, связанные с применением мер, предусматривались строгие наказания («казнити близко смерти»).
Очень рано человеку в процессе меновой торговли потребовалось измерять вес - силу воздействия тела на опору или подвес.
Весы - один из древнейших приборов. Они возникли и совершенствовались с развитием торговли, производства и науки. Весь ход развития общества, в первую очередь, возникновение торговли, настоятельно требовал, чтобы был изобретен прибор, способный взвешивать предназначенный для продажи товар. Первые простейшие весы в виде равноплечного коромысла с подвешенными чашами стали применяться в древнем Вавилоне за две с половиной тысячи лет до нашей эры и в Египте за две тысячи лет до нашей эры. Это: коромысло с подвешенными чашами, на одну кладется товар, на другую гири.
Рис.2 – Весы с гирьками
В основе самой первой в истории системы весовых единиц - древневавилонской - лежал вес одного хлебного зерна - грана. Не кусочек золота, платины, серебра, а зерно, получаемое с таким трудом и являющееся главным продуктом до сих пор. Сыграло свою роль то, что зерна самой природой были как бы стандартизированы и имели почти одинаковые размеры и массу. Позже появилась система гирь, изготовленная человеком. Гиря - специально изготовленный эталон (точная мера) массы, обладающий заданной формой и конструктивными особенностями, и применяемый во всех случаях человеческой деятельности, связанной с точным весом. Наборы гирь для определенных весов называются разновесом.
С появлением системы впервые возникла идея о стандартизации, которая получила свое полное развитие при других измерениях лишь через тысячи лет! Необходимость в стандартизации гирь настолько была очевидна, что торговцы безропотно ей подчинились.
"Порча" гирь, то есть сознательное занижение их веса, давала торговцам дополнительную прибыль. И они этим занимались весьма часто, да и занимаются до сих пор. Это уголовно наказуемое преступление.
Применялись весы и гири при меновой торговле. А позднее появились неравноплечные весы с передвижной гирей - безмен - простейшие рычажные весы, отсчет на которых ведется по нанесенной на стержень шкале.
Рис. 3 - Безмен
Русский безмен - металлический стержень с постоянным грузом на одном конце и крючком или чашкой для взвешиваемого предмета на другом. Уравновешивают безмен перемещением вдоль стержня второго крючка обоймы или петли, служащих опорой стержня безмена.
Иногда ручные пружинные весы называют безменом. Они представляют собой жесткую пружину, которая помещается в корпус со шкалой. К пружине прикрепляется стрелка. Пока к пружине не приложено усилие, то есть не подвешен измеряемый груз, она находится в сжатом состоянии. Под действием силы тяжести пружина растягивается, соответственно перемещается по шкале стрелка. На основании положения стрелки можно узнать массу взвешиваемого груза.
Рис. 4 - Ручные пружинные весы
В древности существовали различные системы измерения – в Вавилоне, древнем Египте, древнем Израиле, древней Греции, Римской империи. Позднее в каждой стране использовалась своя система измерений. Существовали английская, русская, французская, китайская, японская и др.
По мере развития промышленного производства повышались требования к применению и хранению мер, стремление к унификации размеров единиц. Так, в 1736 г. российский Сенат образовал комиссию мер и весов. Комиссии предписывалось разработать эталонные меры, определить отношения различных мер между собой, выработать проект Указа по организации поверочного дела в России. Архивные материалы свидетельствуют о перспективности замыслов, которые предполагала реализовать комиссия. Однако из-за отсутствия средств, эти замыслы в то время не были реализованы.
В 1841 году в соответствии с принятым Указом "О системе Российских мер и весов", узаконившим ряд мер длины, объема и веса, было организовано при Петербургском монетном дворе Депо образцовых мер и весов - первое государственное поверочное учреждение. Основными задачами Депо являлись: хранение эталонов, составление таблиц русских и иностранных мер, изготовление менее точных по сравнению с эталонами образцовых мер и рассылка последних в регионы страны. Поверка мер и весов на местах была вменена в обязанность городским думам, управам и казенным палатам. Были организованы "ревизионные группы", включающие представителей местных властей и купечества, имеющие право изымать неверные или неклейменные меры, а владельцев таких мер привлекать к ответственности. Таким образом, в России были заложены основы единой государственной метрологической службы.